WO2015144273A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, steuergerät und brennkraftmaschine - Google Patents

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partial regeneration
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Daniel Chatterjee
Marc Hehle
Norbert Markert
Ralf MÜLLER
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine according to claim 1, a control device for an internal combustion engine according to claim 14, and a
  • the particulate filter absorbs soot particles from the exhaust gas of the internal combustion engine and thus reduces the particle concentration in the exhaust gas ultimately emitted. Is sufficient in the normal operation of the internal combustion engine given Rußabbrandrate in the particulate filter to its regeneration is not an active
  • Regeneration measure carried out to regenerate the particulate filter, for example by raising the exhaust gas temperature or increasing a nitrogen dioxide concentration in the exhaust gas.
  • a complete regeneration of the particulate filter namely as complete as possible burning of the entire in the
  • Particulate filter accumulated soot, aimed.
  • a defined initial state for the further operation of the particulate filter to be brought about namely an unloaded state. It turns out, however, that at the beginning of the soot loading of an unloaded particulate filter first pores of a filter substrate are filled with soot particles, which also as
  • Depth filtration is called. Because the pores flow paths through the exhaust gas
  • the depth filtration leads to a very steep increase in a drop across the particulate filter differential pressure. Only when the pores are filled with soot particles, the carbon black also deposits on the surface of the substrate to a soot cake, which is referred to as surface filtration. This leads to a further, but rather moderate increase in the differential pressure. In particular, the depth filtration is thus responsible for the falling over the particulate filter differential pressure, the back pressure for the
  • the invention is therefore based on the object to provide a method which avoids the disadvantages mentioned. Furthermore, the invention has for its object to provide a control device and an internal combustion engine, in which the disadvantages mentioned do not occur.
  • the object is achieved by providing a method for operating an internal combustion engine having the features of claim 1.
  • the internal combustion engine having the features of claim 1.
  • Exhaust after-treatment system with at least one particle filter on is characterized in that parameter-controlled a partial regeneration of the particulate filter is performed. If the filter is regenerated, both the surface in the form of a
  • Soot cake deposited soot particles and burned in the exhaust gas flowed through pores of the substrate arranged soot particles. It turns out, however, that much less soot, in particular about 5 to 20% of the total soot load of the particulate filter, is present in the pores, while the remainder of the soot, especially about 80 to 95% of the soot particles, are deposited on the surface. Therefore, in the course of the regeneration, the pores are freed from soot much earlier than the surface of the substrate. Thus, if a partial regeneration is carried out, in particular the soot deposited in the pores can be burned, with the carbon black cake remaining at least partially, preferably predominantly, on the surface.
  • the partial regeneration is performed by increasing an exhaust gas temperature and / or a temperature of the particulate filter. This becomes a soot oxidation based on the residual oxygen content of the exhaust gas
  • the temperature increase may be carried out by heating the particulate filter and / or an exhaust pipe, for example with an external burner, an electric heater or by heating the exhaust gas by providing exotherm, for example by oxidation separately into the exhaust pipe or as late post-injection into a combustion chamber of the internal combustion engine injected fuel to an upstream of the particulate filter arranged oxidation catalyst. Also so-called passive regeneration measures to accelerate a nitrogen dioxide-assisted
  • Carbon black oxidation is possible, for example by reducing or eliminating a reductant dosing upstream of a selective catalytic reduction (SCR) catalyst or particulate filter coated with an SCR catalyst material by raising the exhaust gas temperature through appropriate thermal management of the engine by increasing the nitrogen dioxide yield by increasing the nitrogen dioxide yield a noble metal amount of an upstream of the particulate filter arranged oxidation catalyst is increased, and / or by the raw nitrogen oxide emission of the internal combustion engine is increased, in particular by suitable engine-internal measures.
  • SCR selective catalytic reduction
  • Such measures are known per se, so that will not be discussed further here. What is important is that the measures be carried out parameter-controlled such that a partial regeneration of the particulate filter takes place as needed, the hysteresis effect explained above is effective.
  • the functional coating is preferably a selective catalytic reduction coating for the reduction of
  • the advantage associated with partial regeneration is therefore more pronounced in a coated particle filter than in an uncoated one
  • Partial regeneration of the particulate filter is performed when the differential pressure reaches or exceeds a predetermined upper pressure limit, wherein the
  • Partial regeneration is controlled or regulated as a function of the differential pressure.
  • the differential pressure is so far as a parameter for the parameter-driven partial regeneration of Particulate filter used. This allows a very simple and cost-effective implementation of the method, in particular because typically a sensor device is provided anyway for detecting the differential pressure in the exhaust gas aftertreatment system, which can be used in the context of the method.
  • the differential pressure is preferably measured by means of a differential pressure sensor which determines a pressure difference between a first measuring point immediately upstream of the particle filter and a second measuring point immediately downstream of the particle filter in a manner known per se.
  • the sensor device for detecting the differential pressure comprises two pressure sensors, wherein a first pressure sensor is arranged immediately upstream of the particle filter and a second pressure sensor immediately downstream of the particle filter. The differential pressure is then calculated as the difference of the pressure values detected by the two pressure sensors.
  • the differential pressure is preferably used as a measure of a load of the particulate filter
  • Loading values for the particulate filter depending on the differential pressure for example in the form of a map, or by which loading values for the particulate filter from the differential pressure according to a formula can be calculated.
  • the predetermined, upper pressure limit value corresponds so far preferably to a limit loading of the particulate filter, which should not be exceeded in order to ensure undisturbed operation of the internal combustion engine.
  • the partial regeneration can be controlled or regulated as a function of the differential pressure, since this parameter is particularly sensitive to soot particle loading of the pores. It is therefore possible to determine from the differential pressure whether the partial regeneration has been completed.
  • An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the partial regeneration is terminated when the differential pressure is a predetermined, lower
  • the predetermined, lower pressure limit is preferably set so that it is a limit to the successfully completed
  • the method is at the same time simple and accurate to carry out, because it is readily possible, on the one hand to set the upper pressure limit and on the other hand, the lower pressure limit in a suitable manner. These can be calculated, for example, or determined on the basis of bench tests.
  • An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that a loading of the particulate filter is determined, wherein the partial regeneration is carried out when the loading reaches or exceeds a predetermined upper loading limit.
  • the loading of the particulate filter is used as a parameter for the parameter-controlled partial regeneration. It is possible that the load is determined from the detected differential pressure, for example, based on a map or by calculation using a formula. However, an embodiment of the method is preferred in which the loading is determined independently of the differential pressure. It is possible to determine the loading of the particulate filter on the basis of a loading model, which depends on at least one operating parameter of the internal combustion engine. In particular internal engine parameters such as, for example, a rotational speed, a load, an injected fuel quantity, a
  • Combustion chamber temperature a combustion chamber pressure, an exhaust gas recirculation rate, a fresh mass, a lambda value, a nitrogen oxide concentration, an exhaust gas flow or a
  • Exhaust gas mass flow in question in question. Alternatively or additionally come as measured values or data from a map, an exhaust gas temperature, a nitrogen oxide concentration, a
  • Nitrogen dioxide formation rate or a soot concentration in question can be used to determine the loading, in particular a combination of at least two of the aforementioned parameters.
  • Parameters are characteristic of soot formation in the internal combustion engine and therefore provide a measure of the loading of the particulate filter, in particular as regards time. Alternatively or additionally, it is also possible to measure the loading of the particulate filter, for which purpose a high-frequency sensor is preferably used. It turns out that the use of the load as Parameter for the control or regulation of the partial regeneration of the particulate filter may be more accurate than a purely differential pressure-based control or regulation.
  • the partial regeneration is terminated when the load reaches or falls below a predetermined lower loading limit. This is the bottom
  • Loading limit in turn preferably set so that as complete as possible removal of soot particles from the pores of the filter substrate is ensured, while maintaining the superficial soot cake at least so far that the filter efficiency of the particulate filter is improved compared to the unloaded state, and the pores against renewed depth filtration are protected. In this way, the process is very accurate
  • Loading limit are preferably also chosen so that the differential pressure and thus the back pressure for the exhaust gas flow to the particulate filter in a for the operation of the
  • Internal combustion engine sets optimal range. In this way, the internal combustion engine can be operated very efficiently and in particular with significantly lower fuel consumption.
  • An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that both the loading and the differential pressure are used as parameters for controlling or regulating the partial regeneration.
  • the loading is particularly preferably determined without differential pressure, namely either measured or with the aid of a loading model as a function of at least one operating parameter of the
  • the partial regeneration can therefore be controlled or regulated very precisely.
