WO2014198360A1 - Verfahren zum betrieb einer abgasnachbehandlung und einrichtung zum steuern einer abgasnachbehandlung sowie abgasnachbehandlung, motorsteuergerät und brennkraftmaschine mit einer abgasnachbehandlung - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer abgasnachbehandlung und einrichtung zum steuern einer abgasnachbehandlung sowie abgasnachbehandlung, motorsteuergerät und brennkraftmaschine mit einer abgasnachbehandlung Download PDF

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Guido Schäffner
Tim SPÄDER
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an exhaust aftertreatment with a
  • Diesel particulate filter as well as a device for controlling the exhaust aftertreatment and an exhaust aftertreatment. Furthermore, the invention leads to an engine control unit and an internal combustion engine.
  • Diesel particulate filters may have a fine-pored structure - e.g. a ceramic structure or, as described in US 2007151231 A, a fine-pored
  • a burnup of the soot particles takes place.
  • the so-called CRT effect Continuous Regeneration Trap
  • the diesel particulate filter in this sense, in particular without a fixed predetermined trigger signal, regenerated continuously;
  • a suitable thermal management can be initiated, which is associated, for example, with a changed engine operation such that an exhaust gas temperature is increased in order to support a burnup of the soot particles in the exhaust gas. It is also desirable to achieve improved filter efficiency.
  • the invention begins, whose object is to provide a method and a device by means of which the emitted soot particle number in the exhaust gas can be reduced, In particular, in addition, a diesel particle with improved filter efficiency can be operated. Nevertheless, the use of existing diesel particulate filter technology should be possible.
  • the object with regard to the method is solved by the invention with a method for operating an internal combustion engine with an engine and an exhaust gas aftertreatment with a diesel particle filter, which comprises the following steps:
  • Soot loading reference value soot particle loading in the diesel particulate filter is increased.
  • Soot loading generally means any loading parameter that can quantify the load. This may for example be a soot loading amount, e.g. in weight or volume or the like or even a particle number.
  • the object with regard to the device is achieved by a device of claim 6 and an exhaust gas aftertreatment of claim 7.
  • the invention also leads to a
  • the invention is based on the consideration that in particular to achieve a
  • Filtering efficiency should be a DPF in an optimized range operable.
  • the invention has recognized that an optimized region is not regularly present immediately after the regeneration of a DPF. It turns out that especially immediately after a regeneration a filter efficiency of a DPF can be improved. Basically, it is desirable to increase filter efficiency; i.e. To improve a response rate of a DPF by bringing it into an optimized range for operation as quickly as possible. It turns out that a DPF can basically be operated in an optimized range of soot loading.
  • the invention is based on the finding that the filter efficiency of the diesel particulate filter is increased by increasing the number of soot particles in the diesel particulate filter.
  • Diesel particulate filter just by increasing the soot particle loading in the diesel particulate filter (DPF).
  • DPF diesel particulate filter
  • a soot load can be adjusted according to the knowledge of the invention such that a better filter efficiency is achieved and also a particle number is reduced more efficiently.
  • the concept of the invention accordingly provides for optimized minimum loading of a DPF in that according to the invention, when the reference value falls below a reference value
  • Soot particle loading in the diesel particulate filter in particular by a specially designed operating measure of the internal combustion engine is increased. In effect, this leads to a comparatively rapid loading of a DPF up to and over an optimized minimum load; thus allows operation in a desired operating band of soot loading of the DPF.
  • an optimized maximum message of a DPF is additionally provided.
  • the soot particle load in the diesel particulate filter in particular by a specially designed operating measure of the internal combustion engine, is lowered; in particular by means of an operational measure such as regeneration of the DPF, e.g. by a thermal management od.
  • operation of a DPF within an optimized operating band is one
  • Soot loading provided, i. preferably above an optimized minimum loading of a DPF and below an optimized maximum message of a DPF.
  • a DPF control which can influence at least one engine parameter; preferably via an engine control unit.
  • a device for controlling the DPF can act on an engine control unit such that, when a reference value is undershot, the soot particle load in the diesel particulate filter is increased by increasing soot emission and / or exhaust gas temperature and / or NOx emission in the exhaust gas before the DPF.
  • the increase in the soot particle loading in the diesel particulate filter is done by an emissions approval process in the context of
  • the increase in the soot particle loading in the diesel particulate filter takes place as a result of the start of an emission-neutralization process of the engine.
  • first of all a desired value of at least one engine parameter from the group: soot emission, exhaust gas temperature, NOx emission, hydrocarbon emission, CO emission and particle emission is determined.
  • At least one motor-specific manipulated variable is then determined and the motor is controlled to this manipulated variable, wherein the manipulated variable from the group: rail pressure, exhaust gas recirculation rate (EGR rate), boost pressure, lambda, intake air throttling and BOI (Begin of Injection) is selected.
  • EGR rate exhaust gas recirculation rate
  • boost pressure boost pressure
  • lambda intake air throttling
  • BOI Begin of Injection
  • Diesel particulate filter arrive and can settle there. If the exhaust gas temperature or the NOx emission is reduced, this leads to a reduction of Rußabbrandes in
  • Diesel particulate filter compared to operating at higher exhaust temperature or higher NOx emission.
  • Compliance with the required NOx emissions can be ensured in a preferred development by an SCR (Selective Catalytic Reduction) system connected downstream of the engine.
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • the determination of the loading is advantageously carried out by means of an evaluation of the differential pressure via the diesel particulate filter, by means of a loading model, a
  • Soot loading sensor or a soot sensor it is advantageous if for
  • a corrected differential pressure is used, which takes into account the proportion of ash charge in the diesel particulate filter.
