KR102517209B1 - Method and control unit for operating a particle filter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에서 입자 필터(25)를 작동하기 위한, 특히 입자 필터의 재생을 수행하고 그리고/또는 입자 필터를 가열하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 배기가스 후처리 시스템은 배기가스의 유동 방향으로 배기가스 채널을 따라 적어도 제1 람다 센서, 제1 촉매 컨버터, 2차 공기 유입구, 및 입자 필터를 포함한다. 상기 방법에서는, 제1 람다 센서의 신호를 이용하여 제1 촉매 컨버터 상류의 배기가스의 람다가 조절되고; 제1 촉매 컨버터와 입자 필터 사이의 배기가스 채널 내로의 제어된 2차 공기 공급에 의해 입자 필터 상류의 배기가스의 람다가 조정됨으로써; 입자 필터의 작동에 적합한, 유동 방향으로 입자 필터 상류에서의 배기가스의 람다 조정이 수행된다.
또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 제어 유닛에 관한 것이다.
상기 방법과 제어 유닛은 입자 필터의 최적화된 작동을 가능케 한다.
The present invention relates to a method for operating a particulate filter (25) in an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, in particular for performing regeneration of the particle filter and/or for heating the particulate filter, said exhaust aftertreatment system includes at least a first lambda sensor, a first catalytic converter, a secondary air inlet, and a particle filter along an exhaust gas channel in a flow direction of the exhaust gas. In the method, the lambda of the exhaust gas upstream of the first catalytic converter is adjusted using the signal of the first lambda sensor; by adjusting the lambda of the exhaust gas upstream of the particle filter by means of a controlled secondary air supply into the exhaust gas channel between the first catalytic converter and the particle filter; A lambda adjustment of the exhaust gas upstream of the particle filter in the flow direction, suitable for the operation of the particle filter, is carried out.
The invention also relates to a control unit for carrying out the method.
The method and control unit allow for optimized operation of the particle filter.

Description

입자 필터를 작동하기 위한 방법 및 제어 유닛{METHOD AND CONTROL UNIT FOR OPERATING A PARTICLE FILTER}Method and control unit for operating a particle filter {METHOD AND CONTROL UNIT FOR OPERATING A PARTICLE FILTER}

본 발명은 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에서 입자 필터를 작동하기 위한, 특히 입자 필터의 재생을 수행하고 그리고/또는 입자 필터를 가열하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 배기가스 후처리 시스템은 배기가스의 유동 방향으로 배기가스 채널을 따라 적어도 람다 센서, 제1 촉매 컨버터, 2차 공기 유입구, 및 입자 필터를 포함한다.The present invention relates to a method for operating a particle filter in an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, in particular for performing regeneration of the particle filter and/or for heating the particle filter, said exhaust aftertreatment system comprising the exhaust gas and at least a lambda sensor, a first catalytic converter, a secondary air inlet, and a particle filter along the exhaust gas channel in the flow direction of .

또한, 본 발명은 내연기관의 배기가스 채널 내 입자 센서의 작동을 위한 제어 유닛에 관한 것이며, 상기 내연기관에 배기가스 후처리 시스템이 할당되고, 이 배기가스 후처리 시스템은 배기가스의 유동 방향으로 배기가스 채널을 따라 적어도 제1 람다 센서, 제1 촉매 컨버터, 2차 공기 유입구, 및 입자 필터를 포함하며, 상기 제어 유닛에 제1 람다 센서의 하나 이상의 출력 신호가 공급되고, 상기 제어 유닛이 내연기관의 연료 계량공급 시스템과 연결된다.The invention also relates to a control unit for the operation of a particle sensor in an exhaust gas channel of an internal combustion engine, to which an exhaust gas aftertreatment system is assigned, which exhaust gas aftertreatment system operates in the direction of exhaust gas flow. at least a first lambda sensor, a first catalytic converter, a secondary air inlet, and a particle filter along an exhaust gas channel, wherein the control unit is supplied with at least one output signal of the first lambda sensor, and the control unit is It is connected to the engine's fuel metering system.

오늘날의 엔진 제어 시스템에서는 배기가스 내 산소 농도의 검출과 엔진의 람다 조절을 위해 람다 센서들이 사용된다. 이 경우, 광대역 람다 센서 및 불연속 레벨(discrete level) 람다 센서가 사용된다.In today's engine control systems, lambda sensors are used for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and for lambda adjustment of the engine. In this case, a broadband lambda sensor and a discrete level lambda sensor are used.

통상적으로 광대역 람다 센서는 농후 또는 희박 람다 값이 정확하게 측정되어야 하거나, 람다 = 1 부근의 범위에서의 측정이 한정된 정확도로 충분한 곳에서 사용된다. 불연속 레벨 람다 센서는 람다 = 1 부근의 범위 내 배기가스 람다가 높은 정확도로 측정되어야 하는 곳에서 사용된다.Broadband lambda sensors are typically used where rich or lean lambda values must be accurately measured, or where measurements in the range around lambda = 1 are sufficient with limited accuracy. Discrete level lambda sensors are used where exhaust gas lambda within a range around lambda = 1 must be measured with high accuracy.

광대역 람다 센서의 대표적인 적용은, 촉매 컨버터 상류의 람다 조절과, 촉매 컨버터의 진단 시 산소의 유입과 배출의 밸런싱에 있다. 불연속 레벨 람다 센서의 대표적인 적용은 촉매 컨버터 하류에서 람다 = 1의 매우 정확한 조절과, 촉매 컨버터의 진단 시 농후 또는 희박 배기가스의 파과(breakthrough)의 검출에 있다.A typical application of a broadband lambda sensor is in lambda regulation upstream of a catalytic converter and balancing oxygen inflow and outflow during diagnosis of a catalytic converter. Typical applications of discrete level lambda sensors are in the highly accurate regulation of lambda = 1 downstream of a catalytic converter and in the detection of breakthrough of rich or lean exhaust gases in the diagnosis of catalytic converters.

특히 법적 배출 및 진단 요건(예: SULEV)을 준수하기 위해, 최근의 내연 기관, 특히 가솔린 엔진의 대표적인 배기가스 시스템은 배기가스의 유동 방향으로 내연기관 하류에 제1 람다 센서, 특히 광대역 람다 센서, 제1 삼원 촉매 컨버터, 제2 람다 센서, 특히 불연속 레벨 람다 센서 및 모니터링되지 않는 제2 삼원 촉매 컨버터를 포함한다.In particular, in order to comply with legal emission and diagnostic requirements (e.g. SULEV), typical exhaust gas systems of recent internal combustion engines, in particular gasoline engines, have a first lambda sensor, in particular a broadband lambda sensor, downstream of the internal combustion engine in the flow direction of the exhaust gases; a first three-way catalytic converter, a second lambda sensor, in particular a discrete level lambda sensor and a second unmonitored three-way catalytic converter.

미래의 보다 엄격한 배출 및 진단 요건(예: China 6)은 제2 촉매 컨버터도 모니터링되어야 하는 배기가스 후처리 시스템을 요구한다. 동시에, 배기가스 내의 입자 수가 제한되어야 한다. 이를 달성하기 위해, 제2 삼원 촉매 컨버터를 입자 필터와 조합하거나, 제2 촉매 컨버터 대신에 촉매 코팅된 입자 필터(사원 촉매 컨버터)를 사용하는 것이 요구될 수 있다.More stringent emissions and diagnostics requirements of the future (eg China 6) require exhaust aftertreatment systems where the second catalytic converter must also be monitored. At the same time, the number of particles in the exhaust gas must be limited. To achieve this, it may be required to combine the second three-way catalytic converter with a particle filter, or to use a catalyst-coated particle filter (four-way catalytic converter) instead of the second catalytic converter.

