DE60110946T2 - Steuerungssystem für die Regenerierung eines Partikelfilters für den Auspuff eines Dieselmotors - Google Patents

Steuerungssystem für die Regenerierung eines Partikelfilters für den Auspuff eines Dieselmotors Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Hilfssystem zur Regeneration eines in einer Auspuffleitung eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors integrierten Partikelfilters.
  • Es ist bekannt, dass die Reduzierung von umweltverschmutzenden, mit dem Funktionieren von Motoren von Kraftfahrzeugen, insbesondere Dieselmotoren, verbundenen Emissionen eine permanente Sorge darstellt für die Konstrukteure.
  • Verschiedene Systeme sind schon im Stand der Technik entwickelt worden, um das Niveau der umweltverschmutzenden Emissionen zu verringern, insbesondere durch die Benutzung eines in der Auspuffleitung integrierten Partikelfilters.
  • Man kann zum Beispiel Bezug nehmen auf das Dokument LANGKABEL G.I.: LA PLUS GRANDE INVENTION DEPUIS LE MOTEUR DIESEL, REVUE AUTOMOBILE, CH, HALLWAG S.A. BERNE, Teil 94, Nr. 19, 6 Mai 1999 (1999-05-06), Seite 21, worin ein System beschrieben wird das übereinstimmt mit dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Das Management des Funktionierens von diesem, insbesondere das Management seiner Regeneration bereitet jedoch noch Schwierigkeiten.
  • Diese zu lösen ist deshalb Zweck der Erfindung.
  • Dazu hat die Erfindung zum Gegenstand ein Hilfssystem zur Regeneration eines in einer Auspuffleitung eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors integrierten Partikelfilters zu schaffen, welches unterschiedliche zum Motor zugehörige Bauteile aufweist, darunter:
    • – Mittel zum Einlassen von Luft in den Motor,
    • – Mittel zum Rückführen der Abgase des Motors zum Einlass desselben,
    • – einen Turboverdichter,
    • – einen Oxydationskatalysator, welcher in der Auspuffleitung stromaufwärts des Partikelfilters angeordnet ist;
    • – ein System zum gemeinsamen Kraftstoffversorgen der Zylinder des Motors, welches elektrisch gesteuerte Injektoren aufweist, welche den Zylindern zugeordnet sind,
    • – Mittel zum Hinzufügen von einem Additiv zum Kraftstoff, welches bestimmt ist, sich an dem Partikelfilter anzulagern zum Absenken der Verbrennungstemperatur der in demselben abgeschiedenen Partikel,
    • – Mittel zum Erfassen von Informationen, welche sich auf unterschiedliche Parameter des Funktionieren des Motors und der zugeordneten Bauteile desselben beziehen, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel aufweist zum Steuern des Funktionierens der Einlassmittel, der Rückführmittel, des Turboverdichters und/oder des Versorgungssystems zum Steuern des Funktionierens des Motors, wobei jene Mittel unter anderem zum Auslösen einer Regenerationsphase des Partikelfilters durch Verbrennen der abgeschiedenen Partikel in demselben eingerichtet sind, indem eine Phase von mehrfachen Kraftstoff-Injektionen in die Motorzylinder während ihrer Expansionsphase eingeschaltet wird, und dass die Abgas-Rückführmittel ein entsprechendes Elektroventil aufweisen, dessen Funktion von den Steuermitteln gesteuert wird in Abhängigkeit von Informationen, welche von einer in der Auspuffleitung integrierten entsprechenden Lambda-λ-Sonde bereitgestellt werden zum Regeln der Rückführung des Abgases in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt des Gases bei der Regenerationsphase des Partikelfilters.
  • Die Erfindung wird besser verstanden werden durch das Lesen der nachfolgenden Beschreibung, welche nur als Beispiel gegeben wird und aufgestellt ist mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung, welche ein übersichtliches Schema darstellt das einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor wiedergibt und die verschiedenen demselben zugehörigen Bauteile.
