DE102008042628A1 - Internal-combustion engine i.e. petrol engine, for use in vehicle, has exhaust gas tract provided with exhaust gas strand for guiding gas stream, and particle filter activated in gas stream in operating phases of engine - Google Patents

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Abstract

The engine (11) has an exhaust gas tract (16) provided with an exhaust gas strand (15) for guiding an exhaust gas stream. A particle filter (20) is activated in the exhaust gas stream in operating phases of the engine with critical particle emission. The particle filter is arranged in a bypass (21), which bridges a strand section (151) to the exhaust gas strand. A controllable blocking element (22) e.g. switching valve, partially blocks the exhaust gas stream, where controlling of the blocking element is carried out dependent on the control variables e.g. temperature of the engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, mit einem Abgastrakt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention is based on an internal combustion engine, in particular gasoline engine, with an exhaust tract according to the preamble of claim 1.

Eine bekannte Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (BOSCH „Kraftfahrtechnisches Taschenbuch”, 23. Auflage, 99, ISBN 3-528-03876-4) weist mindestens einen Abgasstrang auf, der über einen aus mehreren Abgasrohren bestehenden Abgaskrümmer an die Abgasaustrittsöffnungen im Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Bekannt ist es auch, zwei Abgasstränge vorzusehen, von denen jeder der Hälfte der Abgasaustrittsöffnungen im Zylinderkopf zugeordnet ist. Ein im Abgasstrang angeordneter Katalysator dient bei Ottomotoren zur Abgasreinigung. Der üblicherweise eingesetzte, motornah eingebaute 3-Wege-Katalysator baut sowohl im Abgas vorhandene Stickoxide als auch Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid weitgehend ab, wenn ein stöchiometrisches Verhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches (λ = 1) eingehalten wird. Im Magerbetrieb des Ottomotors (λ > 1) werden im 3-Wege-Katalysator Kohlenwasserstoffe und Monoxid oxidiert, während zur Reduktion der Stickoxide dem 3-Wege-Katalysator ein Stickoxid-Speicherkatalysator im Abgasstrang nachgeschaltet ist.A known exhaust system for an internal combustion engine (BOSCH "Kraftfahrisches Taschenbuch", 23rd edition, 99, ISBN 3-528-03876-4) has at least one exhaust gas line, the over an exhaust manifold consisting of several exhaust pipes the exhaust gas outlet openings connected in the cylinder head of a multi-cylinder internal combustion engine is. It is also known to provide two exhaust strands, each of which half the exhaust gas outlet openings is assigned in the cylinder head. An arranged in the exhaust system Catalyst is used in gasoline engines for exhaust gas purification. The usual used, built-in close-coupled 3-way catalyst builds both Nitrogen oxides present in the exhaust gas as well as hydrocarbons and carbon monoxide largely when a stoichiometric ratio of the Fuel-air mixture (λ = 1) is maintained. In lean operation of the gasoline engine (λ> 1) are in 3-way catalyst Hydrocarbons and monoxide oxidized while reducing nitrogen oxides the 3-way catalyst downstream of a nitrogen oxide storage catalyst in the exhaust system is.

Im Gegensatz zu Dieselmotoren sind derzeit für die die vorgegebenen EU-Grenzwerte einhaltenden Ottomotoren keine Partikelfilter (Ruß- oder Feinstaubfilter) vorgesehen. Bei kalter Brennkraftmaschine und damit kalter Abgasanlage treten aber auch bei Ottomotoren verstärkt Partikelemissionen auf. Zudem fallen bei magerem Gemisch im Schichtbetrieb, speziell bei hoher Last, höhere Partikelemissionen im Vergleich zum Homogenbetrieb an, sodass sich auch für Ottomotoren der Einsatz von Partikelfiltern empfiehlt.in the Unlike diesel engines are currently for the given EU limits continuous gasoline engines no particulate filter (soot or Fine dust filter) provided. With cold engine and so cold exhaust system but also occur in gasoline engines increased particulate emissions on. In addition, fall in lean mixture in shift operation, especially at high load, higher Particle emissions compared to the homogeneous operation, so that also for Otto engines recommends the use of particle filters.