또한, 제1 촉매 컨버터와 제2 촉매 컨버터 사이에 2차 공기 유입구가 제공될 수 있다. 상기 2차 공기 유입구는 배기가스의 유동 방향으로 제2 람다 센서의 상류 또는 하류에서 배기가스 채널 내로 합류될 수 있다. 2차 공기 유입구의 도움으로, 신선 공기(2차 공기)가 제2 촉매 컨버터 상류에서, 그리고 이에 따라 입자 필터 상류에서 배기가스 채널 내로 유입될 수 있다.Also, a secondary air inlet may be provided between the first catalytic converter and the second catalytic converter. The secondary air inlet may join the exhaust gas channel upstream or downstream of the second lambda sensor in the flow direction of the exhaust gas. With the help of the secondary air inlet, fresh air (secondary air) can be introduced into the exhaust gas channel upstream of the second catalytic converter and thus upstream of the particle filter.

입자 필터의 도움으로, 내연 기관의 연소 시 배기가스로부터 발생하는 그을음 입자가 필터링된다. 입자 필터의 저장 용량에 도달하면, 입자 필터의 재생이 수행되어야 한다. 이를 위해, 축적된 그을음이 발열 진행 반응에서 연소될 때까지 입자 필터의 온도가 상승한다. 온도의 상승을 위해 엔진 내부적인 조치 또는 배기가스 채널 내로의 연료 분사가 수행될 수 있다. 그을음의 연소가 가능하도록, 배기가스 내에 산소가 충분히 존재해야 한다. 그에 따라, 입자 필터 상류에 희박 배기가스(1 보다 큰 람다)가 존재해야 한다. 이를 고려하여, 문서 D1(DE 10 2011 100 677 A1)은 산화 촉매 컨버터, 바람직하게는 삼원 촉매 코팅, 입자 필터 및 SCR 촉매 컨버터로 이루어진 배기가스 제어 시스템을 구비한 디젤 엔진의 작동 방법을 기술하고 있다. 입자 필터의 재생을 위해, 디젤 엔진은 산화 촉매 컨버터의 유해 물질의 양호한 전환을 달성하기 위해 적어도 거의 1의 람다로 작동된다. 입자 필터의 그을음 입자의 연소가 동시에 가능하도록, 산화 촉매 컨버터와 입자 필터 사이에서 공기가 배기가스 채널 내로 안내된다. 2차 공기 공급은 특히, 사전 조정 그을음 연소 속도가 도출되도록 제어된다. 이를 위해, 제어 변수로서 입자 필터에 대한 배기가스 온도차가 이용된다.With the help of a particle filter, soot particles arising from the exhaust gas during combustion of an internal combustion engine are filtered out. When the storage capacity of the particle filter is reached, regeneration of the particle filter must be performed. To this end, the temperature of the particulate filter rises until the accumulated soot is burned in an exothermic proceeding reaction. To raise the temperature, measures internal to the engine or injection of fuel into the exhaust gas channel can be performed. Sufficient oxygen must be present in the exhaust gas to enable combustion of the soot. Accordingly, there must be a lean exhaust gas (lambda greater than 1) upstream of the particulate filter. In view of this, document D1 (DE 10 2011 100 677 A1) describes a method for operating a diesel engine with an emission control system consisting of an oxidation catalytic converter, preferably a three-way catalytic coating, a particle filter and an SCR catalytic converter. . For regeneration of the particulate filter, the diesel engine is operated with a lambda of at least near unity to achieve a good conversion of the harmful substances in the oxidation catalytic converter. Between the oxidation catalytic converter and the particle filter, air is conducted into the exhaust gas channel so that simultaneous combustion of the soot particles of the particle filter is possible. The secondary air supply is particularly controlled so that a pre-set soot burning rate is obtained. For this purpose, the exhaust gas temperature difference with respect to the particle filter is used as a control variable.

입자 필터와 조합된 삼원 촉매 컨버터 또는 촉매 코팅 입자 필터의 촉매 작용을 구현하기 위해 입자 필터가 충분한 작동 온도를 가져야 한다. 예를 들어 내연 기관의 냉간 시동 후, 또는 코스팅 모드에서의 장시간 작동 후, 조합된 입자 필터의 온도가 요구된 작동 온도로 신속하게 상승하도록, 내연기관을 농후 혼합기로 작동시키고 촉매 컨버터/입자 필터 상류에서 내연기관의 배기가스 덕트 내로 2차 공기를 유입하는 방법이 공지되어 있다. 이후, 배기가스 내의 탄화 수소는 2차 공기의 산소에 의해 촉매 컨버터 상류에서 또는 촉매 컨버터 내에서 연소되어 이 촉매 컨버터를 가열한다. 이 경우, 입자 필터 상류에서 바람직하게는 1 이상의 람다가 조정된다.In order to realize the catalytic action of the three-way catalytic converter or catalyst-coated particle filter combined with the particle filter, the particle filter must have a sufficient operating temperature. The internal combustion engine is operated with a rich mixture and the catalytic converter/particle filter so that the temperature of the combined particulate filter rises rapidly to the required operating temperature, for example after a cold start of the internal combustion engine or after a long period of operation in coasting mode. It is known to introduce secondary air upstream into the exhaust gas duct of an internal combustion engine. The hydrocarbons in the exhaust gas are then burned upstream or within the catalytic converter by means of the oxygen of the secondary air to heat the catalytic converter. In this case, upstream of the particulate filter, preferably one or more lambdas are adjusted.

입자 필터의 재생 또는 급속 가열을 위해 입자 필터(삼원 촉매 컨버터와 입자 필터가 조합된 형태로서 또는 촉매 코팅 입자 필터로서의 제2 촉매 컨버터)의 상류에서 배기가스의 람다를 정확하게 조정하기 위해, 공급되는 2차 공기의 양이 제1 촉매 컨버터와 입자 필터 사이에 배차된 제2 람다 센서에 의해 조절될 수 있다. 이를 위해, 2차 공기의 유입이 유동 방향으로 제2 람다 센서 상류에서 수행되어야 한다.To accurately adjust the lambda of the exhaust gas upstream of the particle filter (as a combination of a three-way catalytic converter and a particle filter or as a catalyst-coated particle filter) for regeneration or rapid heating of the particle filter, The amount of primary air may be regulated by a second lambda sensor disposed between the first catalytic converter and the particle filter. For this purpose, the introduction of secondary air has to be carried out upstream of the second lambda sensor in the flow direction.