  • maps and / or functions are preferably used, which in particular link the loading of the particulate filter with the differential pressure at different partial loadings, so that statements about the location and the amount of deposited soot are obtained. It is thus very possible to determine with what amount of soot the particle filter is loaded in total, and where the soot is arranged, namely as a soot cake on the surface of the substrate or rather as soot particles in the pores.
  • a regulation of the partial regeneration is possible very precisely.
  • further and / or other parameters are used to control or regulate the partial regeneration.
  • at least one additional and / or other parameter is preferably used to control or regulate the partial regeneration. It is also an embodiment of the method is preferred, which is characterized
  • a plausibility check indicates that a plausibility check is carried out after the partial regeneration.
  • a complete regeneration of the particulate filter is performed when the plausibility check returns a negative result.
  • it is preferably checked whether the pores of the particle filter are still sufficiently free of soot particles, or whether renewed depth filtration has already taken place.
  • the soot cake on the surface of the substrate can namely only in the ideal case completely
  • Plausibility check prefers a combined consideration of the independent of the
  • Differential pressure detected load - for example, calculated or measured - with the value of the differential pressure. This shows whether these values are still in a range corresponding to a substantially superficial deposition of soot on the particulate filter, or whether the differential pressure level for a given load is already in a range that indicates a depth filtration.
  • a given load is namely the
  • the particle filter is preferably completely regenerated in order to restore a defined initial state. This is followed by another phase of depth filtration, which in turn is followed by a phase of surface filtration. Will then turn the predetermined, upper
  • a partial regeneration can be performed, whereby the process starts virtually new.
  • An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that after a start of the method initially a first partial regeneration is performed when the differential pressure reaches or exceeds a first, higher upper pressure limit, subsequent partial regeneration being performed when the differential pressure is one second, lower upper pressure limit reached or exceeded.
  • the first upper one Pressure limit is therefore higher than the second upper pressure limit.
  • Particulate filter or in fully regenerated state of the particulate filter so in any case the first implementation of the method with unloaded particulate filter, addressed.
  • depth filtration first occurs, with the differential pressure level rising sharply.
  • the phase of the depth filtration is followed by the phase of surface filtration, during which only a modest increase in the differential pressure level occurs.
  • the differential pressure level is due to the depth filtration carried out at a relatively high level. Therefore, the partial regeneration when loading the new or fully regenerated and so far unloaded particulate filter is performed only when the first, higher upper pressure limit is reached or exceeded.
  • the differential pressure level due to the free pores of the substrate and the filter effect of the carbon black cake at a given loading of the particulate filter is much lower than is the case after the depth filtration. Therefore, a lower differential pressure level corresponds to a specific loading of the particulate filter here.
  • a renewed partial regeneration is therefore performed when the differential pressure reaches or exceeds the second lower upper pressure limit.
  • the two upper pressure limit values preferably correspond to one another insofar as they correspond to an identical, absolute soot load of the particle filter, wherein only the soot distribution in the particle filter differs: the first, higher upper one
  • Pressure limit is relevant in a state in which the soot is deposited in the substrate pores and on the surface
  • the second, lower upper pressure limit is relevant in a state in which the pores are at least largely free of soot particles.
  • An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the plausibility check is carried out by determining a first load value for the particulate filter based on the differential pressure - preferably calculated according to a formula or read out from a map - with a second load value being independent is determined by the differential pressure.
  • the first and second load values are compared with each other. Based on the two values, a soot distribution in the particle filter can be deduced. While the differential pressure independent loading value typically predicts the absolute loading of the relatively low error particulate filter, the differential pressure based load value tends to overestimate the load when particulate matter is placed in the pores of the filter substrate and so far partially close. A deviation between the two load values therefore indicates soot accumulation in the pores and thus depth filtration.
  • the total residual charge of the particulate filter can be determined very precisely.
  • An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the plausibility check yields a negative result if an absolute difference between the first load value and the second load value is a predetermined one
  • an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that a Rußabbrandrate is included in the control or regulation of partial regeneration.
  • the Rußabbrandrate is included in the plausibility check.
  • a method for calculating a Rußabbrandrate is implemented in a control unit of the internal combustion engine. The accuracy of the method can be increased if this is taken into account in the control or regulation of the partial regeneration and / or in the plausibility check.
  • the object is also achieved by providing a control device with the features of claim 14. This is set up for carrying out a method for operating an internal combustion engine according to one of the previously described embodiments. This results in connection with the control unit, the advantages that have already been explained in connection with the method.
  • the method is fixed in an electronic structure, in particular a
  • the controller is implemented.
  • a Compute rogramm is loaded into the controller, which has instructions on the basis of which the method is feasible when the computer program product is executed on the control unit.
  • control unit is integrated in a control unit of the internal combustion engine (engine control unit - ECU), or designed as a control unit of the internal combustion engine.
  • engine control unit - ECU engine control unit - ECU
  • the method is implemented in the form of an additional module or an additional method in the control unit of the internal combustion engine. This is particularly advantageously possible because the control unit of the internal combustion engine typically anyway
  • Maps or models for differential pressure-based and / or differential pressure independent calculation of a load of the particulate filter has. However, these are preferably extended in terms of their functionality for carrying out the method.
  • control unit is designed as a separate control unit for carrying out the method. It is preferred in this case with the control unit of
  • Control unit operatively connected, for example, to exchange information about operating parameters of the internal combustion engine and / or present in the control unit of the internal combustion engine measured values can.
  • the control unit is completely separate, in which case its own corresponding active connections and / or
  • control device is preferably characterized by at least one feature, which is due to at least one method step of the method.
  • an internal combustion engine having the features of claim 15.
  • This is characterized by a control unit according to one of the embodiments described above.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine.
  • the internal combustion engine is the drive
  • the internal combustion engine is used in a locomotive or a railcar, or ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank.
  • a defense vehicle for example a tank.
  • Embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, used for stationary energy supply in emergency operation, continuous load operation or peak load operation, the internal combustion engine in this case preferably drives a generator.
  • the internal combustion engine in the industrial sector or in the construction sector, for example in a construction or construction machine, for example in a crane or an excavator, is possible.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine or as a gasoline engine.
  • Figure 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Figure 2 is a schematic representation of a dependence of the differential pressure on the
  • FIG. 3 is a schematic representation of an embodiment of the method in the form of a flow chart.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine 1 with an exhaust aftertreatment system 3.
  • This has a particulate filter 5, which in turn preferably a functional coating, preferably a selectively catalytically reducing coating (SCR coating) or an oxidatively acting
  • the particle filter 5 is preferably designed as a so-called SDPF or cDPF or DDPF.
  • a differential pressure sensor 7 is provided, which is a pressure difference between the pressure at a location of a first measuring point 9, which is provided immediately upstream of the particulate filter 5, and the pressure at the location of a second measuring point 11, which is provided immediately downstream of the particulate filter 5, measures.
  • a differential pressure sensor 7 is provided, which is a pressure difference between the pressure at a location of a first measuring point 9, which is provided immediately upstream of the particulate filter 5, and the pressure at the location of a second measuring point 11, which is provided immediately downstream of the particulate filter 5, measures.
  • Measuring points 9, 11 each a pressure sensor is provided, wherein the differential pressure is determined by subtraction of the measured values of the two pressure sensors.
  • a control unit 13 is provided, which is set up for carrying out a method for operating the internal combustion engine 1, wherein a parameter-controlled partial regeneration of the particulate filter 5 is performed.
  • Differential pressure with the differential pressure sensor 7 operatively connected. It is further operatively connected to a sensor device 15, which is set up and arranged to detect at least one operating parameter of the internal combustion engine 1. This is in the control unit 13 preferably for determining a differential pressure independently determinable loading of
  • control unit 13 is preferably operatively connected to a loading sensor 17, which is set up to detect a loading of the particle filter 5, wherein the loading sensor 17 is preferably based on high-frequency technology.
  • the control unit 13 is thus configured to detect the differential pressure and preferably to determine a loading of the particulate filter 5 as a function of the differential pressure, in particular on the basis of a characteristic map or on the basis of a differential pressure-dependent
  • Loading model preferably by calculation according to a formula.
  • the control unit 13 is preferably designed alternatively or additionally for detecting a loading of the particulate filter independently of the differential pressure, in particular on the basis of a loading model which depends on at least one operating parameter of the internal combustion engine 1, and / or by
  • the control unit 13 is set up for the controlled or regulated partial regeneration of the particle filter using the - preferably differential pressure-independent determined - load and / or the differential pressure as a parameter. Furthermore, the control unit 13 is preferably configured to carry out a
  • control unit is preferably set up to carry out one of the previously described
  • control unit 13 is designed as a control unit of the internal combustion engine 1 or integrated in this. Alternatively, it is possible that the control unit 13 is provided as a separate control unit.
  • FIG. 2 shows a schematic, diagrammatic representation of a differential pressure dp dropping across the particle filter 5 as a function of a charge B of the particle filter 5.
