DE60109667T2

DE60109667T2 - Vorrichtung zur Regenierung eines Partikelfilters in einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60109667T2
Application number: DE60109667T
Authority: DE
Inventors: Olivier Salvat; Patrice Le Tallec
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: EP1130228B1; ATE292234T1; JP2001234733A; DE60109667D1; FR2804166A1; FR2804166B1; EP1130228A1; ES2238042T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regeneration eines Partikelfilters, der in eine Abgasleitung eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist.
Es ist bekannt, dass die Verringerung der Schadstoffemissionen, die mit der Arbeit der Motoren von Kraftfahrzeugen und insbesondere von Dieselmotoren verbunden ist, ein permanentes Anliegen der Konstrukteure ist.
Es sind bereits verschiedene Anordnungen im Stande der Technik entwickelt worden, die dazu dienen, die Höhe der Schadstoffemissionen herabzusetzen, indem insbesondere ein Partikelfilter verwandt wird, der in die Abgasleitung eingebaut ist.
Man kann sich beispielsweise auf die Druckschrift LANGKABEL G.I.: LA PLUS GRANDE INVENTION DEPUIS LE MOTEUR DIESEL, REVUE AUTOMOBILE, CH, HALLWAG S.A. BERNE, Band 94, Nr. 19, 6. Mai 1999 (1999-05-06), Seite 21 beziehen, wo eine Anordnung gemäß des Gattungsbegriffes des Anspruchs 1 beschrieben ist.
Indessen bereitet die Steuerung der Arbeit einer derartigen Anordnung und insbesondere die Steuerung ihrer Regeneration noch Schwierigkeiten.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, diese zu beseitigen.
Hierzu ist Gegenstand der Erfindung eine Anordnung zur Regeneration eines Partikelfilters, der in eine Abgasleitung eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist und verschiedene Einrichtungen umfasst, die mit dem Motor verbunden sind, und unter denen sich

– Einrichtungen zum Einführen von Luft in den Motor,
– Einrichtungen zum Rückführen des Abgases des Motors zu seinem Einlass,
– ein Turbolader,
– ein Oxidationskatalysator, der sich stromaufwärts vom Partikelfilter in der Abgasleitung befindet,
– eine Anordnung zur gemeinsamen Kraftstoffversorgung der Zylinder des Motors, die elektrisch gesteuerte Einspritzer umfasst, die mit den Zylinder verbunden sind,
– Einrichtungen zum Zugeben eines Zusatzstoffes zum Kraftstoff, der dazu bestimmt ist, sich auf dem Partikelfilter niederzuschlagen, um die Temperatur der Verbrennung der Partikel herabzusetzen, die darin eingefangen sind, und
– Einrichtungen zum Gewinnen von Informationen bezüglich ver schiedener Funktionsparameter des Motors und der damit verbundenen Einrichtungen befinden, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Einrichtungen zum Steuern der Funktion der Einführungseinrichtungen, der Rückführungseinrichtungen, des Turboladers und/oder der Versorgungsanordnung umfasst, um die Arbeit des Motors zu steuern, welche Einrichtungen darüber hinaus so ausgebildet sind, dass sie eine Phase der Regeneration des Partikelfilters durch Verbrennung der darin eingefangenen Partikel phasengleich mit der Vielzahl an Einspritzungen des Kraftstoffes in die Zylinder des Motors während ihrer Dekompressionsphase auslösen und dass die Steuereinrichtungen mit Einrichtungen zum Bestimmten der Beladung des Partikelfilters mit Partikeln verbunden sind, um die Arbeit des Motor und der damit verbundenen Einrichtungen zu regulieren und eine Arbeit mit gleich bleibender Leistung des Motors zu ermöglichen.