공급되는 2차 공기의 정확한 제어를 위한 전제 조건은, 제2 람다 센서의 장착 위치에서의 배기가스의 실제 람다와 람다 센서의 신호 사이에 명확한 관계가 형성되는 것인데, 그 이유는, 그렇지 않을 경우 상기 신호에 기초한 제어의 정확도가 불충분하고, 과도하게 높은 배출 또는 입자 필터의 손상이 발생할 수 있기 때문이다. 람다 센서로부터의 신호는 통상 상이한 배기가스 성분, 예를 들어 CO, CO2, H2, H2O, HC, NOx, O2에 대한 람다 센서의 서로 다른 교차 감도에 의해 영향을 받기 때문에, 그리고 내연 기관의 상이한 작동 조건들에서는 배기가스 람다가 동일하여도 배기가스 조성이 서로 다를 수 있기 때문에, 상기 전제 조건은 광대역 람다 센서뿐만 아니라 불연속 레벨 람다 센서에서도 통상 충족되지 않는다.A prerequisite for precise control of the supplied secondary air is that a clear relationship is formed between the signal of the lambda sensor and the actual lambda of the exhaust gas at the mounting position of the second lambda sensor, because otherwise, the above This is because the accuracy of signal-based control is insufficient, and excessively high emissions or damage to the particle filter may occur. Since the signal from the lambda sensor is usually influenced by the different cross-sensitivities of the lambda sensor to different exhaust gas components, eg CO, CO 2 , H 2 , H 2 O, HC, NO x , O 2 , And since the exhaust gas composition can be different under different operating conditions of the internal combustion engine even with the same exhaust gas lambda, the above prerequisite is usually not fulfilled not only with a broadband lambda sensor but also with a discrete level lambda sensor.

따라서, 예를 들어 삼원 촉매 컨버터 하류에서는 일정한 농후 람다 조건에서 수소(H2)와 일산화탄소(CO) 사이의 시변 비율이 조정된다. 그 원인은 촉매 컨버터가 지속적으로 균형을 이룰 수 없는 소위 수성 가스 전환 반응에 있다. 람다 = 1 또는 희박 람다로부터 일정한 농후 람다로의 변경 후, 촉매 컨버터가 처음에는 대략 평형에 상응하는 양의 H2를 공급한다. 그러나, 시간이 경과함에 따라 촉매 컨버터는 H2에 비해 명백히 너무 많은 CO를 공급한다. 센서 위치에서의 람다가 일정하더라도, H2 및 CO에 대한 상이한 교차 감도로 인해, 람다 센서는 삼원 촉매 컨버터 하류에서 일시적으로 강하게 변동하는 신호를 지시한다.Thus, for example, downstream of the three-way catalytic converter, the time-varying ratio between hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) is adjusted under constant rich lambda conditions. The cause lies in the so-called water-gas shift reaction, which the catalytic converter cannot continuously balance. After lambda = 1 or change from lean lambda to constant rich lambda, the catalytic converter initially supplies an amount of H 2 corresponding to approximately equilibrium. However, over time the catalytic converter apparently supplies too much CO relative to H 2 . Even if the lambda at the sensor location is constant, due to the different cross-sensitivities to H 2 and CO, the lambda sensor indicates a transiently strongly fluctuating signal downstream of the three-way catalytic converter.

또 다른 바람직하지 않은 효과에 따라, 활성화된 2차 공기 주입 시, H2, CO 및 O2에 대한 람다 센서의 상이한 교차 감도에 대해, 람다 센서에서의 O2에 의한 H2의 사전 촉매 작용이 영향을 미친다. 존재하는 O2의 소량만이 람다 센서에서 촉매 작용에 의해 변환될 수 있기 때문에, 이러한 분율은 존재하는 O2의 양에 크게 좌우된다. 여기에서도, 센서 위치에서의 람다가 일정하더라도, 배기가스 조성에 따라 람다 센서의 다른 센서 신호가 조정된다.According to another undesirable effect, the pre-catalysis of H 2 by O 2 in the lambda sensor for the different cross-sensitivities of the lambda sensor to H 2 , CO and O 2 during activated secondary air injection It affects. Since only a small amount of O 2 present can be converted catalytically in the lambda sensor, this fraction is highly dependent on the amount of O 2 present. Here too, even if the lambda at the sensor position is constant, the other sensor signals of the lambda sensor are adjusted according to the exhaust gas composition.

따라서, 2차 공기의 계량공급 시 필요한 정확도를 달성하기 위해, 제1 촉매 컨버터 하류의 배기가스 조성 및 제2 람다 센서의 교차 감도의 복잡한 모델링이 요구되는 단점이 있다.Accordingly, there is a disadvantage in that complex modeling of the exhaust gas composition downstream of the first catalytic converter and the cross-sensitivity of the second lambda sensor is required in order to achieve the necessary accuracy when metering the secondary air.

본 발명의 과제는 제1 촉매 컨버터 및 후속하는 2차 공기 유입구의 하류에 배치된 입자 필터의 최적화된 작동을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a method enabling optimized operation of a particle filter arranged downstream of a first catalytic converter and subsequent secondary air inlet.

본 발명의 또 다른 과제는 상기 방법을 수행하기에 적합한 제어 유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a control unit suitable for carrying out the method.

장치와 관련된 본 발명의 과제는, 제1 람다 센서의 신호를 이용하여 제1 촉매 컨버터 상류의 배기가스의 람다가 조절되고; 제1 촉매 컨버터와 입자 필터 사이의 배기가스 채널 내로의 제어된 2차 공기 공급에 의해 입자 필터 상류의 배기가스의 람다가 조정됨에 따라; 입자 필터의 작동에 적합한, 유동 방향으로 입자 필터 상류에서의 배기가스의 람다 조정이 수행됨으로써 해결된다. 제1 람다 센서는 내연 기관의 정규 작동에서, 촉매 컨버터 상류의 람다 조절과, 경우에 따라서는 촉매 컨버터의 진단 시에 산소의 유입 및 배출의 밸런싱에 이용된다. 경우에 따라, 상기 제1 람다 센서의 교차 감도는 선행 기술에서 공지된 바와 같은 배기가스 후처리 시스템의 정규 작동에 대해 비교적 간단한 모델링을 통해 보정된다. 따라서, 제1 촉매 컨버터 상류의 배기가스의 람다는 제1 람다 센서에 의해 정확하게 측정 및 조정될 수 있다. 제1 촉매 컨버터의 저장 용량이 초과함에 따라, 제1 촉매 컨버터 상류에서 조절된 람다는 제1 촉매 컨버터 하류에도 존재한다. 제1 촉매 컨버터 하류에서의 람다를 알고 있으면, 입자 필터의 작동에 적합한 람다를 조정하기 위해 입자 필터 상류의 배기가스에 공급되어야 하는 2차 공기 필요량을 결정하는 것이 가능하다. 이로 인해, 본 발명에 따른 제어된 2차 공기의 공급을 통해 입자 필터 상류에서의 배기가스 람다가 정확하게 조정될 수 있다. 공급되는 2차 공기의 양은 제1 촉매 컨버터의 상류에서 조절된 람다에 따라 결정된다. 제1 촉매 컨버터와 입자 필터 사이에 배치된 제2 람다 센서의 신호를 사용하는 것은 불필요하다. 따라서, 제2 람다 센서의 교차 감도의 복잡한 보정이 생략될 수 있다.The object of the invention related to the device is that the lambda of the exhaust gas upstream of the first catalytic converter is adjusted using the signal of the first lambda sensor; As the lambda of the exhaust gas upstream of the particle filter is regulated by means of a controlled secondary air supply into the exhaust gas channel between the first catalytic converter and the particle filter; This is achieved by performing a lambda adjustment of the exhaust gas upstream of the particle filter in the flow direction, suitable for the operation of the particle filter. The first lambda sensor is used for balancing the inflow and outflow of oxygen, in normal operation of the internal combustion engine, in lambda regulation upstream of the catalytic converter and, optionally, in diagnostics of the catalytic converter. Optionally, the cross sensitivity of the first lambda sensor is corrected through relatively simple modeling for normal operation of the exhaust aftertreatment system as is known in the prior art. Thus, the lambda of the exhaust gas upstream of the first catalytic converter can be accurately measured and adjusted by means of the first lambda sensor. As the storage capacity of the first catalytic converter is exceeded, the lambda regulated upstream of the first catalytic converter also exists downstream of the first catalytic converter. Knowing the lambda downstream of the first catalytic converter, it is possible to determine the required amount of secondary air to be supplied to the exhaust gas upstream of the particle filter in order to adjust the lambda suitable for the operation of the particle filter. Due to this, the exhaust gas lambda upstream of the particulate filter can be precisely adjusted through the controlled supply of secondary air according to the invention. The amount of secondary air supplied is determined by the lambda regulated upstream of the first catalytic converter. It is unnecessary to use the signal of the second lambda sensor arranged between the first catalytic converter and the particle filter. Thus, complicated correction of the cross sensitivity of the second lambda sensor can be omitted.