  • the invention also leads to a device for controlling an exhaust gas aftertreatment, in particular with a regenerated diesel particle filter, wherein the device is designed to carry out a method according to one of claims 1 or 2, in particular claim 2.
  • the invention also leads to an exhaust aftertreatment comprising a diesel particulate filter, in particular a passively regenerating diesel particulate filter, wherein the exhaust aftertreatment comprises a device for controlling according to the invention.
  • Diesel particulate filter also includes a diesel oxidation catalyst.
  • the engine exhaust can be adjusted so that the
  • Diesel oxidation catalyst the amount of emitted NO 2 is reduced, for example, by changing the exhaust gas temperature or the NO emission of the engine.
  • the invention also leads to an engine control unit which is designed to carry out a method according to the invention, in particular one of claims 3 or 4.
  • the invention also leads to an internal combustion engine with a motor and a
  • Diesel particulate filter wherein the Brerinkraftmaschine has an engine control unit of the aforementioned type.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a process flow for exhaust aftertreatment with
  • Rußbeladungsreferenzwert takes place and falls below the reference value, the soot particle loading in the diesel particulate filter is increased;
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the operation of a preferred embodiment
  • Procedure for the exhaust aftertreatment with a diesel particulate filter. 1 shows an internal combustion engine 1000 with an engine 100, a charge 200 and a symbolically represented exhaust gas aftertreatment 300 comprising a diesel particle filter DPF, which can be acted upon by a thermal management system via a control device GCU; this for passive regeneration of the diesel particulate filter DPF.
  • a thermal management system via a control device GCU; this for passive regeneration of the diesel particulate filter DPF.
  • GCU control device
  • Control device GCU of exhaust aftertreatment in a system comprising the
  • the diesel particulate filter and the control unit GCU housed as a module.
  • Dieselpumblefilters- symbolized by the arrow 301 is in this case via a data and control bus CAN to a central control unit ECU of the internal combustion engine 1000th
  • the central control unit ECU is symbolically configured as shown by the arrow 301, 302 for controlling the motor 100 and the charging.
  • the engine 100 is formed in the form of a diesel engine with a number of cylinders Z, shown only by way of example and symbolically, in an engine block which can be supplied with fuel, for example via a common-rail system with appropriate injection (not shown).
  • the charge 200 is connected via corresponding intake and exhaust manifolds in the charge air tract or exhaust gas tract 101 L, 101 A to the engine block for supplying charge air LL or for discharging exhaust gas AG.
  • the charging 200 is formed with a first charging stage 2001 and a second charging stage 200II, which provide a corresponding arrangement of turbochargers each with a compressor 201.1, 202.1 and turbine 201.2, 202.2 in the charge air LL strand or in the exhaust gas AG train.
  • the compressors 201.1, 202.1 each downstream, is a charge air cooler 201.3, 202.3.
  • the charging stages, compressors, turbines and coolers may also be referred to as low pressure, high pressure, compressor, turbine or cooler.
  • the internal combustion engine 1000 or the charging system 200 illustrated here is described merely by way of example for an internal combustion engine with a system of exhaust gas aftertreatment 300 and for the explanation thereof.
  • the concept of the invention also includes exhaust aftertreatment systems for engines 100 without supercharging or with single stage supercharging.
  • the supercharging is in fact designed for a large diesel engine as a two-stage supercharging whose high-pressure stage (second charging stage 200II) can be switched off by means of a waste gate 202.4 in an exhaust gas bypass line 101B.
  • a throttle flap 202.5 is arranged in the charge air tract 101 L of the internal combustion engine 1000, which can be controlled in cooperation with the waste gate 202.4 is to control the charging stages 200II, 2001 in an appropriate manner depending on the load condition of the engine 100.
  • the internal combustion engine 1000 is provided here with an exhaust gas recirculation 400, wherein in the exhaust gas recirculation line 101 R, an exhaust gas recirculation valve 401 and a
  • Exhaust gas cooler 402 is arranged to treat the recirculated exhaust gas AG.
  • Control of the charge 200 and exhaust gas recirculation 400 is carried out accordingly
  • Diesel particulate filter and a device for controlling the exhaust aftertreatment 300 indicated and described according to a preferred embodiment a value of the current soot load is compared with a predetermined soot loading reference value and at
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the concept of the invention according to that in this
  • step 110 the soot loading of a diesel particulate filter is calculated.
  • the calculated value is then compared in step 120 with a target value for the soot load. If the calculated actual value is above the setpoint value or if it corresponds to the setpoint value, the soot load of the diesel particulate filter is determined again. However, if the calculated actual value of the soot load is below the predetermined setpoint value, then in step 130 an emission compensation process is started, which leads to an increase in soot particle loading in the diesel particulate filter. After the end of the emission approval process, the soot loading of the diesel particulate filter is determined again. The increase in soot particle loading in the diesel particulate filter by the emissions neutralization process 130 results in the
  • Diesel particulate filter is reduced. According to the invention come various
  • Embodiments of the emission clearance process in question can happen in the context of an exhaust gas conditioning in front of the diesel particulate filter, in which
  • the emission of N0 2 is reduced so that less N0 2 in the
  • Diesel particulate filter and thus the Rußabbrand is reduced in the diesel particulate filter.
  • the Emission approval process in the context of engine control wherein a target value of at least one engine characteristic are determined and to comply with the target value of the engine is controlled to at least one engine-specific manipulated variable.
  • Suitable control variables for the control of the engine are, for example, the rail pressure, EGR rate, the boost pressure, lambda, the intake air throttling or BOI.