  • In dieser Figur ist nämlich ein Kraftfahrzeug-Dieselmotor wiedergegeben mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 angedeutet.
  • Diesem Dieselmotor sind bei dessen Eingang Mittel zum Einlassen von Luft zugeordnet, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 2.
  • Beim Ausgang ist dieser Motor einer Auspuffleitung zugeordnet, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 3.
  • Mittel zum Rückführen der Abgase des Motors, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 4, sind auch an dessen Eingang vorgesehen.
  • Diese Mittel sind dann zum Beispiel zwischen dem Ausgang des Motors und den Mitteln zum Einlassen von Luft in diesem angeordnet.
  • Die Auspuffleitung kann auch einem Turboverdichter, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 5 angedeutet, zugeordnet sein, und insbesondere, auf klassische Weise, dessen Turbinenteil.
  • Die Auspuffleitung weist zum Schluss einen Oxydationskatalysator auf, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 6, welcher in der Auspuffleitung stromaufwärts des Partikelfilters, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 7, angeordnet ist.
  • Der Motor ist auch einem System zum gemeinsamen Kraftstoffversorgen dessen Zylinder zugeordnet. Dieses System ist in dieser Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 8 angedeutet, und es weist zum Beispiel elektrisch gesteuerte Injektoren auf, welche diesen Zylindern zugeordnet sind.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motor ein Motor mit vier Zylindern und er weist deshalb vier Injektoren mit elektrischer Steuerung auf, 9, beziehungsweise 10, 11 und 12.
  • Die verschiedenen Injektoren sind einer gemeinsamen Kraftstoffversorgungsleitung, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 13, zugeordnet, welche mit den zum Beispiel eine Hochdruckpumpe aufweisenden Kraftstoffversorgungsmitteln, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 14, verbunden ist.
  • Diese Versorgungsmittel sind verbunden mit einem Kraftstoffreservoir, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 15, und mit Mitteln zum Hinzufügen zum Kraftstoff von einem Additiv, welches bestimmt ist, sich an dem Partikelfilter anzulagern zum Absenken der Verbrennungstemperatur der in demselben abgeschiedenen Partikel.
  • Übrigens kann dieses Additiv zum Beispiel in einem dem Kraftstoffreservoir 15 zugeordneten Hilfsreservoir, angedeutet mit dem allgemeinen Bezugszeichen 16, enthalten sein, um die Injektion einer bestimmten Menge dieses Additivs in den Kraftstoff möglich zu machen.
  • Zum Schluss, dieser Motor und die verschiedenen gerade beschriebenen Bauteile sind auch, in dieser Figur mit dem allgemeinen Bezugszeichen 17 angedeutete Mittel zur Kontrolle deren Funktionieren zugeordnet, wobei diese Mittel zum Beispiel jeden geeigneten Rechner 18 aufweisen, welcher Mittel zum Speichern von Informationen 19 aufweist und dessen Eingang verbunden ist mit verschiedenen Mitteln zum Sammeln von sich auf verschiedene Funktionierungsparameter dieses Motors und dessen Bauteilen beziehenden Informationen, wobei dieser Rechner dann geeignet ist, um das Funktionieren der Einlassmittel, der Rückführungsmittel, des Turboverdichters und/oder des Versorgungssystems zu steuern, so dass das Funktionieren des Motors und insbesondere dessen in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeuges geleistete Moment auf klassische Weise geregelt wird.
  • Es ist zum Beispiel auf diese Weise, dass dieser Rechner bei den Klemmen des Katalysators und des Partikelfilters, 6 beziehungsweise 7, verbunden ist mit einem Differenzdrucksensor 20, mit Temperatursensoren 21, 22 und 23, in der Auspuffleitung stromaufwärts des Katalysators beziehungsweise zwischen diesem Katalysator und dem Partikelfilter und stromabwärts dieses Partikelfilters.
