WO2007147720A1 - Verfahren zum betreiben einer in einem abgasbereich einer brennkraftmaschine angeordneten abgasreinigungsanlage - Google Patents

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Definitions

  • the invention is based on a method for operating an exhaust gas purification system arranged in an exhaust region of an internal combustion engine, which comprises an oxidation reaction inducing catalytic layer and a particle filter, according to the preamble of independent claim 1.
  • the subject of the present invention is also a computer program according to claim 9 and a computer program product according to claim 10.
  • a method for regenerating a arranged in an exhaust gas region of an internal combustion engine particulate filter in which is changed between different operating conditions depending on the last operating state and in dependence on the state of the particulate filter.
  • a regeneration of the particulate filter from the stored particles takes place in an operating state. This regeneration takes place at an elevated temperature at which the particles, mainly soot particles and ash particles, are burned by an oxidation reaction.
  • the rain rationsphase is started arbitrarily by means of an external start signal.
  • the regenerated state of the component can be produced in this way by an operator, for example in a workshop stay of the motor vehicle, in which the internal combustion engine is arranged so as to make a diagnosis of the internal combustion engine and its components.
  • the regeneration of the diesel particulate filter takes place discontinuously, for example as a function of the exhaust backpressure.
  • the exhaust gas and filter temperature necessary for an oxidation process for the regeneration of the filter is generally above about 600 ° C., assuming a sufficient oxidation rate. Since this is expected without additional measures only in the upper Mitteid jerk- / speed map of the internal combustion engine, by means of post-injection of diesel fuel into the combustion chamber or in the exhaust tract, utilizing the heat of reaction released thereby set an exhaust temperature increase, which is required for the regeneration of the filter ,
  • the regeneration of diesel particulate filters can, in addition to post-injection also by additional burner in the exhaust full or secondary exhaust stream, temperature-increasing engine process interventions, by means of additional electrical energy or
  • the regeneration by means of fuel additive is problematic in terms of the long-term stability of the diesel particulate filter, since there is an entry of metal ash, which leads to a shortening of the service life of the diesel particulate filter.
  • the method according to the invention with the features of independent claim 1 enables a regeneration of the filter without a significant increase in consumption of the internal combustion engine. Due to the reduction of the air flow rate through at least one combustion chamber of the internal combustion engine, a significant increase is achieved with virtually the same fuel consumption the Gemischmores and thus an increase in the exhaust gas temperature, which is required for the regeneration of the filter achieved.
  • the reduction of the air flow through the at least one combustion chamber of the internal combustion engine takes place continuously during the entire predetermined operating phase.
  • a continuous regeneration of the filter is possible within certain limits. Even if it can not take place a complete regeneration of the filter, the intervals for a discontinuous regeneration of the filter, for example by additional measures in the form of post-injections of diesel fuel in the combustion chamber or in the exhaust system or for example by fuel additives are extended.
  • the predefinable operating phase in which the regeneration of the filter takes place is preferably a partial load range of the internal combustion engine.
  • the reduction of the air flow through the at least one combustion chamber of the internal combustion engine can be realized purely in principle in various ways.
  • An advantageous embodiment provides to realize the reduction of the air flow rate through the at least one combustion chamber of the internal combustion engine by closing at least one inlet valve of at least one combustion chamber analogously to the Miller method.
  • the present invention is intended to mean the early shifting of this intake valve. This can be done in one or more combustion chambers, depending on the number of cylinders and the power stroke of these cylinders of the internal combustion engine.
  • the early shifting of both intake valves in one or more combustion chambers is to be understood as analogous to the Miller method.
  • early closure of the intake valve (s) may also be provided for the earlier closing of the intake valve (s), thereby increasing the residual gas content and also reducing the flow of air through the combustion chamber of the internal combustion engine. Also - A -
  • this exhaust valve is closed earlier in at least one combustion chamber.
  • these two exhaust valves are closed earlier in at least one combustion chamber.
  • the emission control system can be designed in different ways.
  • the oxidation reaction inducing catalytic layer is formed by an oxidation catalyst, which is followed by a diesel particulate filter.
  • a diesel particulate filter with an integrated catalytic coating a so-called catalytic soot filter is provided.
  • FIG. 1 schematically shows a technical environment in which a method according to the invention runs
  • FIG. 2 shows schematically the sequence of the method according to the invention with reference to a flowchart.