  • Fig. 3 shows schematically an embodiment of an internal combustion engine 200 according to the concept of the invention in its function;
  • the internal combustion engine 200 includes an engine 201 and an exhaust aftertreatment 205 with a diesel particulate filter DPF and an engine control unit 210 (ECU).
  • the engine control unit 210 in this case comprises a soot loading computer 220 and an engine controller 230.
  • the soot loading computer 220 of the engine controller 210 determines the soot load of the diesel particulate filter DPF by means of a loading model or by means of the evaluation of the differential pressure measured via the diesel particulate filter DPF. This actual value of the load of the diesel particulate filter DPF is stored with a stored nominal value of
  • engine control unit 210 initiates a
  • Emission redemption process started.
  • a desired value of at least one engine parameter from the group of soot emission, exhaust gas temperature, NOx emission,
  • Hydrocarbon emission, CO emission and particulate emission determined.
  • This setpoint value is transmitted to the motor controller, which determines a motor-specific manipulated variable to maintain the setpoint value and then regulates the motor 201 to this manipulated variable.
  • Suitable manipulated variables are, for example, the rail pressure, the EGR rate, the boost pressure, the
  • Diesel particulate filter reduced. Since soot particles from the exhaust gas are stored in the diesel particulate filter DPF, this leads to an increase in soot particle loading in the
  • Diesel particulate filter The increased soot particle loading in the diesel particulate filter DPF then leads to an improvement of the filter efficiency of the diesel particulate filter and to a reduced emission of soot particles behind the diesel particulate filter.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a method according to the invention.
  • step 305 in the method according to the invention, differential pressure values are recorded via the diesel particle filter and used in the following step 310 for determining the loading of the diesel particle filter.
  • the actual value of the load determined in step 310 is compared in step 315 with a target value of the soot load provided in step 316. If the actual value of the soot load is less than the nominal value of the soot load, then an emission compensation process is started in step 320, in which a desired value of an engine parameter is first determined, which increases the soot particle loading in the engine
  • Diesel particle filter has the consequence.
  • the determined nominal value of the engine parameter is passed on to a motor control in step 325, and in step 320 engine-specific control variables are determined on which the engine can be controlled to maintain the target value of the engine parameter.
  • step 340 the control of the engine then takes place to the determined one

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung 300 mit einem Dieselpartikelfilter DPF, insbesondere zum Betrieb einer Brennkraftmaschine 1000 mit Abgasnachbehandlung, insbesondere einer Brennkraftmaschine 1000 umfassend einen Motor 100, aufweisend die Schritte: Betreiben des Dieselpartikelfilters DPF, insbesondere mit regelmäßiger Regeneration; Bestimmen einer aktuellen Rußbeladung des Dieselpartikelfilters DPF. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Vergleich der aktuellen Rußbeladung mit einem vorbestimmten Rußbeladungsreferenzwert stattfindet und bei Unterschreiten des Rußbeladungsreferenzwertes die Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter DPF erhöht wird, um den geforderten Emissionsgrenzwert für die Rußpartikelanzahl einzuhalten.

Description

BESCHREIBUNG Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlung und Einrichtung zum Steuern einer Abgasnachbehandlung sowie Abgasnachbehandlung, Motorsteuergerät und
Brennkraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlung mit einem
Dieselpartikelfilter, sowie eine Einrichtung zum Steuern der Abgasnachbehandlung und eine Abgasnachbehandlung. Des Weiteren führt die Erfindung auf ein Motorsteuergerät sowie eine Brennkraftmaschine.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Dieselpartikelfilter zur Reinigung eines Abgases von Rußpartikeln einzusetzen. Dieselpartikelfilter können eine feinporige Struktur aufweisen—z.B. eine Keramikstruktur oder, wie in US 2007151231 A beschrieben, eine feinporige
Stahlgewebestruktur-- an deren Wänden die Rußpartikel abgeschieden werden. Um zukünftigen Abgasnormen gerecht zu werden, ist es erforderlich, die Rußpartikelanzahl im Abgas unterhalb gewisser Grenzwerte sicher zu stellen. Es ist bekannt, einen Dieselpartikelfilter zu regenerieren; dadurch wird sichergestellt, dass der Dieselpartikelfilter (DPF) nicht verstopft und der Motor nicht beschädigt wird bzw. sich nicht abstellt. Hier wird zwischen passiver Regeneration und aktiver Regeneration—bei der in vorbestimmten Zeitintervallen und/oder nach einem
vorgebbaren Triggersignal ein Abbrand der Rußpartikel erfolgt— unterschieden. Bei einem Abgasnachbehandlungssystem mit einem passiv regenerierenden Dieselpartikelfilter wird der sogenannte CRT-Effekt (Continous Regeneration Trap) ausgenutzt und der Dieselpartikelfilter in diesem Sinne, insbesondere ohne fest vorgegebenes Triggersignal, kontinuierlich regeneriert; dazu kann ein geeignetes Thermomanagement eingeleitet werden, das beispielsweise mit einem geänderten Motorbetrieb derart einhergeht, dass eine Abgastemperatur erhöht wird, um einen Abbrand der Rußpartikel im Abgas zu unterstützen. Wünschenswert ist es, darüber hinaus eine verbesserte Filtereffizienz zu erreichen.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels der die emittierte Rußpartikelanzahl im Abgas verringert werden kann, insbesondere zudem ein Dieselpartikel mit verbesserter Filtereffizienz betrieben werden kann. Gleichwohl sollte der Einsatz bestehender Dieselpartikelfiltertechnologie möglich sein.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch die Erfindung gelöst mit einem Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgasnachbehandlung mit einem Dieselpartikelfilter, das die folgenden Schritte aufweist:
- Betrieb des Dieselpartikelfilters, insbesondere mit regelmäßiger Regeneration,
- Bestimmen einer aktuellen Rußbeladung des Dieselpartikelfilters.
Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass ein Vergleich der aktuellen Rußbeladung mit einem vorbestimmten Rußbeladungsreferenzwert stattfindet und bei Unterschreiten des
Rußbeladungsreferenzwertes die Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter erhöht wird.
Unter Rußbeladung ist ganz allgemein jeder Beladungsparameter zu verstehen, der die Beladung quantifizieren kann. Dies kann beispielsweise eine Rußbeladungsmenge, z.B. in Gewicht oder Volumen oder dergleichen sein oder auch eine Partikelanzahl.
Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung wird durch eine Einrichtung des Anspruchs 6 und eine Abgasnachbehandlung des Anspruchs 7gelöst. Die Erfindung führt auch auf ein
Motorsteuergerät des Anspruchs 9 und eine Brennkraftmaschine des Anspruchs 10.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass insbesondere zur Erreichung einer
Filtereffizienz ein DPF in einem optimierten Bereich betreibbar sein sollte. Die Erfindung hat dazu erkannt, dass ein optimierter Bereich regelmäßig nicht unmittelbar nach der Regenration eines DPF vorliegt. Es zeigt sich, dass insbesondere unmittelbar nach einer Regeneration eine Filtereffizienz eines DPF noch verbesserbar ist. Grundsätzlich ist es wünschenswert, eine Filtereffizienz zu erhöhen; d.h. eine Ansprechrate eines DPF dadurch zu verbessern, dass dieser zum Betrieb möglichst schnell in einen optimierten Bereich gebracht wird. Es zeigt sich, dass ein DPF grundsätzlich in einem optimierten Bereich einer Rußbeladung betrieben werden kann.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass durch die Erhöhung der Rußpartikelanzahl im Dieselpartikelfilter die Filtereffizienz des Dieselpartikelfilters erhöht wird.
Überraschenderweise gelingt eine Verringerung der Rußpartikelemission nach dem
Dieselpartikelfilter gerade durch eine Erhöhung der Rußpartikelbeladung im Dieselpartikel filter (DPF). Insbesondere zeigt sich im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung, dass ein nur leicht beladener DPF eine schlechtere Filtereffizienz hat als ein höher beladener DPF, insbesondere als ein optimiert beladener DPF. Eine Rußbeladung kann nach der Erkenntnis der Erfindung derart eingestellt werden, dass eine bessere Filtereffizienz erreicht wird und auch eine Partikelzahl, effizienter verringert wird.
Das Konzept der Erfindung sieht demzufolge eine optimierte Mindestbeladung eines DPF dadurch vor, dass erfindungsgemäß bei Unterschreiten eines Referenzwertes die
Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter, insbesondere durch eine eigens darauf ausgerichtete Betriebsmaßnahme der Brennkraftmaschine, erhöht wird. Im Effekt führt dies zu einer vergleichsweise zügigen Beladung eines DPF bis zu und über eine optimierte Mindestbeladung; ermöglicht also den Betrieb in einem gewünschten Betriebsband einer Rußbeladung des DPF.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren. Vorzugsweise ist insbesondere zusätzlich eine optimierte Höchstbeldung eines DPF vorgesehen. Vorteilhaft dadurch, dass bei Überschreiten eines Referenzwertes die Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter, insbesondere durch eine eigens darauf ausgerichtete Betriebsmaßnahme der Brennkraftmaschine, erniedrigt wird; insbesondere mittels einer Betriebsmaßnahme wie eine Regeneration des DPF, z.B. durch ein Thermomanagement od. dgl. Maßnahme. Vorzugsweise ist ein Betrieb eines DPF innerhalb eines optimierten Betriebsbandes einer
Rußbeladung vorgesehen, d.h. bevorzugt oberhalb einer optimierten Mindestbeladung eines DPF und unterhalb einer optimierten Höchstbeldung eines DPF.
Um eine optimierte, insbesondere Mindest-Rußbeladung zu erreichen, stehen grundsätzlich eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, dass eine DPF-Steuerung vorgesehen wird, die auf wenigstens eine Motorkenngröße Einfluss nehmen kann; bevorzugt über ein Motorsteuergerät. So kann eine Einrichtung zum Steuern des DPF derart auf ein Motorsteuergerät einwirken, dass bei Unterschreiten eines Referenzwertes die Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter erhöht wird durch Erhöhen einer Rußemission und/oder eine Abgastemperatur und/oder eine NOx-Emission im Abgas vor dem DPF. In einer Weiterbildung des Verfahrens geschieht die Erhöhung der Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter durch einen Emissionsvertrimmungs-Prozess im Rahmen der
Abgaskonditionierung vor dem Dieselpartikelfilter, insbesondere durch eine
Abgaskonditionierung in einem Dieseloxidationskatalysator, der dem Dieselpartikelfilter vorgeschaltet ist. Vorteilhaft wird diese Emissionsvertrimmung realisiert, in dem der Ausstoß von NO2 aus dem Dieseloxidationskatalysator verringert wird und somit der Rußabbrand durch N02 im Dieselpartikelfilter verringert wird.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung erfolgt die Erhöhung der Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter als Resultat des Startes eines Emissionsvertrimmungs-Prozesses des Motors. In einer Weiterbildung des Verfahrens wird im Emissionsvertrimmungs-Prozess zunächst ein Sollwert mindestens einer Motorkenngröße aus der Gruppe: Rußemission, Abgastemperatur, NOx-Emission, Kohlenwasserstoffemission, CO-Emission und Partikelemission bestimmt.