  • a first solid curve 19 indicates the course of the differential pressure dp in FIG.
  • Differential pressure dp as a function of the loading B is present. This is the area where depth filtration occurs, with pores from the filter substrate being loaded with soot particles. At a certain loading Bj, the depth filtration is completed, the pores are filled with soot, and this is deposited on the surface of the wall of the filter substrate to a Soot cake from, which is also referred to as surface filtration. This leads to a further, but now rather moderate rise of the differential pressure level dp with a smaller gradient in a second region 19.2 of the curve 19. If a first, higher upper pressure limit dp A is reached, the particle filter 5 has a charge B 2 .
  • the first, upper pressure limit value dp A is preferably selected such that the loading B 2 corresponds to a specific limit loading of the particulate filter 5, at which it should be regenerated in order to ensure a trouble-free operation of the internal combustion engine 1.
  • the particulate filter 5 is completely regenerated, then starts a new loading cycle in the origin of the diagram of Figure 2 along the curve 19. It is thus again first a depth filtration and then a surface filtration, a total of a very high differential pressure level is reached, wherein the internal combustion engine 1 has a comparatively high fuel consumption. This is the case in particular when the particle filter 5 has a functional coating.
  • a dot-dashed arrow P shows how the differential pressure dp and the charge B behave during partial regeneration of the particle filter 5.
  • the soot arranged in the pores is burned.
  • the partial regeneration is preferably ended when the differential pressure dp reaches a predetermined, lower pressure limit value dpc.
  • the pores of the filter substrate are at least largely free of soot, at the same time, however, the wall of the substrate on a soot cake, which the filter efficiency of
  • Particle filter 5 significantly increased and protects the pores from the deposition of new soot, and therefore before a deep filtration, by preventing soot particles from entering the pores. Therefore, starting from the lower pressure limit value dpc, which is preferably selected such that the particle filter 5 here has the loading Bi, a surface filtration follows along a second continuous curve 21 which runs at a significantly lower pressure level parallel to the second region 19.2 of the curve 19. Thus, the differential pressure level at the same load B of the particulate filter 5 after the partial regeneration is lower than in the previous
  • the particulate filter 5 in particular as SDPF, cDPF or DDPF - at partial regeneration on a significant hysteresis effect.
  • the lower pressure limit value dpc is preferably selected such that it lies in an optimum range for the operation of the internal combustion engine 1.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an embodiment of the method in the form of a flow chart.
  • the method starts in a first step Sl.
  • a query S2 it is checked whether the differential pressure dp is greater than the first, higher upper pressure limit dp A -
  • a query S2 it is checked whether the differential pressure dp is greater than or equal to the first, upper pressure limit dp A.
  • the method jumps back to a jump point 23, from which in turn the query S2 is performed. This is iterated until the differential pressure dp is greater than or equal to the first upper pressure limit dp A. If this is the case, a partial regeneration of the particulate filter 5 is carried out in a third step S3. This is preferably ended when the differential pressure dp reaches or falls below the lower pressure limit value dpc.
  • a plausibility check is carried out, by means of which preferably a charge B of the particle filter 5 determined independently of the differential pressure dp is set in relation to the differential pressure dp.
  • step S4 The plausibility check in step S4 is preferably carried out according to one of the previously described embodiments.
  • the method is continued in a query S5, in which it is checked whether the differential pressure dp is greater than the second, lower one upper pressure limit dpe .
  • a query S5 it is checked whether the differential pressure dp is greater than or equal to the second, upper pressure limit dp ß . If this is not the case, the method jumps back to a jump location 25, and the query S4 is performed again. This procedure is iterated until the differential pressure dp is greater than or equal to the second, upper
  • a complete regeneration of the particulate filter 5 is carried out in a sixth step S6.
  • the process jumps to the first after completion of the full regeneration
  • Jump point 23 which is almost a restart of the procedure. This corresponds to the fact that the particle filter 5 is again in an unloaded state after complete regeneration. Therefore, partial regeneration is again carried out when the differential pressure reaches or exceeds the first, higher upper pressure limit dp A.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Abgasnachbehandlungssystem (3), das mindestens einen Partikelfilter (5) aufweist, vorgeschlagen. Das Verfahren zeichnet sich durch eine parametergesteuerte Teilregeneration des Partikelfilters (5) aus.

Description

BESCHREIBUNG Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Steuergerät und
Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 14, und eine
Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 15.
Verfahren zum Betreiben von Brennkraftmaschinen, die ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem Partikelfilter aufweisen, sind bekannt. Der Partikelfilter nimmt dabei Rußpartikel aus dem Abgas der Brennkraftmaschine auf und senkt so die Partikelkonzentration in dem letztlich ausgestoßenen Abgas. Reicht eine im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine gegebene Rußabbrandrate in dem Partikelfilter zu dessen Regeneration nicht aus, wird eine aktive
Regenerationsmaßnahme durchgeführt, um den Partikelfilter zu regenerieren, beispielsweise durch Anheben der Abgastemperatur oder Erhöhen einer Stickstoffdioxidkonzentration im Abgas. Im Rahmen einer solchen Regenerationsmaßnahme wird eine vollständige Regeneration des Partikelfilters, nämlich ein möglichst vollständiger Abbrand des gesamten in dem
Partikelfilter angesammelten Rußes, angestrebt. Hierdurch soll ein definierter Ausgangszustand für den weiteren Betrieb des Partikelfilters herbeigeführt werden, nämlich ein unbeladener Zustand. Es zeigt sich jedoch, dass zu Beginn der Rußbeladung eines unbeladenen Partikelfilters zunächst Poren eines Filtersubstrats mit Rußpartikeln besetzt werden, was auch als
Tiefenfiltration bezeichnet wird. Da die Poren Strömungspfade für das Abgas durch den
Partikelfilter bereitstellen, führt die Tiefenfiltration zu einem sehr steilen Anstieg eines über dem Partikelfilter abfallenden Differenzdrucks. Erst wenn die Poren mit Rußpartikeln gefüllt sind, scheidet sich der Ruß auch auf der Oberfläche des Substrats zu einem Rußkuchen ab, was als Oberflächenfiltration bezeichnet wird. Dies führt zu einem weiteren, jedoch eher moderaten Anstieg des Differenzdrucks. Insbesondere die Tiefenfiltration ist somit verantwortlich für den über dem Partikelfilter abfallenden Differenzdruck, der einen Gegendruck für die
Brennkraftmaschine darstellt und sich auf den Brennstoffverbrauch auswirkt. Besonders nachteilig ist dies bei einem Partikelfilter, dessen Substrat eine funktionale Beschichtung, beispielsweise eine selektiv katalytisch reduzierende Beschichtung (SCR-Beschichtung) zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas, oder eine oxidativ wirkende Beschichtung zur Oxidation von Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffen oder Stickstoffmonoxid (NO), aufweist. Bei einem solchen, auch als SDPF oder cDPF beziehungsweise DDPF bezeichneten Partikelfilter ergibt sich durch die Tiefenfiltration im Vergleich zu einem unbeschichteten Partikelfilter nochmals ein deutlich höherer Gegendruck, was einen entscheidenden Nachteil dieser kombinierten Technologie aus Partikelfiltration einerseits und selektiver katalytischer Reduktion oder Oxidationskatalyse andererseits bedeutet. Wird der Partikelfilter vollständig regeneriert, beginnt nach Abschluss der Regenration erneut die Tiefenfiltration, wobei das zuvor skizzierte Problem bestehen bleibt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die genannten Nachteile vermeidet. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät sowie eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welchen die genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dabei weist die Brennkraftmaschine ein
Abgasnachbehandlungssystem mit mindestens einem Partikelfilter auf. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass parametergesteuert eine Teilregeneration des Partikelfilters durchgeführt wird. Wird der Filter regeneriert, werden sowohl die an der Oberfläche in Form eines
Rußkuchens abgelagerten Rußpartikel als auch die in den von Abgas durchströmten Poren des Substrats angeordneten Rußpartikel verbrannt. Es zeigt sich aber, dass sehr viel weniger Ruß, insbesondere ungefähr 5 bis 20 % der gesamten Rußbeladung des Partikelfilters, in den Poren vorhanden ist, während der übrige Ruß, insbesondere ungefähr 80 bis 95 % der Rußpartikel, an der Oberfläche abgelagert sind. Daher sind die Poren im Laufe der Regeneration sehr viel früher von Ruß befreit als die Oberfläche des Substrats. Wird also eine Teilregeneration durchgeführt, kann insbesondere der in den Poren abgelagerte Ruß verbrannt werden, wobei der Rußkuchen an der Oberfläche zumindest teilweise, bevorzugt überwiegend, erhalten bleibt. Nach Abschluss der Regeneration findet bei einer erneuten Beladung des Partikelfilters keine oder nur noch eine geringfügige Tiefenfiltration statt, weil der an der Oberfläche noch vorhandene Rußkuchen die Poren vor einem Eindringen von Rußpartikeln schützt. Zugleich steigert der Rußkuchen die Filterleistung des Filters, wobei es möglich ist, dass die Filtereffizienz beispielsweise im
Vergleich zu 95 % bei gänzlich unbeladenem Partikelfilter auf weit über 99 % bedingt durch den Rußkuchen ansteigt. Dies bedeutet eine um einen Faktor bis tausend reduzierte Partikelzahl in dem ausgestoßenen Abgas. Der teilregenerierte Partikelfilter weist daher eine höhere
Filtereffizienz auf als ein unbeladener Partikelfilter. Zugleich sinkt der Differenzdruck auf ein deutlich niedrigeres Niveau, weil die Poren frei von Rußpartikeln sind, sodass sie ungehindert von Abgas durchströmt werden können. Die Teilregeneration zeigt also einen deutlichen Hystereseeffekt über der Rußbeladung zum einen bezüglich der Filtrationseffizienz und zum anderen bezüglich des Differenzdrucks, was sowohl für den Betrieb des Partikelfilters als auch für den Betrieb der Brennkraftmaschine vorteilhaft ist.
