DE60120587T2 - Method and device for regenerating a particle filter arranged in the exhaust pipe of an internal combustion engine driving a motor vehicle - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters, der in der Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, welcher ein Kraftfahrzeug antreibt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein solches Verfahren, gemäß welchem man das unmittelbare Bevorstehen einer Verstopfung des Filters erfasst und diesem Verstopfen zuvorkommt, indem man den Filter mit einem Abgasstrom bei einer Temperatur durchströmt, die wenigstens gleich der Selbstentzündungstemperatur der Partikel ist.The The present invention relates to a method for regeneration a particulate filter disposed in the exhaust pipe of an internal combustion engine is that drives a motor vehicle. In particular, refers the invention to such a method, according to which the immediate Clogging before the filter is detected and clogged precludes by the filter with an exhaust stream at a Temperature passes through, at least equal to the autoignition temperature of the particles is.
In
der
Da
der Filter nach und nach unter der Wirkung der Ansammlung dieser
Partikel verdreckt, ist es erforderlich, Mittel zur Entstopfung
des Filters vorzusehen, die regelmäßig eingesetzt werden. Diese Mittel
umfassen gewöhnlich
einen Differenzdrucksensor
Wenn
dieser Ladungsverlust eine Schwelle überschreitet, löst der Rechner
Die US-A-4,719,751 offenbart ein Verfahren zur Regenerierung eines Partikelfilters, der in der Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, welcher ein Kraftfahrzeug antreibt, das mit einer Vielzahl Verbrauchern elektrischer Energie ausgestattet ist, die dem Betrieb des Motors entnommen wird, gemäß welchem man das Bevorstehen einer Verstopfung des Filters erfasst und dieser Verstopfung zuvorkommt, indem man den Filter mit einem Abgasstrom bei einer Temperatur durchströmt, die wenigstens gleich der Selbstentzündungstemperatur der Partikel ist, Verfahren das dadurch gekennzeichnet ist, dass bei Erkennung der bevorstehenden Verstopfung bei Betrieb des Motors mit verlangsamter Drehzahl man die Aktivierung wenigstens einer der Energieverbraucher befehligt, wobei die Aktivierung dazu beiträgt, die Temperatur der Abgase bis zur Selbstentzündungstemperatur zu erhöhen.The US-A-4,719,751 discloses a method of regenerating a particulate filter, which is arranged in the exhaust pipe of an internal combustion engine, which drives a motor vehicle with a variety of consumers electrical energy is fitted to the operation of the engine is removed, according to which one detects the imminence of a blockage of the filter and this Stop obstruction by placing the filter with an exhaust stream flows through at a temperature, at least equal to the autoignition temperature of the particles is method characterized in that when detected the imminent blockage when the engine is running at a slower speed the activation of at least one of the energy consumers is commanded, whereby activation contributes to raise the temperature of the exhaust gases to the autoignition temperature.
Die Verwendung von Verbrennern oder elektrischen Glühkerzen, um die Selbstverbrennungstemperatur der Partikel zu erreichen, weist den Nachteil auf, dass sie teuer ist. Was das Verfahren der Erhöhung der Temperatur der Abgase durch Verminderung des Wirkungsgrades des Motors anbelangt, selbst wenn sich dieses zwar unter normalen Fahrbedingungen des Fahrzeugs als zufrieden stellend zeigt, ist dies aber nicht so, wenn der Fahrzeugmotor mit verlangsamter Drehzahl läuft. Wenn das Fahrzeug sich in einem Stau befindet und dessen Motor dann während eines langen Zeitabschnittes langsamer läuft, kann es sogar unmöglich werden, den Partikelfilter durch dieses Mittel zu regenerieren. Dies ist im Hinblick auf einen guten Motorbetrieb besonders schädlich, da Staus einen beträchtlichen Teil des Automobilverkehrs im Stadtgebiet darstellen.The Use of burners or electric glow plugs to the auto-ignition temperature reaching the particle has the disadvantage of being expensive is. As for the method of increase the temperature of the exhaust gases by reducing the efficiency of the engine, even though this is under normal Driving conditions of the vehicle as satisfactory shows is but not so, if the vehicle engine with slowed down speed running. If the vehicle is in a traffic jam and its engine then while slower running of a long period, it may even be impossible to regenerate the particulate filter by this means. This is in With regard to a good engine operation particularly harmful because Traffic jams a considerable Represent part of the automobile traffic in the urban area.
