DE102009058107A1 - Method for treating exhaust gas of internal combustion engine, particularly for motor vehicle, involves detecting temperature of exhaust gas treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei welchem eine Temperatur einer Abgasbehandlungseinrichtung erfasst wird. Hierbei wird in Abhängigkeit von einem Unterschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur ein Akkumulieren wenigstens einer Substanz in der Abgasbehandlungseinrichtung bestimmt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a method for treating exhaust gas of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, in which a temperature of an exhaust gas treatment device is detected. In this case, an accumulation of at least one substance in the exhaust gas treatment device is determined as a function of a falling below a threshold value of the temperature. Furthermore, the invention relates to a corresponding device for treating exhaust gas of an internal combustion engine.
Die
Als nachteilig bei einem derartigen Verfahren ist der Umstand anzusehen, dass es dennoch zu einem unerwünschten Auftreten von Aerosolen kommen kann, wenn Abgas aus dem Abgasstrang austritt.A disadvantage of such a method is the fact that it can still lead to an undesirable occurrence of aerosols when exhaust gas exits the exhaust line.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. welche es ermöglicht, der Bildung von Aerosolen entgegenzuwirken.Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned above and a corresponding device which or which makes it possible to counteract the formation of aerosols.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a device having the features of patent claim 8. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine wird eine Temperatur einer Abgasbehandlungseinrichtung erfasst. In Abhängigkeit von einem Unterschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur wird das Akkumulieren wenigstens einer schwefelhaltigen Verbindung in der Abgasbehandlungseinrichtung bestimmt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass beim Verwenden von Kraftstoff mit einem hohen Schwefelgehalt auch schwefelhaltige Verbindungen in vergleichsweise großer Menge in der Abgasbehandlungseinrichtung akkumulieren können. Dies gilt insbesondere für einen Partikelfilter, bei welchem sich die schwefelhaltigen Verbindungen an in dem Partikelfilter zurückgehaltenen Rußpartikeln anlagern können. Wird der Ruß in dem Partikelfilter durch Erhöhen der Temperatur, also beim Regenieren des Partikelfilters abgebrannt, werden auch die schwefelhaltigen Verbindungen durch Verdampfen freigesetzt. Jedoch weist etwa Schwefelsäure – als Beispiel für eine schwefelhaltige Verbindung – einen sehr hohen Siedepunkt auf. So kann es bereits unmittelbar stromabwärts des Partikelfilters zu einer Kondensation von Schwefelsäure kommen, wenn dort die Temperatur des Abgases den Siedepunkt der Schwefelsäure wieder unterschreitet. Eine solche Kondensation von schwefelhaltigen, insbesondere wässrigen, Verbindungen kann dann zum Austreten von feinsten Tröpfchen aus dem Abgasstrang führen, welche ein auch als Weißrauch bezeichnetes Aerosol bilden.In the method according to the invention for treating exhaust gas of an internal combustion engine, a temperature of an exhaust gas treatment device is detected. Depending on a drop below a threshold value of the temperature, the accumulation of at least one sulfur-containing compound in the exhaust gas treatment device is determined. The invention is based on the finding that, when using fuel with a high sulfur content, it is also possible for sulfur-containing compounds to accumulate in a comparatively large amount in the exhaust gas treatment device. This applies in particular to a particle filter in which the sulfur-containing compounds can attach to soot particles retained in the particle filter. If the soot in the particulate filter is burned off by raising the temperature, that is to say when regenerating the particulate filter, the sulfur-containing compounds are also released by evaporation. However, about sulfuric acid - as an example of a sulfur-containing compound - has a very high boiling point. Thus, condensation of sulfuric acid may occur immediately downstream of the particle filter if the temperature of the exhaust gas there again falls below the boiling point of the sulfuric acid. Such a condensation of sulfur-containing, in particular aqueous, compounds can then lead to the emergence of very fine droplets from the exhaust gas line, which form an aerosol, also referred to as white smoke.