Durch die Parametersteuerung der Teilregeneration kann sichergestellt werden, dass die in den Poren des Partikelfilters abgelagerten Rußpartikel möglichst vollständig entfernt werden, wobei zugleich gewährleistet ist, dass nicht versehentlich eine vollständige Regeneration unter
Entfernung des Rußkuchens durchgeführt wird. Dabei ist unter dem Begriff
„parametergesteuert" sowohl eine parameterabhängige Steuerung als auch eine
parameterabhängige Regelung zu verstehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Teilregenration durchgeführt, indem eine Abgastemperatur und/oder eine Temperatur des Partikelfilters erhöht wird/werden. Hierdurch wird eine auf dem Restsauerstoffgehalt des Abgases basierte Rußoxidation
beschleunigt. Die Temperaturerhöhung kann durchgeführt werden, indem der Partikelfilter und/oder eine Abgasleitung geheizt wird/werden, beispielsweise mit einem externen Brenner, einem elektrischen Heizer, oder indem das Abgas durch Bereitstellung von Exothermie aufgeheizt wird, beispielsweise durch Oxidation von separat in die Abgasleitung oder als späte Nacheinspritzung in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritztem Brennstoff an einem stromaufwärts des Partikelfilters angeordneten Oxidationskatalysator. Auch sogenannte passive Regenerationsmaßnahmen zur Beschleunigung einer Stickstoffdioxid-unterstützten
Rußoxidation sind möglich, beispielsweise indem eine Reduktionsmitteldosierung stromaufwärts eines SCR-Katalysators (Selective Catalytic Reduction - SCR) oder des mit einem SCR- Katalysatormaterial beschichteten Partikelfilters reduziert oder abgestellt wird, indem die Abgastemperatur durch geeignetes Thermomanagement der Brennkraftmaschine angehoben wird, indem die Stickstoffdioxidausbeute durch Erhöhung einer Edelmetallmenge eines stromaufwärts des Partikelfilters angeordneten Oxidationskatalysators erhöht wird, und/oder indem die Stickoxid-Rohemission der Brennkraftmaschine erhöht wird, insbesondere durch geeignete innermotorische Maßnahmen. Solche Maßnahmen sind für sich genommen bekannt, sodass hier nicht weiter darauf eingegangen wird. Wichtig ist, dass die Maßnahmen parametergesteuert derart durchgeführt werden, dass bedarfsgerecht eine Teilregeneration des Partikelfilters erfolgt, wobei der zuvor erläuterte Hystereseeffekt wirksam wird.
Besonders wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher ein Partikelfilter mit einer funktionalen Beschichtung verwendet wird. Die funktionale Beschichtung ist vorzugsweise eine selektiv katalytisch reduzierenden Beschichtung zur Reduktion von
Stickoxiden, oder eine Oxidationskatalysator-Beschichtung - auch als DOC-Beschichtung bezeichnet - zur Oxidation von CO, Kohlenwasserstoffen oder NO. Es wird also vorzugweise ein sogenannter SDPF beziehungsweise ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung oder ein sogenannter DDPF, also ein Partikelfilter mit Oxidationsbeschichtung verwendet. Bei einem funktional beschichteten Partikelfilter ist der mit der Teilregeneration verbundene
Hystereseeffekt besonders ausgeprägt, wobei insbesondere das Differenzdruckniveau durch Teilregeneration stärker abgesenkt werden kann, als dies bei einem Partikelfilter ohne funktionale Beschichtung der Fall ist. Der mit der Teilregeneration verbundene Vorteil ist also bei einem beschichteten Partikelfilter stärker ausgeprägt als bei einem unbeschichteten
Partikelfilter. Dadurch kann insbesondere bei einer Brennkraftmaschine, die einen solchen beschichteten Partikelfilter aufweist, mithilfe des Verfahrens eine Optimierung des
Differenzdruckverhaltens und damit des Brennstoffverbrauchs durchgeführt werden. Dies ermöglicht gegebenenfalls überhaupt erst den effizienten Einsatz eines Partikelfilters mit SCR- oder DOC-Beschichtung, wodurch ein Ersatz einer seriellen Anordnung von Partikelfilter und einem entsprechenden Katalysator erst wirtschaftlich wird. Die Kombination dieser beiden Elemente in einem integrierten Element bringt deutliche Vorteile in Hinblick auf Kosten, Bauraum und das Erreichen der Light-Off-Temperatur des SCR-Katalysatormaterials zur Stickoxidminderung oder der DOC-Beschichtung zur CO-, Kohlenwasserstoff- oder NO- Oxidation mit sich. Diese Vorteile werden wiederum letztlich durch das hier vorgeschlagene
Verfahren zugänglich gemacht, indem der wirtschaftliche Betrieb eines funktional beschichteten Partikelfilters ermöglicht wird.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der über dem Partikelfilter abfallende Differenzdruck erfasst wird, wobei die
Teilregeneration des Partikelfilters durchgeführt wird, wenn der Differenzdruck einen vorherbestimmten, oberen Druckgrenzwert erreicht oder überschreitet, wobei die
Teilregeneration in Abhängigkeit von dem Differenzdruck gesteuert oder geregelt wird. Der Differenzdruck wird insoweit als Parameter für die parametergesteuerte Teilregeneration des Partikelfilters verwendet. Dies ermöglicht eine sehr einfache und kosteneffiziente Durchführung des Verfahrens, insbesondere weil typischerweise ohnehin eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Differenzdrucks in dem Abgasnachbehandlungssystem vorgesehen ist, welche im Rahmen des Verfahrens verwendet werden kann.
Der Differenzdruck wird bevorzugt mithilfe eines Differenzdrucksensors gemessen, der in an sich bekannter Weise eine Druckdifferenz zwischen einer ersten Messstelle unmittelbar stromaufwärts des Partikelfilters und einer zweiten Messstelle unmittelbar stromabwärts des Partikelfilters bestimmt. Alternativ ist es möglich, dass die Sensoreinrichtung zur Erfassung des Differenzdrucks zwei Drucksensoren aufweist, wobei ein erster Drucksensor unmittelbar stromaufwärts des Partikelfilters und ein zweiter Drucksensor unmittelbar stromabwärts des Partikelfilters angeordnet ist. Der Differenzdruck wird dann als Differenz der von den beiden Drucksensoren erfassten Druckwerte berechnet. Der Differenzdruck wird vorzugsweise als Maß für eine Beladung des Partikelfilters
herangezogen. Hierbei wird bevorzugt ein Differenzdruckmodell verwendet, welches
Beladungswerte für den Partikelfilter in Abhängigkeit von dem Differenzdruck beispielsweise in Form eines Kennfelds aufweist, oder durch welches Beladungswerte für den Partikelfilter aus dem Differenzdruck gemäß einer Formel berechenbar sind. Der vorherbestimmte, obere Druckgrenzwert korrespondiert insoweit bevorzugt zu einer Grenzbeladung des Partikelfilters, welche nicht überschritten werden sollte, um einen ungestörten Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten.