Ein zusätzlicher Partikelfilter im Abgasstrang erhöht den Druck in der Abgasanlage und wirkt sich nachteilig auf Verbrauch und Leistung der Brennkraftmaschine aus.One additional Particulate filter in the exhaust system increases the pressure in the exhaust system and adversely affects consumption and performance of the internal combustion engine out.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass einerseits in den Betriebsphasen der Brennkraftmaschine, in denen üblicherweise die Partikelemission ansteigt, eine deutliche Reduzierung der Partikelemission durch den zugeschalteten Partikelfilter erreicht wird und andererseits in den Betriebsphasen der Brennkraftmaschine mit geringer Partikelemission der Abgasgegendruck und Kraftstoffverbrauch durch Abschalten des Partikelfilters und die damit verbundene Herausnahme aus dem Abgasstrom reduziert wird. Darüberhinaus ist der Partikelsensor bei volllastnahem Betrieb der Brennkraftmaschine, in dem wegen ausreichend niedriger Partikelemission der Partikelfilter abgeschaltet, d. h. aus dem Abgasstrom herausgenommen, ist, der Partikelfilter vor zu hohen Abgastemperaturen geschützt ist, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Partikelfilters beiträgt.The inventive internal combustion engine with The features of claim 1 has the advantage that on the one hand in the operating phases of the internal combustion engine, in which usually the particle emission increases, a significant reduction of the particle emission is achieved by the connected particle filter and on the other hand in the operating phases of the engine with low particle emission the exhaust back pressure and fuel consumption by switching off the Particulate filter and the associated removal from the exhaust stream is reduced. Furthermore is the particle sensor at full-load operation of the internal combustion engine, in that because of sufficiently low particle emission of the particulate filter switched off, d. H. taken out of the exhaust stream is, the Particle filter is protected against high exhaust gas temperatures, which to an extension contributes to the lifetime of the particulate filter.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennkraftmaschine möglich.By in the further claims listed activities are advantageous developments and improvements in the claim 1 indicated internal combustion engine possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Partikelfilter in einem Bypass angeordnet, der einen Strangabschnitt in dem mindestens einen Abgasstrang überbrückt, und in dem überbrückten Strangabschnitt ein steuerbares Sperrglied zum zumindest teilweisen Absperren des Abgasstroms angeordnet. Durch Steuern des Sperrglieds in eine den Abgasstrom durch Schließen des Durchströmungsquerschnitt des Strangabschnitts sperrende Stellung und eine den Querschnitt des Strangabschnitts vollständig freigebende Stellung ist in einfacher Weise das Einschalten des Partikelfilters in den Abgasstrom und das Herausnehmen des Partikelfilters aus dem Abgasstrom realisierbar.According to one advantageous embodiment of the Invention, the particulate filter is arranged in a bypass, the a strand section bridges in the at least one exhaust line, and in the bridged strand section a controllable blocking member for at least partially shutting off the Exhaust gas stream arranged. By controlling the locking member in a Exhaust flow through closing the flow cross section the strand section blocking position and a cross section of the strand section completely releasing position is simply switching on the Particulate filter in the exhaust stream and removing the particulate filter can be realized from the exhaust gas flow.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung des Sperrglieds abhängig von den Steuergrößen: Temperatur, Betriebszustand und Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorgenommen. Die Steuergröße „Betriebszustand” erfasst Schichtbetrieb oder Homogenbetrieb bei der Gemischaufbereitung und die Steuergröße „Betriebspunkt” die Last bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine. Mit diesen Steuergrößen lässt sich die Partikelemission der Brennkraftmaschine in ihren verschiedenen Betriebsphasen abschätzen und durch entsprechendes Einschalten des Partikelfilters unterhalb einer kritischen Konzentration halten. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Partikelbeladung des Abgases durch einen Partikelsensor erfasst und das Zu- oder Abschalten des Partikelfilters davon abhängig gemacht wird, ob die gemessene Partikelkonzentration oberhalb oder unterhalb eines Vorgabewerts liegt. Die Steuerung des Sperrglieds zum Ein- und Abschalten des Partikelfilters wird vorzugsweise mit einem üblicherweise die Brennkraftmaschine steuernden elektronischen Steuergerät vorgenommen.According to one advantageous embodiment of the Invention is the control of the blocking member depending on the control variables: temperature, Operating state and operating point of the internal combustion engine made. The control variable "operating state" is recorded Shift operation or homogeneous operation in the mixture preparation and the control variable "operating point" is the load or speed of the internal combustion engine. With these control variables can be the particle emission of the internal combustion engine in their various Estimate operating phases and by switching on the particulate filter below a critical concentration. Alternatively or additionally also the particle loading of the exhaust gas through a particle sensor detected and the connection or disconnection of the particulate filter made dependent will determine if the measured particle concentration is above or below of a default value. The control of the blocking element for and shutdown of the particulate filter is preferably done with a conventional the internal combustion engine controlling electronic control unit made.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Sperrglied und Bypass stromabwärts eines im Abgasstrang vorhandenen Katalysators angeordnet. Dadurch werden die Vorteile eines motornahen Einbaus des Katalysators nicht geschmälert. Dieser Katalysator ist vorzugsweise ein 3-Wege-Katalysator.According to an advantageous embodiment of the invention, blocking member and bypass are arranged downstream of a catalyst present in the exhaust system. As a result, the advantages of a close-coupled installation of the catalyst are not diminished. This catalyst is preferably a 3-way catalyst.