  • FIG. 1 shows schematically and by way of example a combustion chamber 100 of an internal combustion engine, in which a piston 105 moves upwards and downwards in a manner known per se.
  • the combustion chamber 100 has an inlet channel 110 and an outlet channel 120.
  • the outlet channel 120 opens into an exhaust gas line 122, in which an exhaust gas purification system comprising an oxidation catalytic converter 130 and a particle filter 140 is arranged.
  • an exhaust gas purification system comprising an oxidation catalytic converter 130 and a particle filter 140 is arranged.
  • Oxidation reaction inducing oxidation catalyst 130 and a particulate filter 140 may also be a known so-called CSF (Catalytic Soot Filter) be provided, ie a coated particulate filter, the catalytic layer causes an oxidation reaction, in particular an oxidation of nitrogen oxide NO to nitrogen dioxide NO2.
  • CSF Catalytic Soot Filter
  • the intake passage 110 is connectable to the combustion chamber 100 through an intake valve 112.
  • the exhaust passage 120 may be connected to the combustion chamber through an exhaust valve 122.
  • Both the inlet valve 112 and the outlet valve 122 can be actuated by a variable valve drive, so as to change the inlet and outlet control times within predefinable limits.
  • the intake valve 112 and the exhaust valve 122 may be driven by, for example, an electro-hydraulic valve control or the like.
  • the control can be done by means of an engine control unit 150.
  • the loading of the particulate filter 140 is detected in a manner known per se, for example by a differential pressure sensor 145, which detects the pressure difference of the exhaust gas in the exhaust gas flow direction in front of and behind the filter 140.
  • the output signal of the differential pressure sensor 145 is also supplied to the controller 150.
  • Various operating states of the internal combustion engine are detected by suitable sensors, for example by a sensor for detecting the rotational speed, a sensor for detecting the combustion temperature and the like. Representing this plurality of sensors, a sensor 160 is shown in FIG. 1, the output signal of which is fed to the control unit 150.
  • a throttle valve 170 may be arranged in the intake passage 110, the position of which is determined in the control device 150 and which is electrically controllable.
  • the basic idea of the invention is to control the air flow rate through the combustion chamber 100 of the internal combustion engine in predetermined operating phases, namely in particular
  • Partial load range of the internal combustion engine to reduce is based on the consideration that in partial load ranges with high excess air by a reduction of the air flow rate through the combustion chamber 100, a significant increase in the Gemischmores and thus the exhaust gas temperature can be effected.
  • the exhaust gas temperature can be increased so that a passive, continuous regeneration of the particulate filter 140 is possible.
  • a first step 210 it is first checked whether the operating phase required for the regeneration, ie the partial load range, is present. If this is the case, it is checked in step 220 whether the boundary conditions described in more detail below, in particular a desired ratio of nitrogen dioxide NO 2 to
  • step 230 the air flow through the combustion chamber is reduced. This can be done, for example, by closing the inlet valve 112 sooner, that is, by shifting the closing time of the inlet valve 112 to an earlier crankshaft angle.
  • the shift of the closing time to "early" is analogous to the Miller method, but unlike the Miller method, the reduced air flow due to the early closing of the inlet valve is not caused by a higher pressure in the exhaust gas turbocharger, compressor or the like
  • Inlet channel 110 balanced. According to the invention, it is precisely by means of the early closing of the inlet valve 112 that less ballasty air is allowed into the combustion chamber 100 in the partial load area of interest here, in which there is already a high excess of air, thus allowing a significant increase in the mixture heating value and thus the one required for regeneration
  • the reduction of the air throughput through the combustion chamber 100 can also be achieved by an earlier closing of the outlet valve 122 analogously to the Miller process by residual gas compression.
  • a reduction of the air flow through the combustion chamber 100 can also be done alternatively or additionally by a corresponding control of the throttle valve 170.
  • the advantage of the method described above is that only small excess consumption occurs during the throttling of the fresh gas mass and that the exhaust-gas temperature increase results in a continuous, passive regeneration of the particulate filter 140.
  • the quality of the raw emissions in the exhaust duct improves
  • This regeneration is advantageously carried out continuously during the entire operating phase, that is, in the entire partial load range.