Auf Basis dieses Sollwertes wird anschließend mindestens eine motorspezifische Stellgröße bestimmt und der Motor auf diese Stellgröße geregelt, wobei die Stellgröße aus der Gruppe: Raildruck, Abgasrückführungsrate (AGR-Rate), Ladedruck, Lambda, Ansaugluftdrosselung und BOI (Begin of Injection) gewählt ist. Neben den genannten Stellgrößen können aber auch weitere Stellgrößen des Motors vorteilhaft verwendet werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Emissionsvertrimmungs-Prozesses ist die
Motorkenngröße die Rußemission, die Abgastemperatur oder die NOx-Emission. Eine Erhöhung der Rußemission des Motors führt zur Erhöhung der Rußpartikel, die vom Motor in den
Dieselpartikelfilter gelangen und sich dort ablagern können. Wird die Abgastemperatur oder die NOx-Emission verringert, so führt dies zu einer Verringerung des Rußabbrandes im
Dieselpartikelfilter und somit auch zu einer Erhöhung der Rußpartikelbeladung im
Dieselpartikelfilter im Vergleich zu einem Betrieb bei höherer Abgastemperatur oder höherer NOx-Emission.
Die Einhaltung der geforderten NOx-Emissionen können in einer bevorzugten Weiterbildung durch ein dem Motor nach geschaltetes SCR (selective catalytic reduction)-System sichergestellt werden. Die Bestimmung der Beladung geschieht vorteilhaft mittels einer Auswertung des Differenzdrucks über den Dieselpartikelfilter, mittels eines Beladungsmodells, eines
Rußbeladungssensors oder eines Rußsensors. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn zur
Auswertung des Differenzdrucks ein korrigierter Differenzdruck verwendet wird, der den Anteil einer Aschebeladung im Dieselpartikelfilter berücksichtigt.
Die Erfindung führt auch auf eine Einrichtung zum Steuern einer Abgasnachbehandlung, insbesondere mit einem regeneriertem Dieselpartikelfilter, wobei die Einrichtung ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, insbesondere Anspruch 2, durchzuführen.
Die Erfindung führt auch auf eine Abgasnachbehandlung aufweisend einen Dieselpartikelfilter, insbesondere einen passiv regenerierenden Dieselpartikelfilter, wobei die Abgasnachbehandlung eine Einrichtung zum Steuern gemäß der Erfindung aufweist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Abgasnachbehandlung neben dem
Dieselpartikelfilter auch einen Dieseloxidationskatalysator auf.
Mit Hilfe der Motorsteuerung kann das Motorabgas so eingestellt werden, dass am
Dieseloxidationskatalysator die Menge an emittiertem N02 verringert wird, beispielsweise durch Änderung der Abgastemperarur oder der NO-Emission des Motors.
Die Erfindung führt auch auf ein Motorsteuergerät, das ausgebildet ist, ein Verfahren nach der Erfindung, insbesondere einem der Ansprüche 3 oder 4, durchzuführen.
Die Erfindung führt auch auf eine Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer
Abgasnachbehandlung mit Dieselpartikelfilter, insbesondere regenerierendem
Dieselpartikelfilter, wobei die Brerinkraftmaschine über ein Motorsteuergerät der vorgenannten Art verfügt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsbeispiele nicht notwendiger Weise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wo zur Erklärung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den
Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung in den
Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus mindestens zwei der in der Beschreibung den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen
beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnlich Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer
Brennkraftmaschine mit einem Motor, einer Aufladung, und ein System einer Abgasnachbehandlung mit Dieselpartikelfilter und einer Einrichtung zur passiven Regeneration des Dieselpartikelfilters;
Fig. 2 eine Prinzipskizze eines Verfahrensverlaufes zur Abgasnachbehandlung mit
einem Dieselpartikelfilter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, wobei ein Vergleich der aktuellen Rußbeladung mit einem vorbestimmten
Rußbeladungsreferenzwert stattfindet und bei Unterschreiten des Referenzwertes die Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter erhöht wird;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung zur Funktionsweise einer bevorzugten Ausführungsform
einer Brennkraftmaschine;
Fig. 4 eine detaillierte schematische Darstellung einer Ausführungsform des
Verfahrensverlaufes zur Abgasnachbehandlung mit einem Dieselpartikelfilter. Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1000 mit einem Motor 100, einer Aufladung 200 sowie einer symbolisch dargestellten Abgasnachbehandlung 300 umfassend einen Dieselpartikelfilter DPF, der über eine Steuereinrichtung GCU mit einem Thermomanagement beaufschlagbar ist; dies zur passiven Regeneration des Dieselpartikelfilters DPF. Vorliegend ist die
Steuereinrichtung GCU der Abgasnachbehandlung in einem System umfassend die
Abgasnachbehandlung, den Dieselpartikelfilter und die Steuereinrichtung GCU als Modul untergebracht. Die Steuereinrichtung zum Steuern der passiven Regeneration des
Dieselpartikelfilters— symbolisiert durch den Pfeil 301 ist vorliegend über einen Daten- und Steuerbus CAN an eine zentrale Steuereinheit ECU der Brennkraftmaschine 1000
steuerverbunden. Die zentrale Steuereinheit ECU ist im Übrigen wie durch den Pfeil 301 , 302 symbolisch dargestellt zum Steuern des Motors 100 sowie der Aufladung ausgebildet. Der Motor 100 ist vorliegend in Form eines Dieselmotors mit einer lediglich beispielhaft und symbolisch dargestellten Anzahl von Zylindern Z in einem Motorblock gebildet, die beispielsweise über ein Common-Rail-System mit entsprechender Einspritzung mit Kraftstoff versorgt werden können (nicht dargestellt).