Einer solchen Weißrauchbildung, welche insbesondere für Fahrer hinterherfahrender Fahrzeuge störend ist, kann mittels des vorliegend beschriebenen Verfahrens entgegengewirkt werden. Da nämlich das Akkumulieren der schwefelhaltigen Verbindung in der Abgasbehandlungseinrichtung bestimmt wird, können rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden, um zu verhindern, dass die schwefelhaltigen Verbindungen in einer unerwünscht hohen Menge in der Abgasbehandlungseinrichtung akkumulieren. Liegt nämlich die unerwünscht hohe Menge der schwefelhaltigen Verbindungen in der Abgasbehandlungseinrichtung vor, könnte es andernfalls bei einem raschen Freisetzen der schwefelhaltigen Verbindungen und deren Austreten aus der Abgasbehandlungseinrichtung zu der unerwünschten Weißrauchbildung kommen.Such white smoke formation, which is particularly disturbing for drivers of vehicles behind, can be counteracted by means of the method described here. Namely, since the accumulation of the sulfur-containing compound in the exhaust gas treatment device is determined, timely countermeasures can be taken to prevent the sulfur-containing compounds from accumulating in an undesirably high amount in the exhaust gas treatment device. If, in fact, the undesirably high amount of the sulfur-containing compounds is present in the exhaust-gas treatment device, the rapid release of the sulfur-containing compounds and their escape from the exhaust-gas treatment device could otherwise lead to the undesirable white smoke formation.
Es ist auf diese Weise möglich, die Verbrennungskraftmaschine mit einem Kraftstoff zu betreiben, welcher einen vergleichsweise hohen Schwefelgehalt aufweist, auch wenn hierbei schwefelhaltige Verbindungen in der Abgasbehandlungseinrichtung akkumulieren. Denn durch das rechtzeitige Einleiten von die akkumulierte Menge der schwefelhaltigen Verbindung verringernden Maßnahmen kann verhindert werden, dass aus dem Kraftfahrzeug austretendes Abgas die unerwünschte Weißrauchbildung mit sich bringt. Dies ermöglicht es insbesondere Partikelfilter auch in Gebieten einzusetzen, in welchen bislang kein Kraftstoff mit einem ausreichend niedrigen Schwefelgehalt verfügbar ist. Als maximal vertretbarer Schwefelgehalt für einen Einsatz eines Partikelfilters konnte bisher ein Wert von weniger als 100 mg/kg angesehen werden. Durch Einsatz des vorliegend beschriebenen Verfahrens sind nun auch Kraftstoffe mit einem höheren Schwefelgehalt einsetzbar.It is possible in this way to operate the internal combustion engine with a fuel, which is a comparatively high Has sulfur content, even if this sulfur-containing compounds accumulate in the exhaust treatment device. Because by the timely introduction of the accumulated amount of sulfur-containing compound reducing measures can be prevented that exiting the motor vehicle exhaust gas brings the unwanted white smoke formation with it. This makes it possible in particular to use particulate filters in areas in which so far no fuel with a sufficiently low sulfur content is available. The maximum acceptable sulfur content for use of a particulate filter has hitherto been considered to be less than 100 mg / kg. By using the method described herein, fuels with a higher sulfur content can now also be used.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beruht die Gegenmaßnahme zum Verhindern des Auftretens von Aerosolen darin, die Temperatur der Abgasbehandlungseinrichtung zu erhöhen, wenn die akkumulierte Menge der wenigstens einen schwefelhaltigen Verbindung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Dies kann durch Aufheizen der Abgasbehandlungseinrichtung auf zumindest den Schwellenwert der Temperatur erreicht werden, bei dessen Unterschreiten mit dem Akkumulieren der wenigstens einen schwefelhaltigen Verbindung in der Abgasbehandlungseinrichtung zu rechnen ist.In a preferred embodiment of the invention, the countermeasure for preventing the occurrence of aerosols is to increase the temperature of the exhaust treatment device when the accumulated amount of the at least one sulfur-containing compound exceeds a predetermined threshold. This can be achieved by heating the exhaust gas treatment device to at least the threshold value of the temperature, below which the accumulation of the at least one sulfur-containing compound in the exhaust gas treatment device is to be expected.