입자 필터의 재생에 최적인 작동 조건을 제공하기 위한 목적으로, 입자 필터의 재생을 수행하기 위해 제1 촉매 컨버터 상류에서 1 이하의 람다, 특히 0.95와 1.00 사이의 람다가 조절되며, 2차 공기의 제어된 공급을 통해 입자 필터 상류에서 희박 람다, 특히 1.05 내지 1.2의 범위 내 람다가 조정되는 것이 가능하다. 이로써, 배기 가스 내에는 불연소된 탄화 수소뿐만 아니라 그을음 입자의 연소가 일어날 만큼 입자 필터의 온도를 상승시키기에 충분한 산소가 존재하게 된다. 이 경우, 그을음 입자의 연소 속도는 제1 촉매 컨버터 상류의 배기 가스의 람다 및/또는 공급된 2차 공기의 체적 유량의 적절한 변동을 통해 영향을 받을 수 있다.For the purpose of providing optimal operating conditions for regeneration of the particle filter, upstream of the first catalytic converter, a lambda of less than or equal to 1, in particular a lambda between 0.95 and 1.00, is adjusted upstream of the first catalytic converter to effect the regeneration of the secondary air. Through controlled feeding it is possible to adjust lean lambda upstream of the particulate filter, in particular lambda in the range of 1.05 to 1.2. Thereby, sufficient oxygen is present in the exhaust gas to raise the temperature of the particle filter such that combustion of soot particles as well as unburned hydrocarbons occurs. In this case, the rate of combustion of the soot particles can be influenced through an appropriate variation of the lambda of the exhaust gas upstream of the first catalytic converter and/or the volumetric flow rate of the supplied secondary air.

원하는 작동 온도로 입자 필터를 급속 가열하는 것은, 입자 필터의 가열을 수행하기 위해 제1 촉매 컨버터 상류에서 농후 람다, 특히 0.85 내지 0.95의 범위 내 람다가 조절되고, 2차 공기의 제어된 공급을 통해 입자 필터 상류에서 1 이상의 람다가 조정됨으로써 달성될 수 있다.Rapid heating of the particulate filter to the desired operating temperature is achieved through controlled supply of secondary air, wherein a rich lambda, in particular lambda in the range of 0.85 to 0.95, is adjusted upstream of the first catalytic converter to effect heating of the particulate filter. This can be achieved by adjusting one or more lambdas upstream of the particle filter.

입자 필터 상류에서 각각 요구되는 람다의 조정 정확성은, 2차 공기의 제어된 공급 시 현재 배기가스 질량 흐름이 고려됨으로써 개선될 수 있다. 제1 촉매 컨버터 상류의 람다뿐만 아니라 제1 촉매 컨버터 하류에서의 람다도 알고 있는 경우, 그리고 배기가스 질량 흐름을 알고 있는 경우, 각각 요구되는 입자 필터 상류의 람다를 정확하게 조정하기 위해 배기가스에 첨가되어야 하는 2차 공기 요구량이 정확하게 결정되고 조정될 수 있다.The adjustment accuracy of each required lambda upstream of the particulate filter can be improved by taking into account the current exhaust gas mass flow in the controlled supply of secondary air. If the lambda upstream of the first catalytic converter as well as the lambda downstream of the first catalytic converter are known, and if the exhaust gas mass flow is known, then each required particle filter must be added to the exhaust gas in order to precisely adjust the lambda upstream. Secondary air demand can be accurately determined and adjusted.

입자 필터의 가열 또는 재생의 올바른 수행에 대한 모니터링은, 배기가스의 유동 방향으로 2차 공기 유입구의 하류 및 입자 필터의 상류에 배치된 제2 람다 센서의 출력 신호를 통해, 입자 필터의 재생 및/또는 가열을 수행하기 위해 희박 람다 또는 람다 = 1인 조건이 조성되었는지의 여부가 모니터링됨으로써 수행될 수 있다. 이러한 희박 람다의 검출은 제2 람다 센서의 교차 감도의 보정 없이도 충분한 정확도로 수행될 수 있다.Monitoring of the correct performance of the heating or regeneration of the particle filter is carried out through the output signal of the second lambda sensor arranged downstream of the secondary air inlet and upstream of the particle filter in the direction of flow of the exhaust gas, through the regeneration and/or Alternatively, it may be performed by monitoring whether lean lambda or lambda = 1 condition is created to perform heating. The detection of such a lean lambda can be performed with sufficient accuracy without correction of the cross sensitivity of the second lambda sensor.

본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 제2 람다 센서의 출력 신호를 통해 2차 공기 유입구의 기능이 모니터링될 수 있다. 예를 들어 2차 공기 유입구의 2차 공기를 공급하는 2차 공기 펌프의 고장이 이와 같이 간단하고 신속하게 인식될 수 있다. 이로 인해, 2차 공기 유입구에 결함이 존재하고, 이에 따라 입자 필터의 최적의 작동을 위해 필요한 람다가 조정될 수 없을 경우에, 신뢰성 있게 검출될 수 있다.According to one preferred embodiment of the present invention, the function of the secondary air inlet can be monitored via the output signal of the second lambda sensor. For example, a failure of the secondary air pump supplying secondary air to the secondary air inlet can be recognized simply and quickly in this way. This makes it possible to reliably detect if there is a defect in the secondary air inlet and thus the required lambda for optimal operation of the particle filter cannot be adjusted.

특히 입자 필터의 신속한 가열 또는 재생을 수행하기 위한 목적으로 입자 필터를 최적으로 작동시키기 위해, 제1 촉매 컨버터 상류와 제1 촉매 컨버터 하류 모두에서의 람다를 1이 되지 않게 조정하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 한 바람직한 변형 실시예에 따라, 제1 촉매 컨버터 상류의 람다가 광대역 람다 센서를 이용하여 조절되는 것이 가능하다. 이러한 광대역 람다 센서에 의해, 배기가스의 산소 농도가 람다 = 1 부근의 넓은 범위 내에서 검출되고, 상응하게 람다가 조절될 수 있다.For optimal operation of the particle filter, especially for the purpose of performing rapid heating or regeneration of the particle filter, it is desirable to adjust lambda both upstream of the first catalytic converter and downstream of the first catalytic converter to be non-unity. Thus, according to an advantageous variant of the invention, it is possible for the lambda upstream of the first catalytic converter to be regulated using a broadband lambda sensor. With this broadband lambda sensor, the oxygen concentration of the exhaust gas is detected within a wide range around lambda = 1, and lambda can be adjusted accordingly.