Die Teilregeneration kann in Abhängigkeit von dem Differenzdruck gesteuert oder geregelt werden, da dieser Parameter besonders empfindlich von einer Rußpartikelbeladung der Poren abhängt. Es ist daher möglich, anhand des Differenzdrucks festzustellen, ob die Teilregeneration abgeschlossen ist.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Teilregeneration beendet wird, wenn der Differenzdruck einen vorherbestimmten, unteren
Druckgrenzwert erreicht oder unterschreitet. Der vorherbestimmte, untere Druckgrenzwert wird dabei bevorzugt so festgelegt, dass er eine Grenze für die erfolgreich abgeschlossene
Teilregenration definiert, wobei ein weiteres Absenken des Differenzdruckniveaus nicht mehr auf Abbrand von in Poren des Filtersubstrats abgelagerten Rußpartikeln, sondern vielmehr auf eine Entfernung des oberflächlichen Rußkuchens zurückzuführen wäre. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Teilregeneration zum einen möglichst vollständig durchgeführt wird, wobei zum anderen der Rußkuchen an der Oberfläche des Filtersubstrats zumindest so weitgehend erhalten bleibt, dass sich für den Partikelfilter eine verbesserte Filtereffizienz im Vergleich zum unbeladenen Zustand und eine Vermeidung einer erneuten Tiefenfiltration durch Abschirmen der Poren des Filtersubstrats durch den Rußkuchen ergibt. Insgesamt ist das Verfahren zugleich einfach und genau durchführbar, weil es ohne weiteres möglich ist, einerseits den oberen Druckgrenzwert und andererseits den unteren Druckgrenzwert in geeigneter Weise festzulegen. Diese können beispielsweise berechnet oder anhand von Prüfstandsversuchen bestimmt werden.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Beladung des Partikelfilters ermittelt wird, wobei die Teilregeneration durchgeführt wird, wenn die Beladung einen vorherbestimmten oberen Beladungsgrenzwert erreicht oder überschreitet. Insoweit wird bei dieser Ausführungsform des Verfahrens die Beladung des Partikelfilters als Parameter für die parametergesteuerte Teilregeneration verwendet. Es ist möglich, dass die Beladung aus dem erfassten Differenzdruck bestimmt wird, beispielsweise anhand eines Kennfelds oder durch Berechnung anhand einer Formel. Es wird allerdings auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher die Beladung unabhängig von dem Differenzdruck bestimmt wird. Dabei ist es möglich, die Beladung des Partikelfilters anhand eines Beladungsmodells zu bestimmen, welches von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine abhängt. Dabei kommen insbesondere innermotorische Parameter wie beispielsweise eine Drehzahl, eine Last, eine eingespritzte Brennstoffmenge, eine
Brennraumtemperatur, ein Brennraumdruck, eine Abgasrückführrate, eine Frischmasse, ein Lambda-Wert, eine Stickoxidkonzentration, ein Abgasvolumenstrom oder ein
Abgasmassenstrom in Frage. Alternativ oder zusätzlich kommen als Messwerte oder Daten aus einem Kennfeld eine Abgastemperatur, eine Stickoxidkonzentration, eine
Stickstoffdioxidbildungsrate oder eine Rußkonzentration in Frage. Selbstverständlich kann mehr als ein Parameter zur Bestimmung der Beladung herangezogen werden, insbesondere eine Kombination aus wenigstens zwei der zuvor genannten Parameter. Diese innermotorischen
Parameter sind charakteristisch für eine Rußbildung in der Brennkraftmaschine und liefern daher - insbesondere zeitabhängig betrachtet - ein Maß für die Beladung des Partikelfilters. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Beladung des Partikelfilters zu messen, wozu bevorzugt ein Hochfrequenz-Sensor verwendet wird. Es zeigt sich, dass die Verwendung der Beladung als Parameter für die Steuerung oder Regelung der Teilregeneration des Partikelfilters genauer sein kann als eine rein differenzdruckbasierte Steuerung oder Regelung.
Vorzugsweise wird die Teilregeneration beendet, wenn die Beladung einen vorherbestimmten, unteren Beladungsgrenzwert erreicht oder unterschreitet. Dabei wird der untere
Beladungsgrenzwert wiederum bevorzugt so festgelegt, dass eine möglichst vollständige Entfernung von Rußpartikeln aus den Poren des Filtersubstrats gewährleistet ist, wobei zugleich der oberflächliche Rußkuchen zumindest soweit erhalten bleibt, dass die Filtereffizienz des Partikelfilters im Vergleich zum unbeladenen Zustand verbessert ist, und die Poren gegen erneute Tiefenfiltration geschützt sind. Auf diese Weise ist das Verfahren sehr genau
durchführbar.
Der vorherbestimmte, untere Druckgrenzwert und/oder der vorherbestimmte, untere
Beladungsgrenzwert werden bevorzugt auch so gewählt, dass der Differenzdruck und damit der Gegendruck für den Abgasstrom an dem Partikelfilter sich in einem für den Betrieb der
Brennkraftmaschine optimalen Bereich einstellt. Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine sehr effizient und insbesondere mit deutlich geringerem Brennstoffverbrauch betrieben werden.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sowohl die Beladung als auch der Differenzdruck als Parameter zur Steuerung oder Regelung der Teilregenration herangezogen werden. Dabei wird die Beladung besonders bevorzugt differenzdruckunabhängig bestimmt, nämlich entweder gemessen oder mithilfe eines Beladungsmodells in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der
Brennkraftmaschine berechnet. Auf diese Weise stehen komplementäre Informationen einerseits über den Differenzdruck und andererseits über das Beladungsmodell zur Verfügung, was die Genauigkeit des Verfahrens erheblich steigert. Die Teilregeneration kann daher sehr genau gesteuert oder geregelt werden. Dabei werden bevorzugt Kennfelder und/oder Funktionen eingesetzt, welche insbesondere die Beladung des Partikelfilters mit dem Differenzdruck bei verschiedenen Teilbeladungen verknüpfen, sodass Aussagen über den Ort und die Menge des abgelagerten Rußes erhalten werden. Es ist so sehr genau möglich festzustellen, mit welcher Rußmenge der Partikelfilter insgesamt beladen ist, und wo der Ruß angeordnet ist, nämlich als Rußkuchen an der Oberfläche des Substrats oder aber vielmehr als Rußpartikel in den Poren. Insbesondere eine Regelung der Teilregeneration ist so sehr genau möglich. Es ist möglich, dass weitere und/oder andere Parameter zur Steuerung oder Regelung der Teilregeneration herangezogen werden. Insoweit wird bevorzugt wenigstens ein zusätzlicher und/oder anderer Parameter zur Steuerung oder Regelung der Teilregeneration verwendet. Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, welches sich dadurch
auszeichnet, dass im Anschluss an die Teilregenration eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird. Dabei wird eine vollständige Regeneration des Partikelfilters durchgeführt, wenn die Plausibilitätsprüfung ein negatives Ergebnis zurückgibt. Insbesondere wird im Rahmen der Plausibilitätsprüfung vorzugsweise geprüft, ob die Poren des Partikelfilters noch hinreichend frei von Rußpartikeln sind, oder ob bereits eine erneute Tiefenfiltration stattgefunden hat. Der Rußkuchen an der Oberfläche des Substrats kann nämlich nur im Idealfall vollständig
verhindern, dass Rußpartikel in die Poren eindringen, sodass im Laufe der Zeit doch eine - wenn auch verzögerte - Tiefenfiltration stattfindet. Um dies zu prüfen, erfolgt im Rahmen der
Plausibilitätsprüfung bevorzugt eine kombinierte Betrachtung der unabhängig von dem
Differenzdruck ermittelten Beladung - beispielsweise berechnet oder gemessen - mit dem Wert des Differenzdrucks. Dabei zeigt sich, ob diese Werte noch in einem Wertebereich liegen, welcher einer im wesentlichen oberflächlichen Ablagerung von Ruß an dem Partikelfilter entspricht, oder ob das Differenzdruckniveau bei gegebener Beladung bereits in einem Bereich liegt, der auf eine Tiefenfiltration hindeutet. Bei gegebener Beladung ist nämlich das
Differenzdruckniveau deutlich höher, wenn Rußpartikel in den Poren angelagert sind, als wenn die Poren frei sind. Wird insoweit im Rahmen der Plausibilitätsprüfung festgestellt, dass eine Tiefenfiltration stattgefunden oder eingesetzt hat, wird der Partikelfilter bevorzugt vollständig regeneriert, um wieder einen definierten Ausgangszustand herzustellen. Hierauf folgt dann erneut eine Phase der Tiefenfiltration, an welche sich wiederum eine Phase der Oberflächenfiltration anschließt. Wird dann wiederum der vorherbestimmte, obere