Die vorliegende Erfindung hat folglich das Ziel, ein Verfahren zur Regenerierung eines in der Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs angeordneten Partikelfilters zur Verfügung zu stellen, das dazu vorgesehen ist, eine wirksame Regenerierung des Filters sicherzustellen, einschließlich wenn der das Fahrzeug antreibende Motor mit verlangsamter Drehzahl läuft.The The present invention therefore has the object of a method for regeneration a arranged in the exhaust pipe of a motor vehicle particulate filter to disposal to provide an effective regeneration of the filter, including if the vehicle driving motor running at a slower speed.
Das erfindungsgemäße Ziel sowie andere, die beim Lesen der nun folgenden Beschreibung offensichtlich werden, erreicht man mit einem Regenerierungsverfahren vom im Anspruch 1 beschriebenen Typ.The inventive goal as well as others which will become apparent upon reading the description which follows be achieved with a regeneration method from the claim 1 described type.
Wie man aus dem Folgenden sehen wird, erlaubt es die so erreichte Erhöhung der Temperatur der Abgase, gegebenenfalls kombiniert mit derjenigen, die von einer provozierten Verminderung des Wirkungsgrades des Motors und gegebenenfalls außerdem von einer Erhöhung der verlangsamten Drehzahl resultiert, die Abgase auf eine Temperatur nahe 600°C zu bringen, die für die Entstopfung des Filters durch Pyrolyse der Rußpartikel oder anderer Rückstände, die dieser enthält, geeignet ist.As will be seen below, the thus achieved increase in the temperature of the exhaust gases, possibly combined with that resulting from a provoked reduction in the efficiency of the engine, and possibly also an increase in the decelerated speed, allows the exhaust gases to approach a temperature To bring 600 ° C, which is for the destocking of the Filter by pyrolysis of the soot particles or other residues containing it is suitable.
Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nun folgenden Beschreibung und beim Studium der angefügten Zeichnung offensichtlich, in welcher:Other Advantages of the present invention will become apparent upon reading the following Description and in the study of the attached drawing obvious, in which:
Es
wird Bezug auf
Beispielhaft können für derart versorgte Verbraucher, die gewöhnlich zur Ausstattung eines Kraftfahrzeugs gehören, folgende genannt werden: die Glühkerzen zum elektrischen Vorwärmen des Luft-/Kraftstoffgemisches eines Dieselmotors, eine Motorlüftergruppe zur Zirkulation von Luft in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs, ein Verdichter einer Klimagruppe dieser Fahrgastzelle (oder „Klimaanlage"), elektrische Widerstände zum Erwärmen des Wassers eines Kreislaufes zur Lufterhitzung oder zur Beheizung der Sitze des Fahrzeugs, etc., etc. ...exemplary can for such supplied consumers, usually belong to the equipment of a motor vehicle, the following are called: the glow plugs for electric preheating the air / fuel mixture of a diesel engine, a motor fan group for the circulation of air in the passenger compartment of a motor vehicle, a compressor of a climate group of this passenger compartment (or "air conditioning"), electric resistors to Heat the water of a circuit for air heating or heating the seats of the vehicle, etc., etc. ...
Die
vorgenannten Energieverbraucher werden gewöhnlicherweise entweder von
dem Fahrzeugführer
oder durch einen von dem Rechner
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Mehrzahl C1,
C2, C3, ... solcher
Verbraucher unter Befehl des Rechners
Das
Verfahren zur Regenerierung des Partikelfilters
Wenn
der Differenzdrucksensor
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Rechner ordnungsgemäß programmiert, so dass, wenn
die Motordrehzahl dann geringer als der Schwellenwert ist, der Rechner
automatisch einen oder mehrere der Verbraucher C1,
C2, C3, ... aktiviert, um
so die durch den Wechselstromgenerator
Damit
der Motor
Die Erhöhung der Temperatur, die man so durch Aktivierung von Verbrauchern elektrischer Energie erzielen kann, konnte auf mehr als 100°C beziffert werden.The increase the temperature, which is so by activation of consumers electrical Energy could be estimated at more than 100 ° C.