바람직하게는, 제1 촉매 컨버터의 저장 용량이 초과되고 농후 배기가스의 파과가 나타남에 따라, 2차 공기의 제어된 공급에 의해 입자 필터 상류의 배기가스의 람다가 조정될 수 있다. 농후 배기가스로부터, 입자 필터 상류의 람다는 2차 공기의 상응하는 공급에 의해 람다 1 또는 희박으로 조정될 수 있다. 이 경우, 제1 촉매 컨버터 하류 및 농후 배기가스의 파과 이후의 배기가스의 람다는 제1 촉매 컨버터의 상류의 람다에 상응한다. 이러한 람다는 제1 촉매 컨버터 상류에 배치된 제1 람다 센서에 의한 측정을 통해 정확하게 공지되므로, 입자 필터 상류의 원하는 람다를 조정하기 위해 배기가스에 공급되어야 하는 2차 공기 요구량이 정확하게 결정될 수 있다.Preferably, the lambda of the exhaust gas upstream of the particulate filter can be adjusted by means of a controlled supply of secondary air as the storage capacity of the first catalytic converter is exceeded and a breakthrough of the rich exhaust gas appears. From the rich exhaust gas, the lambda upstream of the particulate filter can be adjusted to lambda 1 or lean by means of a corresponding supply of secondary air. In this case, lambda of the exhaust gas downstream of the first catalytic converter and after breakthrough of the rich exhaust gas corresponds to lambda upstream of the first catalytic converter. Since this lambda is accurately known through measurement by means of a first lambda sensor arranged upstream of the first catalytic converter, the secondary air demand to be supplied to the exhaust gas can be precisely determined in order to adjust the desired lambda upstream of the particle filter.

상기 방법은 바람직하게 삼원 촉매 컨버터와 조합된 입자 필터 또는 촉매 코팅 입자 필터(사원 촉매 컨버터)를 위해 사용될 수 있다.The method can preferably be used for a combined particle filter with a three-way catalytic converter or a catalyst-coated particle filter (four-way catalytic converter).

제어 유닛과 관련된 본 발명의 과제는, 제어 유닛이 제1 람다 센서의 출력 신호에 따라, 연료 계량공급 시스템의 제어를 통해 제1 촉매 컨버터 상류의 배기가스의 람다를 조정하고, 그로 인해 유도되는, 내연기관에 공급된 공기/연료 혼합물의 사전 조정된 값으로의 제어를 조정하도록 설계되며, 상기 제어 유닛은, 2차 공기 펌프의 제어 및 이를 통해 유도되는, 입자 필터 상류에서의 배기가스 채널 내로의 제어된 2차 공기 공급의 제어를 통해, 입자 필터 상류의 배기가스의 람다를 입자 필터의 재생 또는 가열에 적합한 값으로 조정하도록 설계됨으로써 해결된다. 이와 같이 제어 유닛은 상술한 방법의 수행을 가능하게 한다.The problem of the present invention related to the control unit is that the control unit adjusts the lambda of the exhaust gas upstream of the first catalytic converter through control of the fuel metering system according to the output signal of the first lambda sensor, thereby inducing, It is designed to adjust the control of the air/fuel mixture supplied to the internal combustion engine to a pre-adjusted value, the control unit controls the secondary air pump and, through it, directs the flow into the exhaust gas channel upstream of the particulate filter. This is achieved by controlling the controlled secondary air supply, which is designed to adjust the lambda of the exhaust gas upstream of the particle filter to a value suitable for regeneration or heating of the particle filter. As such, the control unit makes it possible to perform the method described above.

하기에서는 도면들에 도시된 실시예를 토대로 본 발명을 더 상세히 설명한다.In the following, the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings.

도 1은 제2 람다 센서의 하류에 배치된 2차 공기 유입구를 갖는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 제2 람다 센서의 상류에 배치된 2차 공기 유입구를 갖는, 내연기관의 배기가스 후처리 시스템의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine with a secondary air inlet arranged downstream of a second lambda sensor;
2 is a schematic diagram of an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine with a secondary air inlet arranged upstream of a second lambda sensor.

도 1은 제2 람다 센서(24)의 하류에 배치된 2차 공기 유입구(27)를 갖는, 내연기관(10)의 배기가스 후처리 시스템(20)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an exhaust gas aftertreatment system 20 of an internal combustion engine 10 with a secondary air inlet 27 arranged downstream of a second lambda sensor 24 .

내연기관(10)의 배기가스(11)는 배기가스 채널(21)을 따라 배기가스 후처리 시스템(20)을 통해 안내된다. 이때, 배기가스 채널(21)을 따라 배기가스(11)의 유동 방향으로 제1 촉매 컨버터(23)가 배치되고, 그에 후속하여 배기가스 채널(21) 내에 입자 필터(25)가 배치된다. 내연기관(10)과 제1 촉매 컨버터(23) 사이에는 제1 람다 센서(22)가 제공된다. 제2 람다 센서(24)는 배기가스 채널(21) 내에서 제1 촉매 컨버터(23)의 바로 뒤에 배치된다. 배기가스 채널(21) 내에서 입자 필터(25)의 하류에는 제3 람다 센서(26)가 배치된다. 2차 공기 유입구(27)는 제1 촉매 컨버터(23)와 입자 필터(25) 사이에서 배기가스 채널(21)에 연결된다. 이때, 2차 공기 유입구는 유동 방향으로 제2 람다 센서(24)의 하류에 배치된다. 2차 공기 유입구(27)를 통해 배기가스 채널(21)에 2차 공기(12)가 공급될 수 있다.Exhaust gas 11 of internal combustion engine 10 is guided through exhaust gas aftertreatment system 20 along exhaust gas channel 21 . At this time, the first catalytic converter 23 is disposed in the flow direction of the exhaust gas 11 along the exhaust gas channel 21, followed by a particle filter 25 disposed in the exhaust gas channel 21. A first lambda sensor 22 is provided between the internal combustion engine 10 and the first catalytic converter 23 . The second lambda sensor 24 is arranged immediately after the first catalytic converter 23 in the exhaust gas channel 21 . A third lambda sensor 26 is disposed downstream of the particle filter 25 in the exhaust gas channel 21 . The secondary air inlet 27 is connected to the exhaust gas channel 21 between the first catalytic converter 23 and the particle filter 25 . At this time, the secondary air inlet is disposed downstream of the second lambda sensor 24 in the flow direction. Secondary air 12 may be supplied to the exhaust gas channel 21 through the secondary air inlet 27 .

도 2는 제2 람다 센서(24)의 상류에 배치된 2차 공기 유입구(27)를 갖는, 내연기관(10)의 배기가스 후처리 시스템(20)의 개략도이다. 2차 공기 유입구(27)와 제2 람다 센서(24)의 배치가 뒤바뀐 점을 제외하면, 도 1에 도시된 배기가스 후처리 시스템(20)의 구조와 일치한다. 따라서 동일한 구성요소들은 동일하게 표시되어 있다.2 is a schematic diagram of an exhaust gas aftertreatment system 20 of an internal combustion engine 10 with a secondary air inlet 27 arranged upstream of the second lambda sensor 24 . Except for the fact that the arrangement of the secondary air inlet 27 and the second lambda sensor 24 are reversed, the structure of the exhaust gas aftertreatment system 20 shown in FIG. 1 is the same. Accordingly, like components are indicated likewise.