Die Aufladung 200 ist über entsprechende Einlass- und Auslasskrümmer im Ladelufttrakt bzw. Abgastrakt 101 L, 101A an den Motorblock zur Zuführung von Ladeluft LL bzw. zur Abführung von Abgas AG angeschlossen. Die Aufladung 200 ist vorliegend mit einer ersten Ladestufe 2001 und einer zweiten Ladestufe 200II gebildet, die eine entsprechende Anordnung von Turboladern jeweils mit einem Verdichter 201.1, 202.1 und Turbine 201.2, 202.2 im Strang der Ladeluft LL bzw. im Strang des Abgases AG versehen. Den Verdichtern 201.1, 202.1 jeweils nachgeschaltet, ist ein Ladeluftkühler 201.3, 202.3. Die Ladestufen, Verdichter, Turbinen und Kühler können auch als Niedrigdruck- bzw. Hochdruck-, -Verdichter, -Turbine bzw. -Kühler bezeichnet werden. Die Brennkraftmaschine 1000 bzw. das hier dargestellte Aufladesystem 200 ist lediglich beispielhaft für eine Brennkraftmaschine mit einem System einer Abgasnachbehandlung 300 und zu dessen Erläuterung beschrieben.
Das Konzept der Erfindung umfasst auch Abgasnachbehandlungssysteme für Motoren 100 ohne Aufladung oder nur mit einer einstufigen Aufladung. Im vorliegenden Fall ist die Aufladung in der Tat für eine Großdieselmotor als zweistufige Aufladung ausgelegt, deren Hochdruckstufe (zweite Ladestufe 200II) mittels einem Waste-Gate 202.4 in einer Abgas-Bypass-Leitung 101B ausschaltbar ist. Zur Ladesteuerung ist in dem Ladelufttrakt 101 L der Brennkraftmaschine 1000 eine Drosselklappe 202.5 angeordnet, die in Kooperation mit dem Waste-Gate 202.4 ansteuerbar ist, um die Aufladestufen 200II, 2001 in angemessener Weise je nach Lastzustand des Motors 100 zu steuern.
Außerdem ist die Brennkraftmaschine 1000 vorliegend mit einer Abgasrückführung 400 versehen, wobei in der Abgasrückführleitung 101R ein Abgasrückführventil 401 und ein
Abgaskühler 402 zur Behandlung des rückgeführten Abgases AG angeordnet ist. Die
Ansteuerung der Aufladung 200 und Abgasrückführung 400 erfolgt entsprechend durch
Ansteuerung des Abgasrückführventils 401 bzw. des Waste-Gates 202.4, wie dies durch die Pfeile 302 symbolisiert ist.
Nachfolgend wird der Verfahrensverlauf einer Abgasnachbehandlung mit einem
Dieselpartikelfilter und einer Einrichtung zum Steuern der Abgasnachbehandlung 300 angegeben und gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform beschrieben. Dabei wird ein Wert der aktuellen Rußbeladung mit einem vorbestimmten Rußbeladungsreferenzwert verglichen und bei
Unterschreiten des Referenzwertes die Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter erhöht. Im Einzelnen ist dazu auf die Beschreibung der Fig. 2, Fig. 3 bzw. Fig. 4 zu verweisen. Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze zum Konzept der Erfindung gemäß dem bei dieser
Ausführungsform zunächst in Schritt 110 die Rußbeladung eines Dieselpartikelfilters berechnet wird. Der berechnete Wert wird dann in Schritt 120 mit einem SOLL- Wert für die Rußbeladung verglichen. Liegt der berechnete IST- Wert über dem SOLL- Wert oder entspricht er dem SOLL- Wert, so wird erneut die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters bestimmt. Liegt der berechnete IST- Wert der Rußbeladung jedoch unter dem vorgegebenen SOLL- Wert, so wird in Schritt 130 ein Emissionsvertrimmungs-Prozess gestartet, der zu einer Erhöhung der Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter führt. Nach Ende des Emissionsvertrimmungs-Prozesses wird erneut die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters bestimmt. Die Erhöhung der Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter durch den Emissionsvertrimmungs-Prozess 130 führt dazu, dass die
Filtereffizienz des Dieselpartikelfilters steigt und so die Rußpartikelemission nach dem
Dieselpartikelfilter gemindert wird. Gemäß der Erfindung kommen verschiedene
Ausführungsformen des Emissionsvertrimmungs-Prozesses in Frage. Zum Einen kann dieser im Rahmen einer Abgaskonditionierung vor dem Dieselpartikelfilter geschehen, bei der
beispielsweise die Emission von N02 vermindert wird, sodass weniger N02 in den
Dieselpartikelfilter gelangt und damit der Rußabbrand im Dieselpartikelfilter verringert wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geschieht der Emissionsvertrimmungs-Prozess im Rahmen der Motorsteuerung, wobei ein SOLL-Wert mindestens einer Motorkenngröße bestimmt werden und zur Einhaltung des SOLL- Wertes der Motor auf mindestens eine motorspezifische Stellgröße geregelt wird. Geeignete Stellgrößen für die Regelung des Motors sind beispielsweise der Raildruck, AGR-Rate, der Ladedruck, Lambda, die Ansaugluftdrosselung oder BOI.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine 200 gemäß dem Konzept der Erfindung in ihrer Funktion; beispielsweise könnte eine Brennkraftmaschine 1000 der Fig. 1 derart eingestellt werden. Die Brennkraftmaschine 200 umfasst einen Motor 201 sowie eine Abgasnachbehandlung 205 mit einem Dieselpartikelfilter DPF und ein Motorsteuergerät 210 (ECU). Das Motorsteuergerät 210 umfasst dabei ein Rußbeladungsrechner 220 sowie einen Motorregler 230. Der Rußbeladungsrechner 220 der Motorsteuerung 210 bestimmt mittels eines Beladungsmodells oder mittels der Auswertung des über den Dieselpartikelfilters DPF gemessenen Differenzdrucks die Rußbeladung des Dieselpartikelfilters DPF. Dieser IST- Wert der Beladung des Dieselpartikelfilters DPF wird mit einem hinterlegten SOLL-Wert der
Rußbeladung verglichen.