Häufig ist im Abgasstrang ein weitere Katalysator, der sog. Hauptkatalysator, angeordnet, der auch baulich getrennt im Fahrzeug angeordnet ist. In diesem Fall sind Sperrglied und Bypass zwischen den beiden Katalysatoren im Abgasstrang angeordnet.Frequently in the exhaust gas line, another catalyst, the so-called main catalyst, arranged, which is arranged structurally separated in the vehicle. In this case, blocking member and bypass are between the two catalysts arranged in the exhaust system.

Bei bestimmten Konzepten der Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Schichtbetrieb ist anstelle eines Hauptkatalysators ein Stickoxid-Speicherkatalysator oder ein selektiver Reduktions-Katalysator für die Stickoxide vorhanden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Fall der Stickoxid-Speicherkatalysator oder der Reduktionskatalysator in den Bypass verlegt und zwar stromabwärts des Partikelfilters. Dies hat den Vorteil, dass der Stickoxid-Speicherkatalysator bzw. der Reduktionskatalysator vor hohen Abgastemperaturen, wie sie bei Volllast auftreten geschützt wird, da in dieser Betriebsphase der Brennkraftmaschine der Bypass nicht von dem Abgasstrom durchströmt wird.at certain concepts of internal combustion engine with direct injection and shift operation is a nitrogen oxide storage catalyst instead of a main catalyst or a selective reduction catalyst for the Nitrogen oxides present. According to one advantageous embodiment The invention in this case is the nitrogen oxide storage catalyst or the reduction catalyst is placed in the bypass, downstream of the Particulate filter. This has the advantage that the nitrogen oxide storage catalyst or the reduction catalyst before high exhaust gas temperatures, such as protected at full load is because in this phase of the engine operation of the bypass does not flow through the exhaust stream.

Bei Brennkraftmaschinen mit Turboladern ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der Turbolader in dem vom Bypass überbrückten Strangabschnitt angeordnet und das Sperrglied dem Turbolader in Strömungsrichtung vorgeordnet. In den partikelkritische Zuständen im Kaltbetrieb des Motors ist keine Aufladung der Brennkraftmaschine erforderlich, sodass der Turbolader durch Überführen des Sperrglieds in seine den Abgasstrom sperrende Stellung umgangen werden kann und der durch den Partikelfilter erzeugte Druckverlust zumindest teilweise kompensiert wird.at Internal combustion engines with turbochargers is according to an advantageous embodiment the turbocharger invention arranged in the bypass section bridged by the bypass and the blocking member upstream of the turbocharger in the flow direction. In the particle-critical states in cold operation of the engine is no charging of the internal combustion engine required so that the turbocharger by transferring the locking member in his the exhaust gas flow blocking position can be bypassed and by the pressure loss generated by the particulate filter is at least partially compensated becomes.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung überbrückt der Bypass bei Brennkraftmaschinen mit einem zwei getrennte Abgasstränge aufweisenden Abgastrakt gemeinsam die Strangabschnitte in den beiden Abgassträngen, in welchen jeweils ein Sperrglied angeordnet ist. Dadurch kann der Partikelfilter – und auch der dem Partikelfilter nachgeschaltete Reduktionskatalysator – für beide Abgasstränge genutzt und dadurch eine deutliche Kostenreduzierung erzielt werden.According to one advantageous embodiment of the The invention bridges the Bypass in internal combustion engines with a two separate exhaust strands having Exhaust tract together the strand sections in the two exhaust gas lines, in which in each case a locking member is arranged. This allows the Particle filter - and also the downstream of the particulate filter reduction catalyst - used for both exhaust gas lines and thereby a significant cost reduction can be achieved.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungThe The invention is based on embodiments shown in the drawings explained in more detail in the following description. It show in more schematic presentation

1 bis 3 jeweils eine vierzylindrige Brennkraftmaschine mit einem einen Abgasstrang aufweisenden Abgastrakt, 1 to 3 in each case a four-cylinder internal combustion engine with an exhaust tract having an exhaust tract,

5 eine achtzylindrige Brennkraftmaschine mit einem zwei Abgasstränge aufweisenden Abgastrakt. 5 an eight-cylinder internal combustion engine with a two exhaust strands exhaust system.