도 1 및 도 2에 도시된 내연기관(10)은 주로 가솔린 엔진으로서 구현된다. 제1 람다 센서(22)는 광대역 람다 센서이다. 이 람다 센서는 내연기관(10)에 공급된 공기/연료 혼합비의 조절에 이용된다. 이를 위해, 제1 람다 센서(22)의 신호가 미도시된 엔진 제어부에 공급된다. 엔진 제어부 내에서 제1 람다 센서(22)에 의해 측정된 람다값의 보정이 수행된다. 그 결과, 상이한 배기가스 구성 성분들에 대한 제1 람다 센서의 교차 감도에 의해 발생하는 에러가 보정된다. 그러한 교차 감도는 예컨대 일산화탄소, 이산화탄소, 수소, 물, 탄화수소, 질소산화물 및 산소에 대해 형성된다. 이러한 교차 감도의 상응하는 보정을 통해, 제1 촉매 컨버터(23) 상류에서의 배기가스(11)의 람다가 정확하게 검출될 수 있다.The internal combustion engine 10 shown in Figs. 1 and 2 is mainly implemented as a gasoline engine. The first lambda sensor 22 is a broadband lambda sensor. This lambda sensor is used to adjust the air/fuel mixture ratio supplied to the internal combustion engine (10). To this end, a signal from the first lambda sensor 22 is supplied to an engine control unit (not shown). A correction of the lambda value measured by the first lambda sensor 22 is performed in the engine control unit. As a result, errors caused by the cross sensitivity of the first lambda sensor to different exhaust gas constituents are corrected. Such cross-sensitivities are formed for example for carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, water, hydrocarbons, nitrogen oxides and oxygen. Through a corresponding correction of this cross sensitivity, the lambda of the exhaust gas 11 upstream of the first catalytic converter 23 can be accurately detected.

제1 촉매 컨버터(23)는 삼원 촉매 컨버터로서 구현된다. 이러한 삼원 촉매 컨버터는 산소 및 미연소 탄화수소에 대해 제한된 저장 용량을 보유한다. 희박 배기가스 또는 농후 배기가스의 상응하는 공급 이후에 삼원 촉매 컨버터의 저장 용량의 한계에 도달하면, 희박 배기가스 또는 농후 배기가스가 삼원 촉매 컨버터를 통해 변환되지 않은 상태로 전달되는 희박 파과(lean breakthrough) 또는 농후 파과(rich breakthrough)가 일어난다. 이러한 희박 파과 또는 농후 파과는 제2 람다 센서(24)에 의해 검출될 수 있다. 이를 위해 제2 람다 센서(24)의 교차 감도가 보정될 필요는 없다.The first catalytic converter 23 is implemented as a three-way catalytic converter. These three-way catalytic converters have limited storage capacity for oxygen and unburned hydrocarbons. If the limit of the storage capacity of the three-way catalytic converter is reached after a corresponding supply of lean exhaust gas or rich exhaust gas, a lean breakthrough (lean breakthrough) in which the lean exhaust gas or rich exhaust gas is passed through the three-way catalytic converter in an unconverted state ) or rich breakthrough occurs. This lean or rich breakthrough can be detected by the second lambda sensor 24 . For this purpose, the cross sensitivity of the second lambda sensor 24 does not need to be calibrated.

입자 필터(25)는 여기서 촉매 코팅 입자 필터(25)로 구현되었다. 이러한 촉매 코팅 입자 필터(25)를 사원 촉매 컨버터라고도 한다. 입자 필터(25)를 구성 유닛으로서 삼원 촉매 컨버터와 조합하는 것도 고려해볼 수 있다.The particle filter 25 is here embodied as a catalyst coated particle filter 25 . Such a catalyst-coated particle filter 25 is also referred to as a four-quadrant catalytic converter. It is also conceivable to combine the particle filter 25 with a three-way catalytic converter as a constituent unit.

내연기관(10)의 작동 중에, 상기 검출된 그을음 입자가 입자 필터(25)에 의해 배기가스(11)로부터 필터링된다. 입자 필터(25)의 저장 용량이 다 차면, 입자 필터가 재생되어야 한다. 이 경우, 축적된 그을임 입자가 연소된다.During operation of the internal combustion engine 10 , the detected soot particles are filtered from the exhaust gas 11 by a particle filter 25 . When the storage capacity of the particle filter 25 is full, the particle filter must be regenerated. In this case, the accumulated soot particles are burned.

입자 필터(25)의 촉매 코팅의 변환 능력을 유지하기 위해, 입자 필터(25)는 요구 작동 온도를 가져야 한다. 이 경우, 유해물질 배출이 증가되지 않도록 하기 위해, 예컨대 내연기관(10)의 콜드 스타트 이후 최대한 신속하게 작동 온도에 도달되어야 한다.In order to maintain the conversion capability of the catalytic coating of the particle filter 25, the particle filter 25 must have a required operating temperature. In this case, the operating temperature must be reached as quickly as possible after a cold start of the internal combustion engine 10, for example, in order to avoid an increase in the emission of harmful substances.

제3 람다 센서(26)를 이용하여, 코팅된 입자 필터(25)의 희박 파과 또는 농후 파과가 검출될 수 있다.Using the third lambda sensor 26 , a lean or rich breakthrough of the coated particle filter 25 can be detected.

입자 필터(25)가 그의 작동 온도로 더 빠르게 가열되도록 하기 위해, 농후 연소실 혼합비에서는 입자 필터(25) 상류의 배기가스 채널(21) 내로 2차 공기(12)를 공급함으로써 코팅된 입자 필터(25) 내에서 발열 반응을 일으킨다. 불필요한 방출을 방지하기 위해서는, 입자 필터(25)의 상류에서 1 이상의 평균 배기가스 람다가 가급적 정확하게 지켜져야 한다.In order to allow the particulate filter 25 to heat up more quickly to its operating temperature, the coated particulate filter 25 is supplied with secondary air 12 into the exhaust gas channel 21 upstream of the particulate filter 25 at a rich combustion chamber mixture ratio. ) causes an exothermic reaction in In order to avoid unnecessary emissions, an average exhaust gas lambda of at least one upstream of the particulate filter 25 should be observed as precisely as possible.

입자 필터(25)의 온도가 충분히 높은 경우에는 산소 과잉 시 그을음 포집량의 연소 및 그에 따른 입자 필터(25)의 재생이 달성될 수 있다. 이를 위해, 입자 필터(25)의 상류에서 정의된 대로 희박 람다가 유지되어야 한다. 동시에 제1 촉매 컨버터(23)의 가급적 양호환 변환을 보장하기 위해, 재생 동안 내연기관(10)의 연소실 내에서 람다 1이 조정된다.If the temperature of the particle filter 25 is sufficiently high, combustion of the captured soot amount in case of excess oxygen and thus regeneration of the particle filter 25 can be achieved. For this, the lean lambda as defined upstream of the particle filter 25 must be maintained. At the same time, lambda 1 is adjusted in the combustion chamber of the internal combustion engine 10 during regeneration in order to ensure as good a conversion as possible of the first catalytic converter 23 .