  • the continuous regeneration takes place in the manner described below.
  • nitrogen monoxide NO present in the exhaust gas is oxidized to nitrogen dioxide NO 2, since the oxidation of carbon black, ie carbon C to carbon monoxide CO or carbon dioxide CO 2, is now achieved with nitrogen dioxide NO 2 at substantially lower temperatures which can be achieved as described above takes place as with molecular oxygen 02. It is therefore necessary that the oxidation catalyst 130 constantly generates so much nitrogen dioxide NO 2 that the co-produced soot is oxidized and it is possible not to an undesirable accumulation of soot and thus pressure losses in the particulate filter 140.
  • the oxidation of soot is essentially dependent on the ratio of
  • the above-described method for continuous regeneration of the arranged in the exhaust gas particulate filter 140 requires only a small excess consumption during Regenerierphase because no high pressure losses can occur on the particulate filter 140 or the time intervals to a forced regeneration, which are made for example by post-injections clearly extend and thereby the fuel consumption is significantly reduced. It is also very advantageous that, due to the earlier closing of the inlet valve, a better mixture homogenization can be achieved with a simultaneously reduced charge temperature before the start of combustion. In this way, the soot emission in the raw exhaust gas can be significantly reduced.

Abstract

In einem Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungsanlage, welche eine Oxidationsreaktion herbeiführende katalytische Schicht (130) und einen Partikelfilter (140) umfasst, in welchen während des Betriebs der Brennkraftmaschine wenigstens eine Abgaskomponente eingelagert und welcher in vorgebbaren Betriebsphasen von dieser Abgaskomponente regeneriert wird, wird in den vorgebbaren Betriebsphasen der Regenerierung des Partikelfilters der Luftdurchsatz durch wenigstens einen Brennraum (100) der Brennkraftmaschine reduziert.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungsanlage
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungsanlage, welche eine eine Oxidationsreaktion herbeiführende katalytische Schicht und einen Partikelfilter enthält, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm gemäß Anspruch 9 sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 10.
Stand der Technik
Aus der DE 199 06 287 Al ist ein Verfahren zum Regenerieren eines in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilters bekannt geworden, bei dem zwischen verschiedenen Betriebszuständen in Abhängigkeit vom zuletzt vorliegenden Betriebszustand und in Abhängigkeit vom Zustand des Partikelfilters gewechselt wird. Eine Regeneration des Partikelfilters von den eingelagerten Partikeln erfolgt dabei in einem Betriebszustand. Diese Regeneration findet bei einer erhöhten Temperatur statt, bei der die Partikel, hauptsächlich Rußpartikel und Aschepartikel, durch eine Oxidationsreaktion verbrannt werden.
Die DE 103 23 561 Al beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines in einem
Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Bauteils, insbesondere eines Partikelfilters, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei der die Regenerationsphase in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Bauteils, insbesondere vom Beladungsgrad des Partikelfilters, gestartet wird. Die Regene- rationsphase wird dabei willkürlich mittels eines externen Startsignals gestartet. Der regenerierte Zustand des Bauteils kann auf diese Weise von einer Bedienperson hergestellt werden, beispielsweise bei einem Werkstattaufenthalt des Kraftfahrzeuges, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist, um so eine Diagnose der Brennkraftmaschine und ihrer Komponenten vorzunehmen.
Die Regenerierung des Diesel- Partikelfilters findet dabei diskontinuierlich statt, zum Beispiel als Funktion des Abgasgegendrucks. Die für einen Oxidationsvor- gang zur Regenerierung des Filters notwendige Abgas- und Filtertemperatur liegt unter der Voraussetzung einer ausreichenden Oxidationsgeschwindigkeit im Regelfall oberhalb von ca. 600°C. Da diese ohne Zusatzmaßnahmen nur im oberen Mitteid ruck-/Drehzahlkennfeld der Brennkraftmaschine zu erwarten ist, wird mittels Nacheinspritzung von Dieselkraftstoff in den Brennraum oder in den Abgastrakt unter Ausnutzung der dabei freigesetzten Reaktionswärme eine Abgastem- peraturanhebung eingestellt, die für die Regenerierung des Filters erforderlich ist.
Diese Eingriffe sind mit einem nachteiligen erhöhten Verbrauch verbunden.