  • Dieser Rechner kann auch eine Information betreffend den Sauerstoffgehalt der Abgase empfangen von einer entsprechenden Lambda-λ-Sonde, welche in dieser Figur angedeutet ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 24 und in die Auspuffleitung integriert ist.
  • Der Ausgang des Rechners ist geeignet zum Regeln der Einlassmittel der Luft, der Rückführungsmittel der Abgase, des Turboverdichters, der Mittel zum Hinzufügen von Additiv zum Kraftstoff, der Mittel zum Versorgen mit Kraftstoff der gemeinsamen Leitung und der verschiedenen den Motorzylindern zugeordneten Injektoren.
  • Dieser Rechner ist insbesondere geeignet um eine Regenerationsphase des Partikelfilters zu starten durch die Verbrennung der in demselben abgeschiedene Partikel wobei eine Phase von mehrfachen Kraftstoffinjektionen in die Motorzylinder während ihrer Expansionsphase eingeschaltet wird.
  • Die vom Motor während seines Funktionierens abgegebenen Partikel werden nämlich angelagert im Partikelfilter. Es ist deshalb angemessen regelmäßig diesen zu regenerieren durch Verbrennung der Partikel.
  • Die Mittel 4 zum Rückführen der Abgase des Motors weisen in vorteilhafter Weise am dessen Eingang ein proportionales Elektroventil auf, welches geregelt wird durch die Steuermittel 17 in Abhängigkeit von den durch die Lambda-λ-Sonde 24 gelieferten Informationen um, während der Regenerationsphase des Partikelfilters, die Rückführung der Gase in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der Abgase zu steuern.
  • Dieses macht es dann nämlich möglich, den Ablauf der Regeneration des Filters durch die Verbrennung der Partikel besser zu steuern.

Claims (1)

  1. Hilfssystem zur Regeneration eines in einer Auspuffleitung eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors integrierten Partikelfilters, welches unterschiedliche zum Motor zugehörige Bauteile aufweist, wie: – Mittel (2) zum Einlassen von Luft in den Motor, – Mittel (4) zum Rückführen der Abgase des Motors zum Einlass desselben, – einen Turboverdichter (5), – einen Oxidationskatalysator (6), welcher in der Auspuffleitung stromaufwärts des Partikelfilters (7) angeordnet ist, – ein System (8) zum gemeinsamen Kraftstoffversorgen der Zylinder des Motors, welches elektronisch gesteuerte Injektoren (9, 10, 11, 12) aufweist, welche den Zylindern zugeordnet sind, – Mittel (16) zum Hinzufügen von einem Additiv zum Kraftstoff, welches bestimmt ist, sich an dem Partikelfilter (7) anzulagern zum Absenken der Verbrennungstemperatur der in demselben abgeschiedenen Partikel, – Mittel (20, 21, 22, 23, 24) zum Erfassen von Informationen, welche sich auf unterschiedliche Funktionsparameter des Motors und der zugeordneten Bauteile desselben beziehen, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel (17) aufweist zum Steuern der Funktion der Einlassmittel (2), der Rückführmittel (4), des Turboverdichters (5) und/oder des Versorgungssystems (8) zum Steuern der Funktion des Motors, wobei jene Mittel unter anderem zum Auslösen einer Regenerationsphase des Partikelfilters (7) durch Verbrennen der abgeschiedenen Partikel in demselben eingerichtet sind, indem eine Phase von mehrfachen Kraftstoff-Injektionen in die Motorzylinder während ihrer Expansionsphase eingeschaltet wird, und dass die Abgas-Rückführmittel (4) ein entsprechendes, am Motoreinlass angeordnetes Elektroventil aufweisen, dessen Funktion von den Steuermitteln (17) gesteuert wird in Abhängigkeit von Informationen, welche von einer entsprechenden Lambda-λ-Sonde (24) bereitgestellt werden zum Regeln der Rückführung des Abgases zum Einlass des Motors in Abhängigkeit des Sauerstoffgehalts des Gases bei der Regenerationsphase des Partikelfilters (7).
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