Druckgrenzwert oder der vorherbestimmte, obere Beladungsgrenzwert überschritten, kann erneut eine Teilregeneration durchgeführt werden, wodurch das Verfahren quasi neu beginnt. Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass nach einem Start des Verfahrens initial eine erste Teilregeneration durchgeführt wird, wenn der Differenzdruck einen ersten, höheren oberen Druckgrenzwert erreicht oder überschreitet, wobei nachfolgende Teilregenerationen durchgeführt werden, wenn der Differenzdruck einen zweiten, niedrigeren oberen Druckgrenzwert erreicht oder überschreitet. Der erste obere Druckgrenzwert ist demnach höher als der zweite obere Druckgrenzwert. Mit einem Start des Verfahrens ist hier die erstmalige Durchführung des Verfahrens im Neuzustand des
Partikelfilters oder in vollständig regeneriertem Zustand des Partikelfilters, jedenfalls also die erste Durchführung des Verfahrens bei unbeladenem Partikelfilter, angesprochen. In diesem Fall erfolgt zuerst eine Tiefenfiltration, wobei das Differenzdruckniveau steil ansteigt. An die Phase der Tiefenfiltration schließt sich die Phase der Oberflächenfiltration an, wobei in dieser Phase nur noch ein moderater Anstieg des Differenzdruckniveaus erfolgt. Das Differenzdruckniveau liegt aber durch die erfolgte Tiefenfiltration auf einem vergleichsweise hohen Niveau. Daher wird die Teilregeneration bei Beladung des neuen oder vollständig regenerierten und insoweit unbeladenen Partikelfilters erst durchgeführt, wenn der erste, höhere obere Druckgrenzwert erreicht oder überschritten wird. Nach erfolgter Teilregeneration ist das Differenzdruckniveau aufgrund der freien Poren des Substrats und der Filterwirkung des Rußkuchens bei gegebener Beladung des Partikelfilters sehr viel niedriger, als dies im Anschluss an die Tiefenfiltration der Fall ist. Daher korrespondiert zu einer bestimmten Beladung des Partikelfilters hier ein niedrigeres Differenzdruckniveau. Eine erneute Teilregeneration wird daher durchgeführt, wenn der Differenzdruck den zweiten, niedrigeren oberen Druckgrenzwert erreicht oder überschreitet. Dabei korrespondieren die beiden oberen Druckgrenzwerte vorzugsweise insoweit miteinander, als sie einer identischen, absoluten Rußbeladung des Partikelfilters entsprechen, wobei sich lediglich die Rußverteilung in dem Partikelfilter unterscheidet: Der erste, höhere obere
Druckgrenzwert ist relevant in einem Zustand, in welchem der Ruß in den Substratporen und an der Oberfläche abgelagert ist, wobei der zweite, niedrigere obere Druckgrenzwert in einem Zustand relevant ist, in welchem die Poren zumindest weitgehend von Rußpartikeln frei sind.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird, indem ein erster Beladungswert für den Partikelfilter anhand des Differenzdrucks bestimmt - vorzugsweise gemäß einer Formel berechnet oder aus einem Kennfeld ausgelesen - wird, wobei ein zweiter Beladungswert unabhängig von dem Differenzdruck ermittelt wird. Der erste und der zweite Beladungswert werden miteinander verglichen. Anhand der beiden Werte kann auf eine Rußverteilung in dem Partikelfilter rückgeschlossen werden. Während der dif erenzdruckunabhängige Beladungswert typischerweise die absolute Beladung des Partikelfilters mit vergleichsweise geringem Fehler vorhersagt, tendiert der differenzdruckbasierte Beladungswert zu einer Überschätzung der Beladung, wenn Rußpartikel in den Poren des Filtersubstrats angeordnet sind und diese insoweit teilweise verschließen. Eine Abweichung zwischen den beiden Beladungswerten deutet daher auf eine Rußanlagerung in den Poren und insoweit auf eine Tiefenfiltration hin.
Bevorzugt wird eine Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher der unabhängig von dem Differenzdruck ermittelte Beladungswert gemessen - bevorzugt mithilfe eines Hochfrequenz- Sensors - oder anhand eines Beladungsmodells abhängig von wenigstens einem
Betriebsparameter der Brennkraftmaschine berechnet wird. Wie bereits zuvor ausgeführt, kann so sehr genau die Gesamtrußbeladung des Partikelfilters bestimmt werden. Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Plausibilitätsprüfung ein negatives Ergebnis liefert, wenn eine absolute Differenz des ersten Beladungswerts und des zweiten Beladungswerts einen vorherbestimmten
Differenzgrenzwert überschreitet. Es wird also eine Differenz der Beladungswerte gebildet, wobei deren Betrag betrachtet wird. Erreicht oder überschreitet dieser den vorherbestimmten Differenzgrenzwert, wird davon ausgegangen, dass eine Tiefenfiltration stattgefunden hat beziehungsweise die Poren des Substrats mit Rußpartikeln beladen sind. Hierauf kann geschlossen werden, weil der differenzdruckbasierte Beladungswert dazu tendiert, die tatsächliche Beladung des Partikelfilters zu überschätzen, wenn eine Tiefenfiltration
stattgefunden hat, während der differenzdruckunabhängige Beladungswert eine vergleichsweise fehlerfreie Voraussage der absoluten Rußbeladung des Partikelfilters erlaubt.
Alternativ zu seiner Differenzbildung und/oder zu einem direkten Vergleich der beiden
Beladungswerte ist es auch möglich, diese mit in Kennfeldern hinterlegten Werten zu
vergleichen, um die Plausibilitätsprüfung durchzuführen.
Schließlich wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Rußabbrandrate in die Steuerung oder Regelung der Teilregeneration einbezogen wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Rußabbrandrate in die Plausibilitätsprüfung einbezogen wird. Typischerweise ist in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine eine Methode zur Berechnung einer Rußabbrandrate implementiert. Die Genauigkeit des Verfahrens kann gesteigert werden, wenn diese bei der Steuerung oder Regelung der Teilregeneration und/oder bei der Plausibilitätsprüfung mit berücksichtigt wird. Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 14 geschaffen wird. Dieses ist eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Dabei ergeben sich in Zusammenhang mit dem Steuergerät die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
Es ist möglich, dass das Verfahren fest in eine elektronische Struktur, insbesondere eine
Hardwarestruktur, des Steuergeräts implementiert ist. Alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Compute rogrammprodukt in das Steuergerät geladen ist, welches Anweisungen aufweist, aufgrund derer das Verfahren durchführbar ist, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Steuergerät ausgeführt wird.
Bevorzugt ist das Steuergerät in ein Steuergerät der Brennkraftmaschine (Engine Control Unit - ECU) integriert, oder als Steuergerät der Brennkraftmaschine ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass das Verfahren in Form eines zusätzlichen Moduls oder einer zusätzlichen Methode in das Steuergerät der Brennkraftmaschine implementiert ist. Dies ist besonders vorteilhaft möglich, weil das Steuergerät der Brennkraftmaschine typischerweise ohnehin
Wirkverbindungen und/oder Schnittstellen zur Erfassung der verschiedenen im Rahmen des Verfahrens verwendeten Parameter aufweist und außerdem typischerweise auch ohnehin
Kennfelder oder Modelle zur differenzdruckbasierten und/oder differenzdruckunabhängigen Berechnung einer Beladung des Partikelfilters aufweist. Diese sind zur Durchführung des Verfahrens allerdings bevorzugt in Hinblick auf ihre Funktionalität erweitert.
Alternativ ist es möglich, dass das Steuergerät als separates Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist. Es ist in diesem Fall bevorzugt mit dem Steuergerät der
Brennkraftmaschine wirkverbunden, um beispielsweise Informationen über Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder in dem Steuergerät der Brennkraftmaschine vorhandene Messwerte austauschen zu können. Alternativ ist es auch möglich, dass das Steuergerät vollständig separat ist, wobei dann eigene entsprechende Wirkverbindungen und/oder
Schnittstellen zu den im Rahmen des Verfahrens angesprochene Sensoren nötig sind, und wobei in das Steuergerät im Rahmen des Verfahrens benötigte Modelle und/oder Kennfelder implementiert sind. Das Steuergerät zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt des Verfahrens bedingt ist.