Die Regenerierung von Diesel- Partikelfiltern kann außer durch Nacheinspritzung auch durch Zusatzbrenner im Abgasvoll- oder Abgasnebenstrom, temperatur- steigernde Motorprozesseingriffe, mittels elektrischer Zusatzenergie oder
Kraftstoffadditivierung erfolgen. Die Regenerierung mittels Kraftstoffadditivierung ist hinsichtlich der Langzeitstabilität des Dieselartikelfilters problematisch, da hier ein Eintrag von Metallasche stattfindet, der zu einer Verkürzung der Standzeit des Dieselpartikelfilters führt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 ermöglicht demgegenüber eine Regenerierung des Filters ohne einen wesentlichen Mehrverbrauch der Brennkraftmaschine. Durch die Reduktion des Luftdurchsatzes durch wenigstens einen Brennraum der Brennkraftmaschine wird nämlich bei nahezu gleichem Kraftstoffverbrauch eine signifikante Erhöhung des Gemischheizwertes und damit eine Erhöhung der Abgastemperatur, die für die Regenerierung des Filters erforderlich ist, erreicht.
Bevorzugt erfolgt die Reduktion des Luftdurchsatzes durch den wenigstens einen Brennraum der Brennkraftmaschine kontinuierlich während der gesamten vorgegebenen Betriebsphase. Durch diese kontinuierliche Reduktion des Luftdurchsatzes ist gewissermaßen eine kontinuierliche Regenerierung des Filters innerhalb bestimmter Grenzen möglich. Selbst wenn dabei keine vollständige Regenerierung des Filters stattfinden kann, werden die Intervalle für eine diskontinuierli- che Regenerierung des Filters, beispielsweise durch Zusatzmaßnahmen in Form von Nacheinspritzungen von Dieselkraftstoff in den Brennraum oder in den Abgastrakt oder beispielsweise durch Kraftstoffadditivierung verlängert.
Die vorgebbare Betriebsphase, in der die Regenerierung des Filters erfolgt, ist bevorzugt ein Teillastbereich der Brennkraftmaschine.
Die Reduktion des Luftdurchsatzes durch den wenigstens einen Brennraum der Brennkraftmaschine kann rein prinzipiell auf verschiedene Weise realisiert werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, die Reduktion des Luftdurch- satzes durch den wenigstens einen Brennraum der Brennkraftmaschine durch nach früh verlagertes Schließen wenigstens eines Einlassventils wenigstens eines Brennraums analog dem Miller-Verfahren zu realisieren. Unter Schließen wenigstens eines Einlassventils versteht vorliegende Erfindung bei Brennkraftmaschinen mit jeweils einem Einlassventil pro Brennraum das nach früh verla- gerte Schließen dieses Einlassventils. Dies kann in einem oder mehreren Brennräumen, abhängig von der Anzahl der Zylinder und dem Arbeitstakt dieser Zylinder der Brennkraftmaschine erfolgen. Bei Brennkraftmaschinen mit beispielsweise zwei Einlassventilen pro Brennraum ist das nach früh verlagerte Schließen von beiden Einlassventilen in einem oder mehreren Brennräumen analog dem Miller- Verfahren zu verstehen.
Alternativ oder zusätzlich kann zu dem früheren Schließen des/der Einlassventils/Einlassventile auch ein frühes Schließen des/der Auslassvetils/Auslassventile vorgesehen sein, wodurch der Restgasgehalt erhöht wird und sich der Luftdurch- satz durch den Brennraum der Brennkraftmaschine ebenfalls verringert. Auch - A -
hier wird wiederum bei einer Brennkraftmaschine, die pro Brennraum ein Auslassventil aufweist, dieses Auslassventil in wenigstens einem Brennraum früher geschlossen. Bei Brennkraftmaschinen, die mehr als ein Auslassventil pro Brennraum aufweisen, insbesondere zwei Auslassventile pro Brennraum, werden diese beiden Auslassventile in wenigstens eines Brennraums früher geschlossen.