Ist der IST- Wert geringer als der SOLL-Wert, so wird vom Motorsteuergerät 210 ein
Emissionsvertrimmungs-Prozess gestartet. Hierbei wird zunächst ein SOLL-Wert mindestens einer Motorkenngröße aus der Gruppe Rußemission, Abgastemperatur, NOx-Emission,
Kohlenwasserstoffemission, CO-Emission und Partikelemission bestimmt. Dieser SOLL-Wert wird an den Motorregler übermittelt, der zur Einhaltung des SOLL- Werts eine motorspezifische Stellgröße bestimmt und anschließend den Motor 201 auf diese Stellgröße regelt. Geeignete Stellgrößen sind beispielsweise der Raildruck, die AGR-Rate, der Ladedruck, die
Ansaugluftdrosslung, Lambda oder BOI.
Wird in Folge der Regelung des Motors 201 nun beispielsweise als Kenngröße die
Abgastemperatur oder die N02-Emission verringert, so wird auch der Rußabbrand im
Dieselpartikelfilter verringert. Da weiterhin Rußpartikel aus dem Abgas im Dieselpartikelfilter DPF eingelagert werden, führt dies zu einer Erhöhung der Rußpartikelbeladung im
Dieselpartikelfilter. Die erhöhte Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter DPF führt dann zu einer Verbesserung der Filtereffizienz des Dieselpartikelfilters und zu einem verringerten Ausstoß von Rußpartikeln hinter dem Dieselpartikelfilter. Somit können, mit Hilfe der
Erfindung, auch strengere Abgasnormen als bisher eingehalten werden. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß der Erfindung. In Schritt 305 werden im erfindungsgemäßen Verfahren Differenzdruckwerte über den Dieselpartikelfilter aufgenommen und im Folgeschritt 310 zur Bestimmung der Beladung des Dieselpartikelfilters herangezogen. Der in Schritt 310 bestimmte IST- Wert der Beladung wird in Schritt 315 mit einem in Schritt 316 bereitgestellten SOLL- Wert der Rußbeladung verglichen. Ist der IST- Wert der Rußbeladung geringer als der SOLL- Wert der Rußbeladung so wird anschließend in Schritt 320 ein Emissionsvertrimmungs-Prozess gestartet, in dem zunächst ein SOLL- Wert einer Motorkenngröße bestimmt wird, die eine Erhöhung der Rußpartikelbeladung im
Dieselpartikelfilter zur Folge hat. Der ermittelte SOLL- Wert der Motorkenngröße wird in Schritt 325 an eine Motorregelung übergeben und in Schritt 320 werden motorspezifische Stellgrößen ermittelt auf die der Motor zur Einhaltung des SOLL- Wertes der Motorkenngröße geregelt werden kann. In Schritt 340 erfolgt dann die Regelung des Motors auf die bestimmten
Stellgrößen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Abgasnachbehandlung (300) mit einem Dieselpartikelfilter (DPF), insbesondere zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1000) mit Abgasnachbehandlung, insbesondere einer Brennkraftmaschine umfassend einen Motor (100), aufweisend die Schritte:
- Betreiben des Dieselpartikelfilters (DPF), insbesondere mit regelmäßiger Regeneration,
- Bestimmen (310) einer aktuellen Rußbeladung des Dieselpartikelfilters (DPF), dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich (315) der aktuellen Rußbeladung mit einem vorbestimmten Rußbeladungsreferenzwert stattfindet und bei Unterschreiten des
Rußbeladungsreferenzwertes die Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter (DPF) erhöht wird.
2. Verfahren zur Abgasnachbehandlung (300) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Abgaskonditionierung umfasst und zur Erhöhung der
Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter ein Emissionsvertrimmungs-Prozess im Rahmen der Abgaskonditionierung gestartet wird.
3. Verfahren zur Abgasnachbehandlung (300) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Brennkraftmaschine (1000), umfassend einen Motor (100), zur Erhöhung der Rußpartikelbeladung im Dieselpartikelfilter (DPF) ein
Emissionsvertrimmungs-Prozess des Motors gestartet wird.
4. Verfahren zur Abgasnachbehandlung (300) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Emissionsvertrimmungs-Prozess die Schritte aufweist:
- Bestimmen eines SOLL- Wertes mindestens einer Motorkenngröße aus der Gruppe:
Rußemission, Abgastemperatur, NOx-Emission, Kohlenwasserstoffemission, CO-Emission, Partikelemission.
- Bestimmen von mindestens einer motorspezifischen Stellgröße zur Einhaltung des Sollwertes, - Regeln des Motors auf die mindestens eine Stellgröße aus der Gruppe umfassend Raildruck, AGR-Rate, Ladedruck, Lambda, Ansaugluftdrosselung, BOI.
5. Verfahren zur Abgasnachbehandlung (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Beladung mittels einer Auswertung des
Differenzdrucks oder mittels eines Beladungsmodells oder mit Hilfe eines Rußbeladungssensors oder Rußsensors erfolgt.
6. Einrichtung zum Steuern einer Abgasnachbehandlung (300), insbesondere einer
Abgasbehandlung mit einem regenerierenden Dieselpartikelfilter (DPF), dadurch
gekennzeichnet, dass die Einrichtung ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen.