Die in 1 schematisiert dargestellte Brennkraftmaschine 11, im Ausführungsbeispiel ein Ottomotor, weist vier Verbrennungszylinder 12 auf, deren in einem Zylinderkopf 13 angeordnete Abgasaustrittsöffnungen über einen Abgaskrümmer 14 an einen gemeinsamen Abgasstrang 15 einer Abgasanlage oder eines Abgastrakts 16 angeschlossen sind. Im Abgasstrang 15 ist krümmernah ein Vorkatalysator 17 und krümmerfern ein Hauptkatalysator 18 angeordnet, die z. B. als 3-Wege-Katalysatoren ausgebildet sind. Der über den Krümmer 14 zusammengefasste Abgasstrom aus den Verbrennungszylindern 12 durchströmt den Vorkatalysator 17 und den Hauptkatalysator 18 sowie hier nicht weiter dargestellte im Abgasstrang 15 stromabwärts sich befindliche Komponenten, wie Mittelschalldämpfer und Nachschalldämpfer, um über ein Auspuffrohr in die Umgebung auszutreten. Durch die beiden Katalysatoren 17, 18 werden Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid sowie auch Stickoxide weitgehend abgebaut. Hierzu vorhandene Abgassonden vor und hinter den Katalysatoren 17, 18 sind hier nicht dargestellt.In the 1 schematically illustrated internal combustion engine 11 , In the embodiment, a gasoline engine, has four combustion cylinder 12 on, whose in a cylinder head 13 arranged exhaust gas outlet openings via an exhaust manifold 14 to a common exhaust system 15 an exhaust system or an exhaust tract 16 are connected. In the exhaust system 15 is close to the crumb a precatalyst 17 and bend away a major catalyst 18 arranged, the z. B. are designed as 3-way catalysts. The over the manifold 14 summarized exhaust gas flow from the combustion cylinders 12 flows through the precatalyst 17 and the main catalyst 18 and not shown here in the exhaust system 15 Downstream components, such as center muffler and rear silencer, to escape through an exhaust pipe into the environment. Through the two catalysts 17 . 18 Hydrocarbons and carbon monoxide and nitrogen oxides are largely degraded. For this existing exhaust gas probes before and after the catalysts 17 . 18 are not shown here.