Indem
man gegebenenfalls die Erhöhung der
Temperatur der so erhaltenen Gase mit derjenigen kombiniert, die
man aus einer Erhöhung
der verlangsamten Drehzahl des Motors ziehen kann (von 800 bis 1000
U/min beispielsweise), und mit derjenigen, die man aus einer Verminderung
der Verbrennung des den Motor versorgenden Luft-/Kraftstoffgemisches,
und folglich des Wirkungsgrades des Motors, ziehen kann, gelangt
man erfindungsgemäß dazu,
die Abgase über
die Temperatur von ungefähr 600°C zu erwärmen, welche
die Selbstentzündung der
in dem Filter
Das
in
Während eines normalen Betriebs bei verlangsamter Drehzahl, beim Betriebspunkt P1, beobachtet man, dass die für einen solchen Betrieb typische Drehzahl (800 U/min) und Drehmoment (15 Nm) Werte zu einer Produktion von Abgasen bei einer Temperatur geringer als 200°C führen.During normal operation at decelerated speed, at operating point P 1 , it is observed that the typical engine speed (800 rpm) and torque (15 Nm) for such operation results in exhaust gas production at a temperature lower than 200 ° C to lead.
Indem
man die Aktivierung, gemäß der vorliegenden
Erfindung, von sich zu dem Zeitpunkt außer Betrieb befindlichen Verbrauchern
mit einer Erhöhung
des verlangsamten Drehmoments von 800 auf 1000 U/min und einer Verminderung
des Wirkungsgrades des Motors kombiniert, kann man die Temperatur
der Abgase auf mehr als 600°C
erhöhen (Betriebspunkt
P2), eine Temperatur, die geeignet ist, die
Reinigung durch Pyrolyse des Partikelfilters
Man
wird ebenso feststellen, dass der so erzielte spektakuläre Wiederanstieg
der Temperatur der Abgase eine Folge der starken Steilheit zwischen den
Betriebspunkten P1 und P2 der
in der
Wenn
die Regenerierung des Filters abgeschlossen ist, deaktiviert der
Rechner
Um
die Regenerierung des Filters zu stoppen, kann der Rechner durch
Beobachtung der Veränderung
des Ladungsverlustes im Filter vorgehen, die durch den Differenzdrucksensor
Man wird feststellen, dass das erfindungsgemäße Verfahren der Erwärmung der Abgase durch Aktivierung von Energieverbrauchern, die in einem Kraftfahrzeug eingebaut sind, es erlaubt, indem es zur Erwärmung der zur Verbrennung der im Filter zurückbehaltenen Partikel verwendeten Gase beiträgt, die Dauer der Verminderung des Wirkungsgrades des Motors zu verkürzen, wenn man dieses Mittel verwendet, um diese Pyrolyse sicherzustellen. Es erlaubt es auch, die Zeitabschnitte (Staus) zu verringern oder aufzulösen, während welcher jegliche Regenerierung unmöglich ist.you will find that the inventive method of heating the Exhaust gases through activation of energy consumers in a motor vehicle are built in, allowing it to heat up for burning the retained in the filter Particles used to contribute to the gases To shorten the duration of the reduction in the efficiency of the engine when one uses this agent to ensure this pyrolysis. It also allows to reduce the time periods (congestion) or dissolve, while which any regeneration is impossible.
Wohl gemerkt ist die Erfindung nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, das nur beispielhaft angegeben wurde. Dementsprechend könnte das erfindungsgemäße Verfahren in Kombination mit der Verwendung eines chemischen Zusatzes eingesetzt werden, der dem Motorkraftstoff zugefügt wird, um die Selbstentzündungstemperatur der im Filter zurückgehaltenen Partikel zu verringern. Dementsprechend könnte die Regenerierung des Filters auch bei Erfassung der Überschreitung einer durch das Fahrzeug zurückgelegten Strecke (beispielsweise 500 km) oder eines durch den Motor verbrauchten Kraftstoffvolumens ausgelöst werden, was im Wesentlichen zwei aufeinander folgenden Verstopfungen des Filters entspricht.Well It should be noted that the invention is not limited to the one described and illustrated Embodiment limited, the was given only by way of example. Accordingly, that could inventive method used in combination with the use of a chemical additive Added to the engine fuel is the autoignition temperature the retained in the filter To reduce particles. Accordingly, the regeneration of the Filters even when detecting the excess a distance traveled by the vehicle (For example, 500 km) or one consumed by the engine Fuel volume triggered which are essentially two consecutive blockages corresponds to the filter.
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