Schließlich wird die Aufgabe gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15 geschaffen wird. Diese zeichnet sich durch ein Steuergerät nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aus. Insoweit verwirklichen sich in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Steuergerät und dem Verfahren erläutert wurden. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine in einem
Personenkraftwagen oder einem Nutzfahrzeug, beispielsweise einem Lastkraftwagen, eingesetzt wird, wobei sie insbesondere dem Antrieb eines solchen Kraftfahrzeugs dient. Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb
insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein
Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine
Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der
Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor oder als Benzinmotor ausgebildet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Brennkraftmaschine; Figur 2 eine schematische Darstellung einer Abhängigkeit des Differenzdrucks über dem
Partikelfilter von dessen Beladung, und Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasnachbehandlungssystem 3. Dieses weist einen Partikelfilter 5 auf, der seinerseits bevorzugt eine funktionale Beschichtung, bevorzugt eine selektiv katalytisch reduzierend wirkende Beschichtung (SCR-Beschichtung) oder eine oxidativ wirkende
Beschichtung (DOC-Beschichtung), aufweist. Der Partikelfilter 5 ist insoweit bevorzugt als sogenannter SDPF oder cDPF oder DDPF ausgebildet. Zur Messung eines über dem Partikelfilter 5 in dem Abgasnachbehandlungssystem 3 abfallenden Differenzdruck ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Differenzdrucksensor 7 vorgesehen, der eine Druckdifferenz zwischen dem Druck an einem Ort einer ersten Messstelle 9, die unmittelbar stromaufwärts des Partikelfilters 5 vorgesehen ist, und dem Druck am Ort einer zweiten Messstelle 11 , die unmittelbar stromabwärts des Partikelfilters 5 vorgesehen ist, misst. Alternativ ist es möglich, dass vorzugsweise an den Orten der ersten und zweiten
Messstellen 9, 11 jeweils ein Drucksensor vorgesehen ist, wobei der Differenzdruck durch Differenzbildung der Messwerte der beiden Drucksensoren ermittelt wird.
Es ist ein Steuergerät 13 vorgesehen, das eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1 , wobei eine parametergesteuerte Teilregeneration des Partikelfilters 5 durchgeführt wird. Hierzu ist das Steuergerät 13 zur Erfassung des
Differenzdrucks mit dem Differenzdrucksensor 7 wirkverbunden. Es ist weiterhin mit einer Sensoreinrichtung 15 wirkverbunden, die eingerichtet und angeordnet ist, um wenigstens einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 zu erfassen. Dieser wird in dem Steuergerät 13 bevorzugt zur Ermittlung einer differenzdruckunabhängig bestimmbaren Beladung des
Partikelfilters 5 verwendet. Alternativ oder zusätzlich ist das Steuergerät 13 vorzugsweise mit einem Beladungssensor 17 wirkverbunden, der eingerichtet ist zur Ermittlung einer Beladung des Partikelfilters 5, wobei der Beladungssensor 17 vorzugsweise auf Hochfrequenz-Technologie basiert. Das Steuergerät 13 ist somit eingerichtet zur Erfassung des Differenzdrucks und vorzugsweise zur Bestimmung einer Beladung des Partikelfilters 5 in Abhängigkeit von dem Differenzdruck, insbesondere anhand eines Kennfelds oder anhand eines differenzdruckabhängigen
Beladungsmodells, vorzugsweise durch Berechnung gemäß einer Formel. Das Steuergerät 13 ist bevorzugt alternativ oder zusätzlich ausgebildet zur Erfassung einer Beladung des Partikelfilters unabhängig von dem Differenzdruck, insbesondere anhand eines Beladungsmodells, das von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 abhängt, und/oder durch
Messung mittels des Beladungssensors 17. Das Steuergerät 13 ist eingerichtet zur gesteuerten oder geregelten Teilregeneration des Partikelfilters unter Verwendung der - vorzugsweise differenzdruckunabhängig ermittelten - Beladung und/oder des Differenzdrucks als Parameter. Weiterhin ist das Steuergerät 13 bevorzugt eingerichtet zur Durchführung einer
Plausibilitätsprüfung sowie zur Durchführung einer vollständigen Regeneration des
Partikelfilters, wenn die Plausibilitätsprüfung ein negatives Ergebnis zurückgibt. Insgesamt ist das Steuergerät bevorzugt eingerichtet zur Durchführung einer der zuvor beschriebenen
Ausführungsformen des Verfahrens.
Vorzugsweise ist das Steuergerät 13 als Steuergerät der Brennkraftmaschine 1 ausgebildet oder in dieses integriert. Alternativ ist es möglich, dass das Steuergerät 13 als separates Steuergerät vorgesehen ist. Fig. 2 zeigt eine schematische, diagrammatische Darstellung eines über dem Partikelfilter 5 abfallenden Differenzdrucks dp in Abhängigkeit von einer Beladung B des Partikelfilters 5. Dabei gibt eine erste durchgezogene Kurve 19 den Verlauf des Differenzdrucks dp in
Abhängigkeit von der Beladung B für einen unbeladenen Partikelfilter 5, insbesondere für einen neuen oder zuvor vollständig regenerierten Partikelfilter 5 an. Dabei zeigt sich, dass zunächst in einem ersten Bereich 19.1 der Kurve 19 eine vergleichsweise große Steigung des
Differenzdrucks dp in Abhängigkeit von der Beladung B vorliegt. Dies ist der Bereich, indem eine Tiefenfiltration erfolgt, wobei Poren des Filtersubstrats mit Rußpartikeln beladen werden. Bei einer bestimmten Beladung Bj ist die Tiefenfiltration abgeschlossen, die Poren sind mit Ruß gefüllt, und dieser scheidet sich auf der Oberfläche der Wandung des Filtersubstrats zu einem Rußkuchen ab, was auch als Oberflächenfiltration bezeichnet wird. Dies führt zu einem weiteren, jedoch nun eher moderaten Anstieg des Differenzdruckniveaus dp mit kleinerer Steigung in einem zweiten Bereich 19.2 der Kurve 19. Wird ein erster, höherer oberer Druckgrenzwert dpA erreicht, weist der Partikelfilter 5 eine Beladung B2 auf. Dabei ist der erste, obere Druckgrenzwert dpA bevorzugt so gewählt, dass die Beladung B2 einer bestimmten Grenzbeladung des Partikelfilters 5 entspricht, bei welcher dieser regeneriert werden sollte, um einen störungsfreien Betrieb der Brennkraftmaschine 1 zu gewährleisten.
Wird nun der Partikelfilter 5 vollständig regeneriert, startet danach ein neuer Beladungszyklus im Ursprung des Diagramms gemäß Figur 2 entlang der Kurve 19. Es erfolgt also erneut zunächst eine Tiefenfiltration und danach eine Oberflächenfiltration, wobei insgesamt ein sehr hohes Differenzdruckniveau erreicht wird, bei welchem die Brennkraftmaschine 1 einen vergleichsweisen hohen Brennstoffverbrauch aufweist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Partikelfilter 5 eine funktionale Beschichtung aufweist.
Mit einem strichpunktierten Pfeil P ist dagegen dargestellt, wie sich der Differenzdruck dp und die Beladung B bei Teilregeneration des Partikelfilters 5 verhalten. Dabei wird insbesondere der in den Poren angeordnete Ruß verbrannt. Die Teilregeneration wird bevorzugt beendet, wenn der Differenzdruck dp einen vorherbestimmten, unteren Druckgrenzwert dpc, erreicht. In diesem Zustand sind die Poren des Filtersubstrats zumindest weitestgehend von Ruß frei, zugleich weist jedoch die Wandung des Substrats einen Rußkuchen auf, welcher die Filtereffizienz des
Partikelfilters 5 deutlich erhöht und die Poren vor Einlagerung von neuem Ruß, mithin vor einer Tiefenfiltration, schützt, indem er Rußpartikel vom Eindringen in die Poren abhält. Daher folgt ausgehend von dem unteren Druckgrenzwert dpc, der vorzugsweise so gewählt wird, dass der Partikelfilter 5 hier die Beladung Bi aufweist, eine Oberflächenfiltration entlang einer zweiten durchgezogenen Kurve 21 , welche bei deutlich niedrigerem Druckniveau parallel zu dem zweiten Bereich 19.2 der Kurve 19 verläuft. Somit ist das Differenzdruckniveau bei gleicher Beladung B des Partikelfilters 5 nach der Teilregeneration niedriger als dies im zuvor
unbeladenen oder vollständig regenerierten Zustand des Partikelfilters 5 der Fall ist. Insoweit weist der Partikelfilter 5 - insbesondere als SDPF, cDPF oder DDPF - bei Teilregeneration einen deutlichen Hysterese-Effekt auf. Der untere Druckgrenzwert dpc wird vorzugsweise so gewählt, dass er in einem für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 optimalen Bereich liegt.
Betrachtet man die Kurve 21 , zeigt sich, dass nun die Beladung B2 bei einem zweiten, niedrigeren oberen Druckgrenzwert dpß erreicht wird. Ist dies der Fall, wird der Partikelfilter 5 vorzugsweise erneut teilregeneriert. Im Idealfall wird dabei wiederum der Punkt
beziehungsweise das Wertepaar dpc, Bl 5 mithin der erste Beladungswert Bi bei dem unteren Druckgrenzwert dpc, erreicht. Im Laufe der Zeit ist es allerdings möglich, dass doch wieder eine Tiefenfiltration stattfindet, wobei das Differenzdruckniveau bei gegebener Beladung B steigt. Es kann dabei sein, dass die zweite Kurve 21 nach oben parallel versetzt wird und/oder dass deren Steigung größer wird. Jedenfalls erhöht sich der Differenzdruck dp mit zunehmender Tiefenfiltration bei gegebener Beladung B.