Zur Reduktion der Partikelemission (Ruß und/oder Feinstaub) in für Partikelemission kritischen Phasen der Brennkraftmaschine ist ein Partikelfilter 20 vorgesehen, der in Betriebsphasen der Brennkraftmaschine mit deutlich erhöhter Partikelemission in den im Abgasstrang 15 strömenden Abgasstrom einschaltbar ist. Hierzu ist im Abgasstrang 15 zwischen den beiden Katalysator 17, 18 ein Strangabschnitt 151 des Abgasstrangs 15 von einem Bypass 21 überbrückt, der Partikelfilter 20 im Bypass 21 angeordnet und im Strangabschnitt 151 ein steuerbares Sperrglied 22 zum zumindest teilweisen Absperren des durch den Strangabschnitt 151 hindurchströmenden Abgasstroms angeordnet. Das Sperrglied 22 ist als Schwenkklappe oder als Schaltventil ausgeführt. Die Steuerung des Sperrglieds 22 ist abhängig von den Steuergrößen: Temperatur, Betriebszustand und Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 11 vorgenommen, aus denen sich die Größe der Partikelemission in den verschiedenen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine abschätzen lässt. Dabei ist die Steuerung des Sperrglieds 22 so festgelegt, dass es in seine den Abgasstrom mindestens teilweise sperrende Stellung (wie sie in 1 symbolisch dargestellt ist), überführt wird, sobald die genannten Steuergrößen eine kritische Partikelemission erwarten lassen, und ansonsten seine den Strangabschnitt 151 freigebende Stellung einnimmt. Alternativ oder zusätzlich kann die Partikelkonzentration im Abgasstrom mittels eines Partikelsensors gemessen und die Umschaltung des Sperrglieds 22 in Abhängigkeit davon vorgenommen werden, ob die gemessene Partikelkonzentration oberhalb oder unterhalb eines Vorgabewerts liegt. Die entsprechende Steuerung des Sperrglieds 22 wird durch ein elektronisches Steuergerät 23 bewirkt, das für die Steuerung der Brennkraftmaschine 11 ohnehin vorhanden ist. Die Betätigung des Sperrglieds 22 kann dabei motorisch oder elektromagnetisch erfolgen.To reduce the particle emission (soot and / or particulate matter) in critical for particle emission phases of the internal combustion engine is a particulate filter 20 provided in the operating phases of the internal combustion engine with significantly increased particulate emission in the exhaust system 15 flowing exhaust gas flow is switched on. This is in the exhaust system 15 between the two catalysts 17 . 18 a strand section 151 of the exhaust system 15 from a bypass 21 bridged, the particle filter 20 in the bypass 21 arranged and in the strand section 151 a controllable locking member 22 for at least partially shutting off the through the strand section 151 arranged through the flow of exhaust gas. The locking member 22 is designed as a swing flap or as a switching valve. The control of the locking member 22 depends on the control variables: temperature, operating condition and operating point of the internal combustion engine 11 made, from which can estimate the size of the particle emission in the various operating phases of the internal combustion engine. Here is the control of the locking member 22 set so that it in its exhaust gas flow at least partially blocking position (as in 1 is shown symbolically) is transferred as soon as said control variables can expect a critical particle emission, and otherwise its the strand section 151 occupying a releasing position. Alternatively or additionally, the particle concentration in the exhaust gas flow can be measured by means of a particle sensor and the switching of the blocking member 22 be made depending on whether the measured Partikelkonzentrati on above or below a default value. The corresponding control of the locking member 22 is through an electronic control unit 23 causes that for the control of the internal combustion engine 11 anyway exists. The actuation of the locking member 22 can be done motor or electromagnetically.

Der beladene Partikelfilter 20 muss ab einer definiert eingelagerten Partikelmasse, die durch ein geeignetes Modell erfasst werden kann, aktiv regeneriert werden, wobei die Regeneration des Partikelfilters 20 maßgeblich von der Abgastemperatur und dem Restsauerstoffgehalt des Abgases beeinflusst wird. Zur Regeneration des Partikelfilters 20 wird letzteres temporär in den Abgasstrom dann eingeschaltet, wenn die Betriebsphase der Brennkraftmaschine eine Partikelreduktion zulässt, z. B. in der Betriebsphase mit hoher Motorlast, und infolge geringer Partikelemission keine Partikelfilterung erforderlich ist. Hierzu wird mittels des Steuergeräts 23 das Sperrglied 22 so angesteuert, dass es wieder eine den Abgasstrom mindestens teilweise sperrende Stellung einnimmt, sobald der Beladungszustand des Partikelfilters 22 dessen Regenerierung erfordert und die vom Motorgerät 22 erfassten Steuergrößen der Brennkraftmaschine keine kritische Partikelemission erwarten lassen. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Messsignal des angesprochenen Partikelsensors herangezogen werden und die Umschaltung des Sperrglieds 22 dann erfolgen, wenn bei regenerierungsbedürftigem Partikelfilter 20 die Partikelbeladung des Abgases unter dem Vorgabewert liegt.The loaded particle filter 20 must be regenerated from a defined stored particulate matter, which can be detected by a suitable model, active, with the regeneration of the particulate filter 20 is significantly influenced by the exhaust gas temperature and the residual oxygen content of the exhaust gas. For regeneration of the particle filter 20 the latter is then temporarily switched into the exhaust gas flow when the operating phase of the internal combustion engine permits a particle reduction, for. B. in the operating phase with high engine load, and due to low particle emission no particle filtration is required. For this purpose, by means of the control unit 23 the locking member 22 so controlled that it again occupies a position at least partially blocking the exhaust gas flow, as soon as the loading state of the particulate filter 22 whose regeneration requires and that of the power unit 22 detected control variables of the internal combustion engine can expect no critical particle emission. Alternatively or additionally, the measurement signal of the addressed particle sensor can be used and the switching of the blocking member 22 then take place when with regeneration need particle filter 20 the particulate loading of the exhaust gas is below the default value.