Die Erfindung wird aus der Lektüre der Beschreibung weiter verständlich, die nur als Beispiel unter Bezug auf die zugehörige Zeichnung gegeben wird, die eine schematische, synoptische Wiedergabe eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeuges und der verschiedenen damit verbundenen Einrichtungen ist.
In dieser Figur ist ein Dieselmotor eines Kraftfahrzeuges dargestellt, der mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 versehen ist.
Dieser Dieselmotor ist mit Einrichtungen zum Einführen von Luft an seinen Eingang verbunden, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 2 bezeichnet sind.
Am Ausgang ist der Motor mit einer Abgasleitung verbunden, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 3 bezeichnet ist.
Einrichtungen zum Rückführen des Abgases des Motors zu seinem Eingang sind gleichfalls vorgesehen und mit dem allgemeinen Bezugszeichen 4 bezeichnet.
Diese Einrichtungen sind nun beispielsweise zwischen dem Ausgang des Motors und den Einrichtungen 2 zum Einführen der Luft in diesen angeordnet.
Die Abgasleitung kann gleichfalls mit einem Turbolader, der das allgemeine Bezugszeichen 5 trägt und insbesondere mit dessen Turbinenteil in herkömmlicher Weise verbunden sein.
Die Abgasleitung umfasst schließlich einen Oxidationskatalysator, der mit dem allgemeinen Bezugszeichen 6 bezeichnet ist und stromaufwärts von einem Partikelfilter, der das allgemeinen Bezugszeichen 7 trägt, in der Abgasleitung angeordnet ist.
Der Motor ist gleichfalls mit einer Anordnung zur gemeinsamen Versorgung seiner Zylinder mit Kraftstoff verbunden. Diese Anordnung ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 8 in der Figur bezeichnet und umfasst beispielsweise elektrisch gesteuerte Einspritzer, die den Zylindern zugeordnet sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motor ein Motor mit vier Zylindern, der somit vier elektrisch gesteuerte Einspritzer 9, 10, 11 und 12 umfasst.
Den verschiedenen Einspritzern ist eine gemeinsame Kraftstoffversorgungsgalerie zugeordnet, die das allgemeine Bezugszeichen 13 trägt und mit Kraftstoffversorgungseinrichtungen verbunden ist, die das allgemeine Bezugszeichen 14 tragen und bei dem Ausführungsbeispiel eine Hochdruckpumpe umfassen.
Die Versorgungseinrichtungen sind mit einem Kraftstofftank, der das allgemeine Bezugszeichen 15 trägt, und Einrichtungen zum Zugeben eines Zusatzstoffes zum Kraftstoff verbunden, der dazu bestimmt ist, sich auf dem Partikelfilter niederzuschlagen, um die Temperatur der Verbrennung der Partikel herabzusetzen, die darin eingefangen sind.
Dieser Zusatzstoff kann beispielsweise in einem Hilfstank enthalten sein, der das allgemeine Bezugszeichen 16 trägt und mit dem Kraftstofftank 15 verbunden ist, um eine gegebene Menge an Zusatzstoff in den Kraftstoff einspritzen zu können.
Der Motor und die verschiedenen Einrichtungen, die beschrieben wurden, sind gleichfalls mit Einrichtungen zum Steuern ihrer Funktion verbunden, die allgemein in der Figur mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet sind und beispielsweise irgendeinen geeigneten Rechner 18 umfassen, der mit Informationenspeichereinrichtungen 19 verbunden ist und an seinem Eingang mit den verschiedenen Einrichtungen zum Gewinnen von Informationen bezüglich der verschiedenen Funktionsparameter des Motors und seiner Einrichtungen verbunden ist, wobei der Rechner weiterhin so ausgebildet ist, dass er die Funktion der Einführungseinrichtungen, der Rückführungseinrichtungen, des Turboladers und/oder der Versorgungsanordnung steuert, um die Arbeit des Motors und insbesondere das von diesem erzeugte Drehmoment in Abhängigkeit von der Fahrt des Fahrzeuges in herkömmlicher Weise zu steuern.
D.h., beispielsweise, dass der Rechner mit einem Differenzdruckdetektor 20 über den Anschlüssen des Katalysators und des Partikelfilters 6, 7 jeweils, mit Temperaturdetektoren 21, 22, 23 jeweils stromaufwärts vom Katalysator, zwischen dem Katalysator und dem Partikel filter und stromabwärts vom Partikelfilter in der Abgasleitung verbunden ist.
Der Rechner kann auch eine Information über den Sauerstoffgehalt des Abgases von einer Lambdasonde λ empfangen, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 24 in der Figur versehen ist und in die Abgasleitung eingebaut ist.
Der Rechner ist so ausgebildet, dass er an seinem Ausgang die Lufteinführungseinrichtungen, die Abgasrückführungseinrichtungen, den Turbolader, die Einrichtungen zum Zugeben des Zusatzstoffes zum Kraftstoff, die Kraftstoffversorgungseinrichtungen der gemeinsamen Galerie und die verschiedenen Einspritzer steuert, die den Zylindern des Motors zugeordnet sind.
Der Rechner kann insbesondere einen Phase der Regeneration des Partikelfilters durch Verbrennung der Partikel, die darin eingefangen sind, phasengleich mit der Vielzahl von Einspritzungen des Kraftstoffes in die Zylinder des Motors während deren Dekompressionsphase auslösen.
Die vom Motor während seiner Arbeit abgegebenen Teilchen werden im Partikelfilter eingefangen. Es ist daher zweckmäßig, diesen regelmäßig durch Verbrennen dieser Teilchen zu regenerieren.
Die Einrichtungen 17 zum Steuern sind gleichfalls mit Einrichtungen zum Bestimmen der Beladung des Filters 7 mit Teilchen verbunden, um die Arbeit des Motors und der damit verbundenen Einrichtungen so zu regulieren, dass eine gleich bleibende Leistung des Motors erhalten wird.
Tatsächlich nimmt die Beladung des Filters mit Teilchen fortschreitend während der Arbeit des Motors zu, was fortschreitend die Arbeitsleistung des Motors herabsetzt.
Die Bestimmung der Beladung des Filters 7 mit Teilchen kann beispielsweise über die Steuereinrichtungen 17 und insbesondere den Rechner 18 ausgehend von Informationen erfolgen, die vom Differenzdruckdetektor 20 oder von Auswertungseinrichtungen hierfür kommen.
Der Differenzdruck an den Anschlüssen des Partikelfilters 7 ist tatsächlich proportional zu der Teilchenbeladung des Filters und die Informationen am Ausgang des Detektors 20 sind daher ein Spiegelbild dieser Beladung.
Diese Ausgangsinformationen werden durch die Steuereinrichtungen 17 berücksichtigt, um die Strategie der Steuerung des Motors und der damit verbundenen Einrichtungen so zu modifizieren, dass der Motor mit gleich bleibender Leistung arbeitet, d.h., dass seine Leistung beibehalten wird.
Das erlaubt es, die Verkehrzulassung des Fahrzeuges zu bewahren.