이로써 입자 필터(25)의 최적의 작동을 위해 다음과 같은 람다 목표값이 제시된다:This suggests the following lambda target values for optimal operation of the particle filter 25:

Figure 112018030693431-pat00001
입자 필터의 가열:
Figure 112018030693431-pat00001
Heating of the particle filter:

- 제1 촉매 컨버터(23) 하류의 람다: 농후(예: 람다 = 0.9)- lambda downstream of the first catalytic converter (23): rich (e.g. lambda = 0.9)

- 입자 필터(25) 상류의 람다: 1 (또는 적어도 1보다 큼)- Lambda upstream of the particle filter 25: 1 (or at least greater than 1)

Figure 112018030693431-pat00002
입자 필터의 재생:
Figure 112018030693431-pat00002
Regeneration of particle filters:

- 제1 촉매 컨버터(23) 하류의 람다" 1 또는 약간 농후(예: 람다 = 0.99)- lambda downstream of the first catalytic converter 23" 1 or slightly enriched (e.g. lambda = 0.99)

- 입자 필터(25) 상류의 람다: 희박 (예: 람다 = 1.1)- lambda upstream of the particle filter (25): sparse (e.g. lambda = 1.1)

배기가스(11)의 유동 방향으로 입자 필터(25) 상류에서의 람다를 제2 람다 센서(24)를 이용하여 제어하는 것은, 제2 람다 센서(24)의 위치에서의 배기가스 조성 및 상이한 배기가스 성분에 대한 제2 람다 센서의 교차 감도의 고려 없이는 불가능한데, 그 이유는 배기가스 조성이 상이할 경우 배기가스 람다가 동일하여도 상기 센서는 상이한 신호를 지시할 수 있기 때문이다.Controlling the lambda upstream of the particulate filter 25 in the flow direction of the exhaust gas 11 using the second lambda sensor 24 controls the exhaust gas composition at the position of the second lambda sensor 24 and the different exhaust This is not possible without taking into account the cross-sensitivity of the second lambda sensor to the gas composition, since the sensor can indicate different signals even with the same exhaust gas lambda when the exhaust gas composition is different.

그러므로 본 발명에 따라, 제1 촉매 컨버터(23) 상류에서의 람다가 제1 람다 센서(22)에 의해 상응하는 목표값으로 조절됨으로써, 제1 촉매 컨버터(23) 하류에서 필요한 람다가 조정될 수 있다. Therefore, according to the invention, the lambda upstream of the first catalytic converter 23 is adjusted by the first lambda sensor 22 to a corresponding target value, so that the required lambda downstream of the first catalytic converter 23 can be adjusted. .

제1 촉매 컨버터(23) 상류에서 조절된 람다는 제1 촉매 컨버터(23) 하류에서도, 그 저장 용량이 초과하는 즉시 조정된다. 이 경우, 람다는 제1 람다 센서(22)의 출력 신호에 기반하여 제1 촉매 컨버터(23) 상류에서 그리고 그에 따라 제1 촉매 컨버터(23) 하류에서도 정확하게 조정될 수 있는데, 그 이유는 제1 람다 센서(22)의 교차 감도가 보정되기 때문이다. 본 발명에 따라 계속해서, 2차 공기 유입구(27) 상류에서의 배기가스 람다와 계량공급된 2차 공기(12)의 조합을 통해 입자 필터(25) 상류의 원하는 람다를 조정하도록, 2차 공기 유입구(27)를 통한 2차 공기(12)의 공급을 파일럿 제어하는 구성이 제공된다. 바람직하게는, 계량공급되는 2차 공기의 양의 결정 시, 배기가스 람다 외에 현재 배기가스 질량 흐름도 고려된다.The lambda regulated upstream of the first catalytic converter 23 is also regulated downstream of the first catalytic converter 23 as soon as its storage capacity is exceeded. In this case, the lambda can be precisely adjusted upstream of the first catalytic converter 23 and thus also downstream of the first catalytic converter 23 on the basis of the output signal of the first lambda sensor 22, since the first lambda This is because the cross sensitivity of the sensor 22 is corrected. Continuing according to the invention, the combination of the metered secondary air 12 with the exhaust gas lambda upstream of the secondary air inlet 27 adjusts the desired lambda upstream of the particle filter 25, the secondary air A configuration for pilot controlling the supply of the secondary air 12 through the inlet 27 is provided. Preferably, in addition to the exhaust gas lambda, the current exhaust gas mass flow is also taken into account when determining the amount of secondary air to be metered in.

2차 공기 유입구(27)가, 도 2에 도시된 것처럼, 제2 람다 센서(24)의 상류에 배치될 경우, 상기 제2 람다 센서(24)의 신호는, 입자 필터(25) 상류에서 실제로 재생 또는 가열을 위해 필요한 희박 람다가 존재하는지를 검출하는 데 사용될 수 있다. 이 검출은 제2 람다 센서(24)의 전술한 교차 감도에 의해 불리한 영향을 받지 않는다. 마찬가지로 제2 람다 센서(24)를 이용하여 2차 공기 유입구(27)의 기능성이 모니터링될 수 있다.When the secondary air inlet 27 is arranged upstream of the second lambda sensor 24, as shown in FIG. 2, the signal of the second lambda sensor 24 actually upstream of the particle filter 25 It can be used to detect if lean lambdas needed for regeneration or heating are present. This detection is not adversely affected by the aforementioned cross-sensitivity of the second lambda sensor 24 . Similarly, the functionality of the secondary air inlet 27 can be monitored using the second lambda sensor 24 .

Claims (10)