Bei dem in 2 skizzierten Ausführugsbeispiel der Brennkraftmaschine 11 mit Abgastrakt 16 ist der Abgastrakt 16 dahingehend modifiziert, dass der Hauptkondensator 18 durch einen Stickoxid-Speicherkatalysator 24 oder einen selektiven Reduktionskatalysator für die Stickoxide ersetzt worden ist. Der Speicher- oder Reduktionskatalysator 24 ist zusätzlich im Bypass 21, und zwar stromabwärts des Partikelfilters 20, angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Katalysator 24 bei hohen Temperaturen, wie sie bei Volllast auftreten, geschützt wird, da in dieser Betriebsphase der Brennkraftmaschine 11 der Abgasstrom nicht durch den Bypass 21 geleitet wird.At the in 2 sketched Ausführugsbeispiel the internal combustion engine 11 with exhaust tract 16 is the exhaust tract 16 modified so that the main capacitor 18 through a nitrogen oxide storage catalyst 24 or a selective reduction catalyst for the nitrogen oxides has been replaced. The storage or reduction catalyst 24 is additionally in the bypass 21 , downstream of the particulate filter 20 arranged. This has the advantage that the catalyst 24 is protected at high temperatures, as they occur at full load, since in this phase of operation of the internal combustion engine 11 the exhaust flow is not through the bypass 21 is directed.

Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 11 mit Ansaugtrakt 16, unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass im Abgastrakt 16 ein Turbolader 25, vorhanden ist. Der Turbolader 25 besteht in bekannter Weise aus einer im Abgasstrom angeordneten Turbine und einem Verdichter, die auf einer gemeinsamen Welle sitzen. Die Turbine nutzt die im Abgas enthaltene Energie zum Antrieb des Verdichters, der Frischluft ansaugt und vorverdichtete Luft in die Verbrennungszylinder 12 der Brennkraftmaschine 11 drückt. Im vorliegenden Fall ist der Turbolader 25, genauer gesagt dessen Turbine, in dem vom Bypass 21 überbrückten Strangabschnitt 151 angeordnet. Das ebenfalls in dem vom Bypass 21 überbrückten Strangabschnitt 151 liegende Sperrglied 22 ist stromaufwärts des Turboladers 25 angeordnet. Da in den partikelkritischen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine 11, z. B. im Kaltbetrieb, eine Aufladung durch den Turbolader nicht erfolgt, wird durch die gewählte Anordnung durch Öffnen des Sperrglieds 22 der Turbolader 25 vom Abgasstrom umgangen, sodass durch das zusätzliche Einschalten des Partikelfilters 20 der Druckverlust im Abgastrakt nicht nennenswert erhöht wird. Bei Einsatz von Turboladern 25 ist üblicherweise der motornah eingebaute Vorkatalysator 17 im Abgasstrang 15 stromabwärts des Turboladers 25 angeordnet.This in 3 illustrated embodiment of the internal combustion engine 11 with intake tract 16 , different from that in 1 illustrated and described above embodiment in that in the exhaust system 16 a turbocharger 25 , is available. The turbocharger 25 consists in a known manner from a arranged in the exhaust gas turbine and a compressor sitting on a common shaft. The turbine uses the energy contained in the exhaust gas to drive the compressor, which sucks fresh air and pre-compressed air into the combustion cylinder 12 the internal combustion engine 11 suppressed. In the present case, the turbocharger 25 , more precisely, its turbine, in the bypass 21 bridged strand section 151 arranged. The same in the bypass 21 bridged strand section 151 lying blocking member 22 is upstream of the turbocharger 25 arranged. As in the particle-critical operating phases of the internal combustion engine 11 , z. B. in cold operation, a charge through the turbocharger is not done by the selected arrangement by opening the locking member 22 the turbocharger 25 bypassed by the exhaust gas flow, so that by the additional turning on the particulate filter 20 the pressure loss in the exhaust system is not appreciably increased. When using turbochargers 25 is usually the pre-catalyst installed close to the engine 17 in the exhaust system 15 downstream of the turbocharger 25 arranged.