Dies wird im Rahmen einer Plausibilitätsprüfung nach jeder Teilregeneration des Partikelfilters 5 geprüft, wobei spätestens dann, wenn der Differenzdruck dp bei gegebener Beladung B wieder auf der ersten Kurve 19 liegt, eine vollständige Regeneration des Partikelfilters 5 durchgeführt wird, um einen definierten Ausgangszustand zu erreichen.
Ausgehend hiervon wird dann wiederum zunächst die Kurve 19 durchlaufen, bevor erneut die erste, insoweit initiale Teilregeneration entlang des Pfeils P ausgehend von dem ersten oberen Druckgrenzwert dpA durchgeführt wird. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. Das Verfahren startet in einem ersten Schritt Sl . In einer Abfrage S2 wird geprüft, ob der Differenzdruck dp größer ist als der erste, höhere obere Druckgrenzwert dpA- Alternativ ist es auch möglich, dass hier geprüft wird, ob der Differenzdruck dp größer oder gleich dem ersten, oberen Druckgrenzwert dpA ist. Ist dies nicht der Fall, ist also insbesondere der Differenzdruck dp kleiner als der erste, höhere obere Druckgrenzwert dpA, springt das Verfahren zurück zu einer Sprungstelle 23, von der ausgehend wiederum die Abfrage S2 durchgeführt wird. Dies wird solange iteriert, bis der Differenzdruck dp größer oder gleich dem ersten oberen Druckgrenzwert dpA ist. Ist dies der Fall, wird in einem dritten Schritt S3 eine Teilregeneration des Partikelfilters 5 durchgeführt. Diese wird vorzugsweise beendet, wenn der Differenzdruck dp den unteren Druckgrenzwert dpc erreicht oder unterschreitet.
Danach erfolgt in einem vierten Schritt S4 eine Plausibilitätsprüfung, durch die bevorzugt eine unabhängig von dem Differenzdruck dp ermittelte Beladung B des Partikelfilters 5 in Beziehung zu dem Differenzdruck dp gesetzt wird. Betrachtet man Figur 2, zeigt sich, dass es auf diese Weise offensichtlich möglich ist festzustellen, ob der Partikelfilter 5 noch im Bereich der zweiten Kurve 21 arbeitet, oder ob bereits eine erneute Tiefenfiltration eingesetzt hat, wobei in diesem Fall der Differenzdruck dp von der zweiten Kurve 21 bei gegebener Beladung B nach oben abweicht.
Die Plausibilitätsprüfung in dem Schritt S4 wird bevorzugt gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt.
Liefert die Plausibilitätsprüfung ein positives Ergebnis zurück, hat also noch keine oder zumindest keine relevante Beladung der Poren des Substrats mit Rußpartikeln stattgefunden, wird das Verfahren in einer Abfrage S5 fortgesetzt, in der geprüft wird, ob der Differenzdruck dp größer ist als der zweite, niedrigere obere Druckgrenzwert dpe. Alternativ ist es möglich, dass in der Abfrage S5 geprüft wird, ob der Differenzdruck dp größer oder gleich dem zweiten, oberen Druckgrenzwert dpß ist. Ist dies nicht der Fall, springt das Verfahren zurück zu einer Sprungstelle 25, und die Abfrage S4 wird erneut durchgeführt. Diese Vorgehensweise wird solange iteriert, bis der Differenzdruck dp größer oder gleich dem zweiten, oberen
Druckgrenzwert dpe ist. Ist dies der Fall, springt das Verfahren zurück zu einer Sprungstelle 27, und es wird erneut in dem Schritt S3 die Teilregeneration des Partikelfilters 5 durchgeführt. Anschließend folgt wiederum die Plausibilitätsprüfung in dem vierten Schritt S4.
In diesem Zusammenhang wird folgendes deutlich: Nach dem Start des Verfahrens in dem ersten Schritt Sl wird zunächst initial eine erste Teilregeneration in dem dritten Schritt S3
durchgeführt, wenn der Differenzdruck dp den ersten, höheren oberen Druckgrenzwert dpA erreicht oder überschreitet. Anschließend durchläuft das Verfahren iterierend eine Schleife 29, solange die Plausibilitätsprüfung ein positives Ergebnis zurückgibt. Dabei wird in der Schleife 29 stets dann eine Teilregeneration durchgeführt, wenn der Differenzdruck dp den zweiten, niedrigeren oberen Druckgrenzwert dpe erreicht oder überschreitet.
Liefert die Plausibilitätsprüfung in dem vierten Schritt S4 ein negatives Ergebnis zurück, wird in einem sechsten Schritt S6 eine vollständige Regeneration des Partikelfilters 5 durchgeführt wird. Das Verfahren springt nach Abschluss der vollständigen Regeneration zu der ersten
Sprungstelle 23, was quasi einem Neustart des Verfahrens entspricht. Dies korrespondiert damit, dass der Partikelfilter 5 nach der vollständigen Regeneration wieder in unbeladenem Zustand vorliegt. Daher wird nun wieder Teilregeneration durchgeführt, wenn der Differenzdruck den ersten, höheren oberen Druckgrenzwert dpA erreicht oder überschreitet.
Insgesamt zeigt sich, dass mittels des Verfahrens ein besonders effizienter und ökonomischer Betrieb eines Partikelfilters 5, insbesondere eines Partikelfilters 5 mit funktionaler Beschichtung, insbesondere mit SCR- oder DOC-Beschichtung, möglich ist, wobei das Verfahren gerade einen Einsatz dieser kombinierten Technologie wirtschaftlich macht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1 ) mit einem
Abgasnachbehandlungssystem (3), das mindestens einen Partikelfilter (5) aufweist, gekennzeichnet durch eine parametergesteuerte Teilregeneration des Partikelfilters (5).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Partikelfilter (5) verwendet wird, der eine funktionale Beschichtung, insbesondere eine selektiv katalytisch reduzierende oder eine oxidativ wirkende Beschichtung, aufweist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein über dem Partikelfilter (5) abfallender Differenzdruck (dp) erfasst wird, wobei eine Teilregeneration des Partikelfilters (5) durchgeführt wird, wenn der Differenzdruck (dp) einen vorherbestimmten oberen Druckgrenzwert (dpA, dpe) erreicht oder überschreitet, wobei die Teilregeneration in Abhängigkeit von dem Differenzdruck (dp) gesteuert oder geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilregeneration beendet wird, wenn der Differenzdruck (dp) einen vorherbestimmten unteren Druckgrenzwert (dpc) erreicht oder unterschreitet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beladung (B) des Partikelfilters (5) ermittelt wird, wobei die Teilregeneration
durchgeführt wird, wenn die Beladung (B) einen vorherbestimmten oberen
Beladungsgrenzwert erreicht oder überschreitet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilregeneration beendet wird, wenn die Beladung (B) einen vorherbestimmten unteren Beladungsgrenzwert erreicht oder unterschreitet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung (B) und der Differenzdruck (dp) als Parameter zur Steuerung oder Regelung der Teilregeneration herangezogen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Teilregeneration eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird, wobei eine vollständige Regeneration des Partikelfilters (5) durchgeführt wird, wenn die
Plausibilitätsprüfung ein negatives Ergebnis zurückgibt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Start des Verfahrens initial eine erste Teilregeneration durchgeführt wird, wenn der Differenzdruck einen ersten, höheren oberen Druckgrenzwert (dpA) erreicht oder überschreitet, wobei nachfolgende Teilregenerationen durchgeführt werden, wenn der Differenzdruck (dp) einen zweiten, niedrigeren oberen Druckgrenzwert (dpß) erreicht oder überschreitet.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird, indem ein erster Beladungswert für den
Partikelfilter (5) anhand des Differenzdrucks bestimmt wird, wobei ein zweiter
Beladungswert unabhängig von dem Differenzdruck (dp) ermittelt wird, wobei der erste und der zweite Beladungswert miteinander verglichen werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Beladungswert gemessen oder anhand eines Beladungsmodells abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (1) berechnet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilitätsprüfung ein negatives Ergebnis zurückgibt, wenn eine absolute Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Beladungswert einen vorherbestimmten
Differenzgrenzwert überschreitet.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rußabbrandrate in die Steuerung oder Regelung der Teilregeneration und/oder in die Plausibilitätsprüfung einbezogen wird.
14. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass das
Steuergerät (13) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Brennkraftmaschine (1), gekennzeichnet durch ein Steuergerät (13) nach Anspruch 14.
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