Diese Ausführungsformen setzen einen variablen Ventiltrieb voraus. Grundidee dieser Ausgestaltungen ist es, das so genannte Miller- Verfahren, das bisher nur bei Großdieselmotoren, beispielsweise Schiffsmotoren, eingesetzt wird, bei einer direkteinspritzenden Dieselbrennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug einzusetzen, um so in Teillastgebieten mit prinzipbedingt hohem Luftüberschuss eine signifikante Erhöhung des Gemischheizwertes und damit der Abgastemperatur herbeizuführen. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass aufgrund der Verlagerung des Schließens des/der Einlassventils/Einlassventile nach früh und/oder des Auslassven-tils/Auslassventile nach früh zum einen nur kleine Mehrverbräuche entstehen, darüber hinaus ist durch dieses Verfahren nicht mit einer Beeinträchtigung der Rohemissionen zu rechnen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, die Reduk- tion des Luftdurchsatzes durch wenigstens eine in dem Ansaugtrakt angeordnete
Drosselklappe herbeizuführen.
Die Abgasreinigungsanlage kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Bei einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Oxidationsreakti- on herbeiführende katalytische Schicht durch einen Oxidationskatalysator gebildet wird, dem ein Dieselpartikelfilter nachgeschaltet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Dieselpartikelfilter mit einer integrierten katalytischen Beschichtung, ein sogenannter Catalytic Soot Filter vorgese- hen.
Die Kombination aus einer katalytischen Schicht, die eine Oxidationsreaktion hervorruft und einem Partikelfilter ist für das vorstehend beschriebene Verfahren unbedingt erforderlich, da erst durch die katalytische Schicht eine Oxidation von Stickstoffoxid in Stickstoffdioxid erfolgt, welches für die kontinuierliche Regene- rierung des Partikelfil-ters, insbesondere des Dieselpartikelfilters erforderlich ist. Eine solche kontinuierliche Regenerierung kann nur erfolgen, wenn das Verhältnis von Stickstoffdioxid NO2 zu Kohlenstoff C größer oder gleich 8 ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In Fig. 1 ist schematisch ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft, dar- gestellt und Fig. 2 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ablaufdiagramms.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt schematisch und exemplarisch einen Brennraum 100 einer Brennkraftmaschine, in dem sich ein Kolben 105 auf an sich bekannte Weise aufwärts und abwärts bewegt. Der Brennraum 100 weist einen Einlasskanal 110 sowie einen Auslasskanal 120 auf. Der Auslasskanal 120 mündet in einem Abgasstrang 122, in dem eine Abgasreinigungsanlage umfassend einen Oxidationskatalysator 130 sowie ein Partikelfilter 140 angeordnet ist. Statt der Anordnung eines eine
Oxidationsreaktion herbeiführenden Oxidationskatalysators 130 und eines Partikelfilters 140 kann auch ein an sich bekannter sogenannter CSF (Catalytic Soot Filter) vorgesehen sein, also ein beschichteter Partikelfilter, dessen katalytische Schicht eine Oxidationsreaktion, insbesondere eine Oxidation von Stickstoffoxid NO zu Stickstoffdioxid NO2 herbeiführt.
Der Einlasskanal 110 ist mit dem Brennraum 100 durch ein Einlassventil 112 verbindbar. Der Auslasskanal 120 kann mit dem Brennraum durch ein Auslassventil 122 verbunden werden. Sowohl das Einlassventil 112 als auch das Aus- lassventil 122 sind durch einen variablen Ventiltrieb ansteuerbar, um so die Ein- lass- und Auslasssteuerzeiten innerhalb vorgebbarer Grenzen zu verändern. Das Einlassventil 112 und das Auslassventil 122 können beispielsweise durch eine elektrohydraulische Ventilsteuerung oder dergleichen angesteuert werden. Die Ansteuerung kann dabei mittels eines Motorsteuergeräts 150 erfolgen. Die Beladung des Partikelfilters 140 wird auf an sich bekannte Weise, beispielsweise durch einen Differenzdrucksensor 145 erfasst, der die Druckdifferenz des Abgases in Abgasstromrichtung vor und hinter dem Filter 140 erfasst. Das Ausgangssignal des Differenzdrucksensors 145 wird ebenfalls dem Steuergerät 150 zugeführt. Verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine werden durch geeignete Sensoren erfasst, beispielsweise durch einen Sensor zur Erfassung der Drehzahl, einen Sensor zur Erfassung der Verbrennungstemperatur und dergleichen. Stellvertretend für diese Mehrzahl von Sensoren ist in Fig. 1 ein Sensor 160 gezeigt, dessen Ausgangssignal dem Steuergerät 150 zugeführt wird.