Bei den beiden in 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der Brennkraftmaschine 11 mit Abgastrakt 16 weist die Brennkraftmaschine insgesamt acht Verbrennungszylinder 12 auf, die in zwei Zylinderblöcken mit je einem Zylinderkopf 13 zusammengefasst sind. Die Abgasöffnungen im Zylinderkopf 13 für jeweils vier Verbrennungszylinder 12 sind über je einen Krümmer 14 bzw. 14' an jeweils einen Abgasstrang 15 bzw. 15' angeschlossen. In jedem Abgasstrang 15 bzw. 15' sind identisch die Komponenten wie in 1 angeordnet, so der Vorkatalysator 17 bzw. 17', der Hauptkatalysator 18 bzw. 18' und der das Sperrglied 22 bzw. 22' enthaltende Strangabschnitt 151 bzw. 151'. Die beiden Strangabschnitte 151 und 151' werden gemeinsam von dem Bypass 21 überbrückt, in dem der Partikelfilter 20 angeordnet ist. Dadurch kann der Partikelfilter 20 für beide Abgasstränge 151 und 151' genutzt werden, was eine Kostenreduzierung bedeutete. Die beiden Sperrglieder 22 und 22' werden synchron von dem Steuergerät 23 gesteuert.At the two in 4 and 5 illustrated embodiments of the internal combustion engine 11 with exhaust tract 16 The internal combustion engine has a total of eight combustion cylinders 12 on, in two cylinder blocks, each with a cylinder head 13 are summarized. The exhaust openings in the cylinder head 13 for every four combustion cylinders 12 are each a manifold 14 respectively. 14 ' to each an exhaust line 15 respectively. 15 ' connected. In every exhaust system 15 respectively. 15 ' are the same components as in 1 arranged, so the pre-catalyst 17 respectively. 17 ' , the main catalyst 18 respectively. 18 ' and the locking member 22 respectively. 22 ' containing strand section 151 respectively. 151 ' , The two strand sections 151 and 151 ' be shared by the bypass 21 bridged, in which the particle filter 20 is arranged. This allows the particulate filter 20 for both exhaust lines 151 and 151 ' be used, which meant a cost reduction. The two locking members 22 and 22 ' be in sync from the controller 23 controlled.

Das in 5 skizzierte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 11 mit Abgastrakt 16 unterscheidet sich von dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass die Hauptkondensatoren 18 und 18' in den beiden Abgassträngen 15, 15' durch einen Stickoxid-Speicherkatalysator 24 (oder durch einen selektiven Reduktionskatalysator für Stickoxide) ersetzt worden sind. Dieser Katalysator 24 ist – wie im Ausführungsbeispiel der 2 – im Bypass 21 stromabwärts des Partikelfilters 20 angeordnet. Durch diese Anordnung des Katalysators 24 kann diese für beiden Abgasstränge 15, 15' genutzt werden, sodass es zu einer weiteren Kostenreduzierung kommt. Die übrigen in 5 dargestellten Bauteile entsprechen den in 4, sodass sie mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.This in 5 sketched embodiment of the internal combustion engine 11 with exhaust tract 16 is different from the one in 4 illustrated embodiment only in that the main capacitors 18 and 18 ' in the two exhaust pipes 15 . 15 ' through a nitrogen oxide storage catalyst 24 (or by a selective reduction catalyst for nitrogen oxides) have been replaced. This catalyst 24 is - as in the embodiment of 2 - in the bypass 21 downstream of the particulate filter 20 arranged. By this arrangement of the catalyst 24 this can be for both exhaust strands 15 . 15 ' be used, so it comes to a further cost reduction. The rest in 5 shown components correspond to those in 4 so that they are provided with the same reference numerals.

Claims (13)

Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, mit einem Abgastrakt (16), der mindestens einen einen Abgasstrom führenden Abgasstrang (15) aufweist, gekennzeichnet durch einen in Betriebsphasen der Brennkraftmaschine (11) mit kritischer Partikelemission in den Abgasstrom einschaltbaren Partikelfilter (20).Internal combustion engine, in particular gasoline engine, with an exhaust tract ( 16 ), the at least one exhaust gas flow leading exhaust line ( 15 ), characterized by a in operating phases of the internal combustion engine ( 11 ) with critical particle emission into the exhaust gas flow switchable particle filter ( 20 ). Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (20) in einem Bypass (21) angeordnet ist, der einen Strangabschnitt (151) in dem mindestens einen Abgasstrang (15) überbrückt, und dass in dem überbrückten Strangabschnitt (151) ein steuerbares Sperrglied (22) zum zumindest teilweise Absperren des Abgasstroms angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the particulate filter ( 20 ) in a bypass ( 21 ), which has a strand section ( 151 ) in the at least one exhaust gas line ( 15 ) and that in the bridged strand section ( 151 ) a controllable blocking member ( 22 ) is arranged for at least partially shutting off the exhaust gas flow. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Sperrglieds (22) abhängig von den Steuergrößen: Temperatur, Betriebszustand und Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (11) vorgenommen ist.Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the control of the locking member ( 22 ) depending on the control variables: temperature, operating state and operating point of the internal combustion engine ( 11 ) is made. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Sperrglieds (22) so festgelegt ist, dass es in seine den Abgasstrom mindestens teilweise sperrende Stellung überführt ist, sobald die Steuergrößen eine kritische Partikelmessemission erwarten lassen und/oder die im Abgas gemessene Partikelkonzentration einen Vorgabewert übersteigt.Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the control of the locking member ( 22 ) is set so that it is transferred into its exhaust gas flow at least partially blocking position as soon as the control variables can expect a critical particle measurement emission and / or measured in the exhaust gas particle concentration exceeds a preset value. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Sperrglieds (22) zusätzlich so festgelegt ist, dass es seine den Abgasstrom mindestens teilweisende sperrende Stellung einnimmt, sobald der Beladungszustand des Partikelfilters (20) eine Regenerierung des Partikelfilters (20) erfordert und die Steuergrößen keine kritische Partikelemission erwarten lassen und/oder die im Abgas gemessene Partikelkonzentration unter dem Vorgabewert liegt.Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the control of the locking member ( 22 ) is additionally set so that it occupies the exhaust gas flow at least partially blocking position as soon as the loading state of the particulate filter ( 20 ) a regeneration of the particulate filter ( 20 ) and the control variables do not allow for a critical particle emission and / or the particle concentration measured in the exhaust gas is below the preset value. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Sperrglieds (22) mit einem die Brennkraftmaschine (11) steuernden elektronischen Steuergerät (23) vorgenommen ist.Internal combustion engine according to one of claims 2 to 5, characterized in that the control of the locking member ( 22 ) with an internal combustion engine ( 11 ) controlling electronic control unit ( 23 ) is made. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sperrglied (22) und Bypass (21) stromabwärts eines im Abgasstrang (15) vorhandenen Katalysators (17) angeordnet sind.Internal combustion engine according to one of claims 2 to 6, characterized in that the locking member ( 22 ) and bypass ( 21 ) downstream of a in the exhaust line ( 15 ) existing catalyst ( 17 ) are arranged. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bypass (21), vorzugsweise stromabwärts des Partikelfilters (20), ein Stickoxid-Speicherkatalysator (24) oder ein Stickoxid-Reduktionskatalysator angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that in the bypass ( 21 ), preferably downstream of the particulate filter ( 20 ), a nitrogen oxide storage catalyst ( 24 ) or a nitrogen oxide reduction catalyst is arranged. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts von Sperrglied (22) und Bypass (21) ein weiterer Katalysator (18) angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that downstream of the locking member ( 22 ) and bypass ( 21 ) another catalyst ( 18 ) is arranged. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Abgasstrang (15) vorhandener Turobolader (25) in dem vom Bypass (21) überbrückten Strangabschnitt (151) liegt und das Sperrglied (22) dem Turbolader (25) in Strömungsrichtung vorgeordnet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that a in the exhaust line ( 15 ) existing Turobolader ( 25 ) in the bypass ( 21 ) bridged strand section ( 151 ) and the blocking member ( 22 ) the turbocharger ( 25 ) is arranged upstream in the flow direction. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgastrakt (16) zwei getrennte Abgasstrange (15, 15') mit jeweils einem von zwei von dem Bypass (21) gemeinsam überbrückten Strangabschnitten (151, 151') aufweist und dass in jedem Strangabschnitt (151, 151') ein Sperrglied (22, 22') angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the exhaust gas tract ( 16 ) two separate exhaust gas lines ( 15 . 15 ' ) with one each from the bypass ( 21 ) together bridged strand sections ( 151 . 151 ' ) and that in each strand section ( 151 . 151 ' ) a blocking member ( 22 . 22 ' ) is arranged. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (22) als Schwenkklappe ausgebildet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 11, characterized in that the locking member ( 22 ) is designed as a pivoting flap. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (22) als Schaltventil ausgebildet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 12, characterized in that the locking member ( 22 ) is designed as a switching valve.
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