Claims

Anordnung zur Regeneration eines Partikelfilters, der in eine Abgasleitung eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist, welche Anordnung verschiedene Einrichtungen umfasst, die mit dem Motor verbunden sind, unter denen sich – Einrichtungen (2) zum Einführen von Luft in den Motor, – Einrichtungen (4) zum Rückführen des Abgases des Motors zu seinem Einlass, – ein Turbolader (5), – ein Oxidationskatalysator (6), der sich stromaufwärts vorn Partikelfilter (7) in der Abgasleitung befindet, – eine Anordnung (8) zur gemeinsamen Kraftstoffversorgung der Zylinder des Motors, die elektrisch gesteuerte Einspritzer (9, 10, 11, 12) umfasst, die mit den Zylindern verbunden sind, – Einrichtungen (16) zum Zugeben eines Zusatzstoffes zum Kraftstoff, der dazu bestimmt ist, sich auf dem Partikelfilter niederzuschlagen, um die Temperatur der Verbrennung der Partikel herabzusetzen, die darin eingefangen sind, und – Einrichtungen (20, 21, 22, 23, 24) zum Gewinnen von Informationen bezüglich verschiedener Funktionsparameter des Motors und der damit verbundenen Einrichtungen befinden, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Einrichtungen (17) zum Steuern der Funktion der Einführeinrichtungen (2), der Rückführungseinrichtungen (4), des Turboladers (5) und/oder der Versorgungsanordnung (8) umfasst, um die Arbeit des Motors zu steuern, welche Einrichtungen darüber hinaus so ausgebildet sind, dass sie eine Phase der Regeneration des Partikelfilters (7) durch Verbrennung der darin eingefangenen Partikel phasengleich mit der Vielzahl an Einspritzungen des Kraftstoffes in die Zylinder des Motors während ihrer Dekompressionsphase auslösen und dass die Steuereinrichtungen (17) mit Einrichtungen (18, 20) zum Bestimmten der Beladung des Partikelfilters (7) mit Partikeln verbunden sind, um die Arbeit des Motors und der damit verbundenen Einrichtungen zu regulieren und eine Arbeit mit gleich bleibender Leistung des Motors zu ermöglichen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Bestimmen der Beladung des Filters (7) mit Partikeln einen Differenzdruckdetektor (20) umfassen, der über den Anschlüssen des Filters (7) angeordnet und mit einem Rechner (18) der Steuereinrichtungen (17) verbunden ist.