Im Einlasskanal 110 kann darüber hinaus eine Drosselklappe 170 angeordnet sein, deren Stellung im Steuergerät 150 bestimmt wird und die elektrisch ansteuerbar ist.
Das Verfahren zur Regenerierung des Partikelfilters 140 wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben.
Grundidee der Erfindung ist es, den Luftdurchsatz durch den Brennraum 100 der Brennkraftmaschine in vorgegebenen Betriebsphasen, nämlich insbesondere im
Teillastbereich der Brennkraftmaschine zu reduzieren. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass in Teillastbereichen mit hohem Luftüberschuss durch eine Reduktion des Luftdurchsatzes durch den Brennraum 100 eine signifikante Erhöhung des Gemischheizwertes und damit der Abgastemperatur bewirkt werden kann. Die Abgastemperatur kann dabei so erhöht werden, dass eine passive, kontinuierliche Regenerierung des Partikelfilters 140 möglich ist. Dazu wird in einem ersten Schritt 210 zunächst geprüft, ob die für die Regenerierung erforderliche Betriebsphase, also der Teillastbereich vorliegt. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 220 geprüft, ob die nachfolgend noch näher beschriebenen Randbedin- gungen, insbesondere ein gewünschtes Verhältnis von Stickstoffdioxid NO2 zu
Kohlenstoff C, für eine Regeneration vorliegen. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 230 der Luftdurchsatz durch den Brennraum reduziert. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Einlassventil 112 früher geschlossen wird, das heißt eine Verlagerung der Schließzeit des Einlassventils 112 zu einem früheren Kurbelwellenwinkel hin erfolgt. Die Verlagerung der Schließzeit nach „früh" erfolgt analog dem Miller- Verfahren. Anders als beim Miller- Verfahren aber wird hier der aufgrund des frühen Schlie- ßens des Einlassventils verminderte Luftdurchsatz nicht durch einen mittels eines Abgasturboladers, Kompressors oder dergleichen erzeugten höheren Druck im
Einlasskanal 110 ausgeglichen. Gemäß der Erfindung soll ja gerade durch das frühe Schließen des Einlassventils 112 weniger ballastige Luft in den Brennraum 100 in dem hier interessierenden Teillastgebiet, in dem ohnehin bereits ein hoher Luftüberschuss vorhanden ist, ermöglicht werden, um so eine signifikante Erhö- hung des Gemischheizwertes und damit der für die Regenerierung erforderlichen
Abgastemperatur zu bewirken.
Rein prinzipiell kann die Reduktion des Luftdurchsatzes durch den Brennraum 100 auch durch ein früheres Schließen des Auslassventils 122 analog des Miller- Verfahrens durch Restgaskompression erreicht werden.
Eine Reduktion des Luftdurchsatzes durch den Brennraum 100 kann darüber hinaus auch alternativ oder zusätzlich durch eine entsprechende Ansteuerung der Drosselklappe 170 geschehen.
Der Vorteil vorbeschriebenen Verfahrens liegt infolge der thermodynamischen Randbedingungen darin, dass sich bei der Drosselung der Frischgasmasse nur geringe Mehrverbräuche einstellen und durch die Abgastemperaturerhöhung eine kontinuierliche, passive Regenerierung des Partikelfilters 140 einhergeht. Darüber hinaus verbessert sich die Qualität der Rohemissionen im Abgaskanal
120. Hierdurch besteht die Möglichkeit, auch im Niedertemperaturbereich eine vollständige Regenerierung des Partikelfilters 140 zu erreichen.