내연기관(10)의 배기가스 후처리 시스템(20)에서 입자 필터(25)를 작동하기 위한 방법이며, 상기 배기가스 후처리 시스템(20)은 배기가스(11)의 유동 방향으로 배기가스 채널(21)을 따라 적어도 람다 센서(22), 제1 촉매 컨버터(23), 2차 공기 유입구(27), 및 입자 필터(25)를 포함하는, 입자 필터 작동 방법에 있어서,
제1 람다 센서(22)의 신호를 이용하여 제1 촉매 컨버터(23) 상류의 배기가스(11)의 람다가 조절되고; 제1 촉매 컨버터(23)와 입자 필터(25) 사이의 배기가스 채널(21) 내로의 제어된 2차 공기(12) 공급에 의해 입자 필터(25) 상류의 배기가스(11)의 람다가 조절됨으로써; 입자 필터(25)의 작동에 적합한, 유동 방향으로 입자 필터(25) 상류에서의 배기가스(11)의 람다 조정이 수행되고,
제1 촉매 컨버터(23)의 저장 용량이 초과되고 농후 배기가스의 파과(breakthrough)가 나타난 후, 2차 공기(12)의 제어된 공급에 의해 입자 필터(25) 상류의 배기가스(11)의 람다가 조정되는 것을 특징으로 하는, 입자 필터 작동 방법.
A method for operating a particle filter (25) in an exhaust gas aftertreatment system (20) of an internal combustion engine (10), wherein the exhaust gas aftertreatment system (20) is an exhaust gas channel ( A method of operating a particle filter comprising at least a lambda sensor (22), a first catalytic converter (23), a secondary air inlet (27) and a particle filter (25) along 21),
lambda of the exhaust gas 11 upstream of the first catalytic converter 23 is adjusted using the signal of the first lambda sensor 22; Regulation of the lambda of the exhaust gas 11 upstream of the particulate filter 25 by means of a controlled supply of secondary air 12 into the exhaust gas channel 21 between the first catalytic converter 23 and the particulate filter 25 by becoming; lambda adjustment of the exhaust gas (11) upstream of the particle filter (25) in the flow direction, suitable for the operation of the particle filter (25), is carried out;
After the storage capacity of the first catalytic converter 23 has been exceeded and breakthrough of the rich exhaust gas has occurred, the control of the exhaust gas 11 upstream of the particulate filter 25 by the controlled supply of secondary air 12 has occurred. A method of operating a particle filter, characterized in that lambda is adjusted.
제1항에 있어서, 입자 필터(25)의 재생을 수행하기 위해, 제1 촉매 컨버터(23) 상류에서 1 이하의 람다가 조절되며, 2차 공기(12)의 제어된 공급을 통해 입자 필터(25) 상류에서 희박 람다가 조정되는 것을 특징으로 하는, 입자 필터 작동 방법.2. The method according to claim 1, wherein upstream of the first catalytic converter (23) a lambda of less than or equal to 1 is regulated to carry out regeneration of the particle filter (25), via a controlled supply of secondary air (12) to the particle filter ( 25) A method of operating a particle filter, characterized in that upstream the lean lambda is adjusted. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입자 필터(25)의 가열을 수행하기 위해, 제1 촉매 컨버터(23) 상류에서 농후 람다가 조절되고, 2차 공기(12)의 제어된 공급을 통해 입자 필터(25) 상류에서 1 이상의 람다가 조정되는 것을 특징으로 하는, 입자 필터 작동 방법.3. The method according to claim 1 or 2, in which the rich lambda is regulated upstream of the first catalytic converter (23) to effect heating of the particulate filter (25), and the particulate is supplied via a controlled supply of secondary air (12). A method of operating a particle filter, characterized in that upstream of the filter (25) at least one lambda is adjusted. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2차 공기(12)의 제어된 공급 시, 현재 배기가스 질량 흐름이 고려되는 것을 특징으로 하는, 입자 필터 작동 방법.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the current exhaust gas mass flow is taken into account during the controlled supply of secondary air (12). 제1항 또는 제2항에 있어서, 배기가스(11)의 유동 방향으로 2차 공기 유입구(27)의 하류 및 입자 필터(25)의 상류에 배치된 제2 람다 센서(24)의 출력 신호를 통해, 입자 필터(25)의 재생 및/또는 가열을 수행하기 위해 희박 람다 또는 람다 = 1인 조건이 조성되었는지의 여부가 모니터링되는 것을 특징으로 하는, 입자 필터 작동 방법.According to claim 1 or 2, the output signal of the second lambda sensor (24) disposed downstream of the secondary air inlet (27) and upstream of the particle filter (25) in the flow direction of the exhaust gas (11) characterized in that it is monitored whether a lean lambda or a condition where lambda = 1 is created to carry out regeneration and/or heating of the particle filter (25) via the filter. 제5항에 있어서, 제2 람다 센서(24)의 출력 신호를 통해 2차 공기 유입구(27)의 기능이 모니터링되는 것을 특징으로 하는, 입자 필터 작동 방법.6. Method according to claim 5, characterized in that the function of the secondary air inlet (27) is monitored via the output signal of the second lambda sensor (24). 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 촉매 컨버터(23) 상류의 람다는 광대역 람다 센서를 이용하여 조절되는 것을 특징으로 하는, 입자 필터 작동 방법.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the lambda upstream of the first catalytic converter (23) is regulated using a broadband lambda sensor. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 삼원 촉매 컨버터와 조합된 입자 필터(25) 또는 촉매 코팅 입자 필터(25)(사원 촉매 컨버터)를 위해 사용되는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, used for a combined particle filter (25) with a three-way catalytic converter or a catalyst-coated particle filter (25) (four-way catalytic converter). 내연기관(10)의 배기가스 채널(21) 내 입자 필터(25)의 작동을 위한 제어 유닛으로서, 내연기관(10)에 배기가스 후처리 시스템(20)이 할당되고, 이 배기가스 후처리 시스템(20)은 배기가스(11)의 유동 방향으로 배기가스 채널(21)을 따라 적어도 제1 람다 센서(22), 제1 촉매 컨버터(23), 2차 공기 유입구(27), 및 입자 필터(25)를 포함하며, 상기 제어 유닛에 제1 람다 센서(22)의 하나 이상의 출력 신호가 공급되고, 상기 제어 유닛이 내연기관(10)의 연료 계량공급 시스템과 연결되는, 제어 유닛에 있어서,
상기 제어 유닛은, 제1 람다 센서(22)의 출력 신호에 따라, 연료 계량공급 시스템의 제어를 통해 제1 촉매 컨버터(23) 상류의 배기가스(11)의 람다를 조정하고, 그로 인해 유도되는, 내연기관(10)에 공급된 공기/연료 혼합물의 사전 조정된 값으로의 제어를 조정하도록 설계되며,
상기 제어 유닛은, 2차 공기 펌프의 제어 및 이를 통해 유도되는, 입자 필터(25) 상류에서의 배기가스 채널(21) 내로의 제어된 2차 공기(12) 공급을 통해, 입자 필터(25) 상류의 배기가스(11)의 람다를 입자 필터(25)의 재생 또는 가열에 적합한 값으로 조정하도록 설계되며,
상기 제어 유닛은, 제1 촉매 컨버터(23)의 저장 용량이 초과되고 농후 배기가스의 파과(breakthrough)가 나타난 후, 2차 공기(12)의 제어된 공급에 의해 입자 필터(25) 상류의 배기가스(11)의 람다를 조정하도록 설계되는, 제어 유닛.
As a control unit for the operation of the particulate filter 25 in the exhaust gas channel 21 of the internal combustion engine 10, an exhaust gas aftertreatment system 20 is assigned to the internal combustion engine 10, which exhaust gas aftertreatment system 20 is at least a first lambda sensor 22, a first catalytic converter 23, a secondary air inlet 27, and a particle filter along the exhaust gas channel 21 in the flow direction of the exhaust gas 11 ( 25), wherein the control unit is supplied with at least one output signal of the first lambda sensor (22) and the control unit is connected to the fuel metering system of the internal combustion engine (10).
The control unit adjusts the lambda of the exhaust gas 11 upstream of the first catalytic converter 23 through the control of the fuel metering system according to the output signal of the first lambda sensor 22, thereby inducing , designed to adjust the control to a pre-adjusted value of the air/fuel mixture supplied to the internal combustion engine 10;
The control unit controls the secondary air pump and, through the controlled supply of secondary air 12 into the exhaust gas channel 21 upstream of the particle filter 25, which is guided by it, controls the particle filter 25. It is designed to adjust the lambda of the upstream exhaust gas (11) to a value suitable for regeneration or heating of the particle filter (25),
The control unit controls the exhaust upstream of the particulate filter 25 by means of a controlled supply of secondary air 12 after the storage capacity of the first catalytic converter 23 has been exceeded and breakthrough of the rich exhaust gas has occurred. Control unit, designed to adjust the lambda of the gas (11).
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