7. Abgasnachbehandlung (300) aufweisend einen Dieselpartikelfilter (DPF), insbesondere einen regenerierenden Dieselpartikelfilter, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abgasnachbehandlung eine Einrichtung zum Steuern nach Anspruch 6 aufweist.
8. Abgasnachbehandlung (300) nach Anspruch 7, die zusätzlich einen
Dieseloxidationskatalysator aufweist
9. Motorsteuergerät (210), das ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 5, durchzuführen.
10. Brennkraftmaschine (1000) mit einem Motor (100) und einer Abgasnachbehandlung (300) mit Dieselpartikelfilter (DPF), gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 6 und/oder ein Motorsteuergerät nach Anspruch 9.
PCT/EP2014/001023 2013-06-11 2014-04-16 Verfahren zum betrieb einer abgasnachbehandlung und einrichtung zum steuern einer abgasnachbehandlung sowie abgasnachbehandlung, motorsteuergerät und brennkraftmaschine mit einer abgasnachbehandlung WO2014198360A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480033577.0A CN105264193A (zh) 2013-06-11 2014-04-16 用于运行废气后处理装置的方法和用于控制废气后处理装置的机构以及废气后处理装置、马达控制器和带有废气后处理装置的内燃机
US14/896,996 US20160123259A1 (en) 2013-06-11 2014-04-16 Method for the operation of an exhaust-gas treatment system, device for controlling an exhaust-gas treatment system, exhaust-gas treatment system, engine control unit, and internal combustion engine having an exhaust-gas treatment system
HK16108262.6A HK1220242A1 (zh) 2013-06-11 2016-07-14 用於運行廢氣後處理裝置的方法和用於控制廢氣後處理裝置的機構以及廢氣後處理裝置、馬達控制器和帶有廢氣後處理裝置的內燃機

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3001494B1 (fr) * 2013-01-29 2016-09-16 Ifp Energies Now Procede de diagnostic d'un filtre a particules au moyen d'un capteur de suies
DE102015202356A1 (de) * 2015-02-10 2016-08-11 Fev Gmbh Verfahren zum Aschetransport in einem Rußpartikelfilter und Verbrennungskraftmaschine dafür
US10066575B2 (en) * 2016-07-15 2018-09-04 Ford Global Technologies, Llc Method and system for gasoline particulate filter operations
DE102017222142B4 (de) 2017-12-07 2021-12-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage mit Partikelfiltervorrichtung und Verfahren zum Betrieb
DE102018106218A1 (de) * 2018-03-16 2018-07-19 FEV Europe GmbH Verfahren zur Beladung eines Partikelfilters mit Ruß
DE102018107222A1 (de) * 2018-03-27 2018-08-02 FEV Europe GmbH Verfahren zur Berechnung einer Rußmenge in einem Partikelfilter
AT521454B1 (de) * 2018-06-28 2022-04-15 Avl List Gmbh Verfahren und Ottomotoranordnung mit verbesserter Partikelfilterung I
DE102019205683B3 (de) * 2019-04-18 2020-10-01 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Emissionsminderung eines Kraftfahrzeugs
US11118518B2 (en) * 2019-07-23 2021-09-14 Caterpillar Inc. Method and system for aftertreatment control
CN111859773B (zh) * 2020-08-05 2023-07-18 哈尔滨工程大学 基于正则化粒子滤波的电动闸阀故障确定方法及系统
EP3995675A1 (de) 2020-11-10 2022-05-11 Volvo Truck Corporation Verfahren zur steuerung des betriebs eines motorsystems in einem fahrzeug
DE102020215291A1 (de) * 2020-12-03 2022-06-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Recheneinheit zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Partikelfilter
CN114961927B (zh) * 2022-06-15 2023-12-15 潍柴动力股份有限公司 一种颗粒物过滤效率控制方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070151231A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Rinaldi Fabrizio C Woven metal fiber diesel particulate filter
US20080155964A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Caterpillar Inc. Engine control system based on soot loading
US20120053814A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-01 Sam George Methods For Controlling The Operation Of A Particulate Filter

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4288985B2 (ja) * 2003-03-31 2009-07-01 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
KR100590959B1 (ko) * 2003-12-30 2006-06-19 현대자동차주식회사 디젤엔진용 ｄｏｃ/ｄｐｆ 시스템
WO2006066043A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-22 Donaldson Company, Inc. Control for an engine exhaust treatment system
DE102005000978B4 (de) * 2005-01-07 2011-06-01 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Steuerung des Schadstoffausstoßes eines selbstzündenden Verbrennungsmotors
JP2009293518A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2010031799A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
WO2011118035A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの故障検出装置及び故障検出方法
DE102010017575B4 (de) * 2010-06-25 2012-08-16 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
CN202611809U (zh) * 2012-05-22 2012-12-19 广西玉柴机器股份有限公司 发动机dpf可控再生系统
FR2992028B1 (fr) * 2012-06-19 2014-07-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'utilisation d'un filtre a particules pour moteurs thermiques
JP6056414B2 (ja) * 2012-11-26 2017-01-11 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
JP6210215B2 (ja) * 2013-12-24 2017-10-11 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070151231A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Rinaldi Fabrizio C Woven metal fiber diesel particulate filter
US20080155964A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Caterpillar Inc. Engine control system based on soot loading
US20120053814A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-01 Sam George Methods For Controlling The Operation Of A Particulate Filter

Also Published As

Publication number Publication date
US20160123259A1 (en) 2016-05-05
CN105264193A (zh) 2016-01-20
DE102013210896A1 (de) 2014-12-11
HK1220242A1 (zh) 2017-04-28

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