Diese Regenerierung erfolgt dabei vorteilhafterweise kontinuierlich während der gesamten Betriebsphase, das heißt im gesamten Teillastbereich. Die kontinuierliche Regenerierung erfolgt dabei auf nachfolgend beschriebene Weise. In dem Oxidationskatalysator 130 wird in dem Abgas vorhandenes Stickstoffmonoxid NO zu Stickstoffdioxid NO2 oxidiert, da die Oxidation von Ruß, also Kohlenstoff C zu Kohlenmonoxid CO oder Kohlendioxid CO2 nun mit Stickstoffdioxid NO2 bei we- sentlich niedrigeren und auf vorbeschriebene Weise realisierbaren Temperaturen stattfindet als mit molekularem Sauerstoff 02. Es ist deshalb erforderlich, dass der Oxidationskatalysator 130 ständig so viel Stickstoffdioxid NO2 erzeugt, dass der gleichzeitig anfallende Ruß oxidiert wird und es möglichst nicht zu einer unerwünschten Rußansammlung und damit zu Druckverlusten in dem Partikelfilter 140 kommt. Die Rußoxidation wird dabei wesentlich von dem Verhältnis von
Kohlenstoff (Ruß) zu Stickstoffdioxid NO2 bestimmt. Eine vollständige Regeneration ist nur bei einem Verhältnis von Stickstoffdioxid NO2 zu Kohlenstoff C größer als 8 möglich.
Das vorbeschriebene Verfahren zur kontinuierlichen Regenerierung des im Abgasbereich angeordneten Partikelfilters 140 erfordert nur einen geringen Mehrverbrauch während der Regenerierphase, da keine hohen Druckverluste am Partikelfilter 140 entstehen können bzw. sich die Zeitintervalle bis zu einer Zwangsregenerierung, die beispielsweise durch Nacheinspritzungen vorgenommen wer- den, deutlich verlängern und dadurch der Kraftstoffmehrverbrauch wesentlich reduziert wird. Sehr vorteilhaft ist auch, dass aufgrund des früheren Schließens des Einlassventils eine bessere Gemischhomogenisierung bei gleichzeitig reduzierter Ladungstemperatur vor Brennbeginn realisiert werden kann. Auf diese Weise kann die Rußemission im Rohabgas signifikant gesenkt werden.
Darüber hinaus ist eine Verbesserung der Kaltstartemission, insbesondere der Emission von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid realisierbar, die durch Steigerung des Gemischheizwertes und damit der mittleren Gastemperatur deutlich reduziert werden.
Es ist zu erwähnen, dass das vorstehend beschriebene Verfahren parallel zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Regenerierung des Partikelfilters, bei denen eine Zwangsregenerierung in bestimmten Betriebsphasen erfolgt, eingesetzt werden kann. In diesem Falle erhöht sich der zusätzliche Ab- stand zwischen zwei Regenerierintervallen, in denen eine Zwangsregenerierung beispielsweise durch Nacheinspritzungen vorgenommen wird, deutlich.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungsanlage, welche eine Oxidationsreakti- on herbeiführende katalytische Schicht (130) und einen Partikelfilter (140) aufweist, in welchen während des Betriebs der Brennkraftmaschine wenigstens eine Abgaskomponente eingelagert und welcher in vorgebbaren Betriebsphasen von dieser Abgaskomponente regeneriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in den vorgebbaren Betriebsphasen der Regenerierung des Partikelfilters (140) der Luftdurchsatz durch wenigstens einen Brenn- räum (100) der Brennkraftmaschine reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion der Luftzufuhr in der vorgebbaren Betriebsphase der Regenerierung des Partikelfilters (140) kontinuierlich erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Betriebsphase ein Teillastbereich der Brennkraftmaschine ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Reduktion des Luftdurchsatzes durch den wenigstens einen
Brennraum (100) der Brennkraftmaschine durch nach früh verlagertes Schließen wenigstens eines Einlassventils (112) wenigstens eines Brennraums (100) analog dem Miller- Verfahren erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion des Luftdurchsatzes durch den wenigstens einen Brennraum (100) der Brennkraftmaschine durch nach früh verlagertes Schließen wenigstens eines Auslassventils (122) analog dem Miller- Verfahren mittels Restgaskompression erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion des Luftdurchsatzes durch wenigstens einen Brennraum (100) der Brennkraftmaschine durch eine in dem Ansaugtrakt angeordnete Drosselklappe (170) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Oxidationsreaktion herbeiführende Katalysatorschicht ein Oxidationskatalysator (130) ist, und dass der Partikelfilter ein diesem nachgeschalteter Dieselpartikelfilter (140) ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanlage durch einen beschichteten Partikelfilter, insbesondere einen Catalytic Soot Filter, gebildet wird.
9. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn es auf einer Recheneinrichtung abläuft.
10. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Computer oder
Steuergerät (150) ausgeführt wird.
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