Zum Aufheizen der Abgasbehandlungseinrichtung können innermotorische Maßnahmen wie eine Spätverlagerung einer Haupteinspritzung und/oder eine (nicht verbrennende) Nacheinspritzung ergriffen werden. Ergänzend oder alternativ kann Kraftstoff direkt stromaufwärts der Abgasbehandlungseinrichtung in das Abgas eingebracht werden.To heat the exhaust gas treatment device internal engine measures such as a late shift of a main injection and / or a (non-combusting) post-injection can be taken. Additionally or alternatively, fuel can be introduced into the exhaust gas directly upstream of the exhaust gas treatment device.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Akkumulieren der wenigstens einen schwefelhaltigen Verbindung in Abhängigkeit von einer in die Verbrennungskraftmaschine eingebrachten Kraftstoffmenge und von einem vorbestimmten Wert für den Schwefelgehalt des Kraftstoffs bestimmt wird. Bei dem vorbestimmten Wert für den Schwefelgehalt des Kraftstoffs kann es sich um einen geschätzten Wert oder einen empirisch ermittelten Wert handeln. Insbesondere kann dieser vorbestimmte Wert länderspezifisch und/oder regionenspezifisch vorgegeben werden. Auf diese Weise ist das Akkumulieren der schwefelhaltigen Verbindung in der Abgasbehandlungseinrichtung besonders einfach zu bestimmen.It has also proven to be advantageous if the accumulation of the at least one sulfur-containing compound is determined as a function of an amount of fuel introduced into the internal combustion engine and of a predetermined value for the sulfur content of the fuel. The predetermined value for the sulfur content of the fuel may be an estimated value or an empirically determined value. In particular, this predetermined value can be specified country-specific and / or region-specific. In this way, the accumulation of the sulfur-containing compound in the exhaust gas treatment device is particularly easy to determine.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ermöglicht es eine Vorrichtung zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine der Bildung von Aerosolen entgegenzuwirken, welche einen Temperaturfühler zum Erfassen einer Temperatur einer Abgasbehandlungseinrichtung aufweist. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Akkumulierens wenigstens einer schwefelhaltigen Verbindung in der Abgasbehandlungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Unterschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur.According to a further aspect of the invention, an apparatus for treating exhaust gas of an internal combustion engine makes it possible to counteract the formation of aerosols which has a temperature sensor for detecting a temperature of an exhaust gas treatment device. The device further comprises a determination device for determining an accumulation of at least one sulfur-containing compound in the exhaust gas treatment device as a function of falling below a threshold value of the temperature.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply to the device according to the invention.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or shown alone in the figure can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.This shows schematically a device for treating exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle.
Eine in der Figur schematisch gezeigte Vorrichtung
Neben Rußpartikeln werden in dem Partikelfilter
Eine unerwünscht starke Weißrauchbildung wird jedoch mittels der vorliegend beschriebenen Vorrichtung
Die akkumulierte Menge schwefelhaltiger Verbindungen in dem Partikelfilter
Wenn jedoch der Schwellenwert der Temperatur in dem Partikelfilter
Wird ein weiterer Schwellenwert der Temperatur des Partikelfilters
Das Verringern der in dem Partikelfilter
Sobald jedoch durch dieses Verringern die berechnete Menge an akkumulierten schwefelhaltigen Verbindungen auf einen Wert von Null verringert ist, wird von einem vollständigen Austrag der zuvor akkumulierten Menge ausgegangen und es wird der Wert Null beibehalten. Durch Verwenden eines aufwändigeren, beispielsweise nicht-linearen Modells, kann unter Inkaufnahme einer dann gegebenenfalls vorzusehenden höheren Rechenkapazität der Bestimmungseinrichtung
Unterschreitet die Temperatur des Partikelfilters
Der Maximalwert der akkumulierten Menge der schwefelhaltigen Verbindungen ist so gewählt, dass bei dessen Erreichen von einer gerade noch akzeptablen Weißrauchbildung ausgegangen wird, wenn der Partikelfilter
Bevorzugt wird die Temperatur des Partikelfilters
Vorteilhaft ist stromabwärts des Partikelfilters
Das Signal des Sensors
Wird nun mittels des Sensors
Wenn der tatsächliche Wert des Schwefelgehalts im Kraftstoff nämlich niedriger ist als der länderspezifisch vorbestimmte Wert, so kann durch ein Anpassen des Werts nach unten ein geringerer Kraftstoffverbrauch erreicht werden. Es müssen dann nämlich weniger häufig Heizmaßnahmen zum Verringern der in dem Partikelfilter
Der länderspezifisch vorbestimmte Wert für den Schwefelgehalt des Kraftstoffs kann in analoger Weise auch angepasst werden, falls der Maximalwert der Weißrauchbildung überschritten wird. Dann detektiert der Sensor
Die vorliegend beschriebene Vorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |