DE102010037454A1 - Verfahren zum Regeln der einem Abgasbrenner zugeführten Luftmenge sowie Einrichtung zum Regeln der einem solchen Brenner zugeführten Luftmenge - Google Patents

Verfahren zum Regeln der einem Abgasbrenner zugeführten Luftmenge sowie Einrichtung zum Regeln der einem solchen Brenner zugeführten Luftmenge Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Regeln der einem mit seinem Ausgang einen Abgasstrang 4 einer Brennkraftmaschine 2 in Strömungsrichtung des Abgases vor einem in den Abgasstrang 4 eingeschalteten Reinigungsaggregat 5, 6 beaufschlagenden Brenner 11 zugeführten Luftmenge umfasst eine Regelung des dem Brenner 11 zugeführten Luftmassenstroms. Dieses erfolgt in Abhängigkeit von dem durch einen Luftförderer 18 bewegten Luftmassenstrom. Ferner ist vorgesehen, dass in die Regelung ein Vorsteuersignal einspeist wird. Das Vorsteuersignal signalisiert eine aktuelle oder eine erwartete, einen Betrieb des Brenners 11 beeinflussende Zustandsänderung innerhalb des abgasdurchströmten Abgasstranges 4 vor dem Abgasreinigungsaggregat 5, 6. Beschrieben ist des Weiteren eine Einrichtung 15 zum Regeln der einen mit seinem Ausgang einen Abgasstrang 4 einer Brennkraftmaschine 2 in Strömungsrichtung des Abgases vor einem in den Abgasstrang 4 eingeschalteten Reinigungsaggregat 5, 6 beaufschlagenden Brenner 11 zugeführten Luftmenge. Diese Einrichtung 15 umfasst eine Regelkreisanordnung mit einem motorisch angetriebenen Luftförderer 18, der in die an den Lufteingang des Brenners 11 angeschlossene Luftzuführleitung 14 angeschlossen ist. Die Regelkreisanordnung umfasst ferner einen Massenstromsensor 16 zum Erfassen der von dem Luftförderer 18 bewegten Luftmenge. Weiterer Teil der Anordnung ist eine Steuereinheit 17, die von dem Ausgangssignal des Massenstromsensors 16 beaufschlagt ist und den Luftförderer 18 ansteuert. Die Steuereinheit 17 verfügt über eine Schnittstelle 22 zum Einspeisen eines eine aktuelle oder eine erwartete, einen Betrieb des Brenners 11 beeinflussende Zustandsänderung innerhalb des abgasdurchströmten Abgasstranges 4 vor dem Reinigungsaggregat 5, 6 signalisierenden Vorsteuersignals.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der einem mit seinem Ausgang einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine in Strömungsrichtung des Abgases vor einem in den Abgasstrang eingeschalteten Reinigungsaggregat beaufschlagenden Brenner zugeführten Luftmenge, bei welchem Verfahren eine Regelung des dem Brenner zugeführten Luftmassenstroms in Abhängigkeit von dem durch einen Luftförderer bewegten Luftmassenstrom erfolgt. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Regeln der einem mit seinem Ausgang einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine in Strömungsrichtung des Abgases vor einem in den Abgasstrom eingeschalteten Reinigungsaggregat beaufschlagenden Brenner zugeführten Luftmenge, umfassend eine Regelkreisanordnung mit einem motorisch angetriebenen Luftförderer, eingeschaltet in die an den Lufteingang des Brenners angeschlossene Luftzuführleitung, mit einem Massenstromsensor zum Erfassen der von dem Luftförderer bewegten Luftmenge und mit einer Steuereinheit, die von dem Ausgangssignal des Massenstromsensors beaufschlagt ist und den Luftförderer ansteuert.
  • Zum Reinigen der von einer Brennkraftmaschine, etwa eines Dieselmotors ausgestoßenen Abgase ist es mitunter erforderlich, dass das Abgas bzw. das Abgasreinigungsaggregat eine bestimmte Mindesttemperatur aufweisen muss. Um eine solche Abgasnachbehandlungsvorgang auch dann durchführen zu können, wenn das Abgas und damit das Abgasreinigungsaggregat noch nicht die Mindesttemperatur aufweist, wird mitunter das Abgas durch zusätzliche Maßnahmen, etwa durch Einschaltung eines Abgasbrenners erwärmt.
  • Dieselbrennkraftmaschinen sind zum Reduzieren von schädlichen Emissionen mit Abgasreinigungsanlagen ausgerüstet. Das von einer solchen Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßene Abgas wird zu diesem Zweck durch eine solche Abgasreinigungsanlage geleitet. Die Abgasreinigungsanlage umfasst einen Abgasstrang, in dem ein oder mehrere Abgasreinigungsaggregate eingeschaltet sind. Zum Entfernen von im Abgas mitgeführtem Ruß kann in den Abgasstrang ein Partikelfilter eingeschaltet sein. Auf der anströmseitigen Oberfläche des Partikelfilters akkumuliert der im Abgas mitgeführte Ruß. Damit im Zuge der sukzessiven Rußakkumulation der Abgasgegendruck nicht zu weit ansteigt und der Filter verstopft, wird bei ausreichender Rußbeladung des Filters eine Rußoxidation (Rußabbrand) herbeigeführt. Nach Abschluss einer solchen Rußoxidation ist der Partikelfilter regeneriert. Zurück bleibt ein nicht verbrennbarer Ascherest. Damit eine Rußoxidation stattfindet, muss der Ruß eine gewisse Temperatur aufweisen. Da je nach Betrieb der Dieselbrennkraftmaschine die notwendige Temperatur zum Auslösen eines Rußabbrandes durch das anströmende Abgas nicht immer erreicht wird, ist es in solchen Fällen erforderlich, zum Auslösen eines Regenerationsprozesses thermische Energie anderweitig zuzuführen. Dies erfolgt entweder durch Erwärmen des Filterkörpers oder seiner anströmseitigen Oberfläche mit Hilfe von elektrischen Heizelementen oder durch Erwärmen des dem Filter anströmenden Abgases durch Einsatz von Brennern und/oder Oxidationskatalysatoren, die zum Erhöhen der Abgastemperatur mit Kraftstoff beaufschlagt werden.
  • Ist eine Entstickung des Abgases gewünscht, werden in den Abgasstrang SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction) eingeschaltet. Für einen SCR-Prozess wird ein Reduktionsmittel benötigt. Als Reduktionsmittel wird Ammoniak eingesetzt. Dieses wird typischerweise in Form einer wässrigen Harnstofflösung, dem SCR-Katalysator vorgeschaltet, in den Abgasstrang eingedüst. Dabei ist Sorge dafür zu tragen, dass die dem Abgasstrom beigemengte Harnstofflösung vor Erreichen des SCR-Katalysators zum Freigeben des darin enthaltenen Ammoniak thermolytisch aufgespalten worden ist. Eine thermolytische Aufspaltung der zugeführten Harnstofflösung erfolgt in der Temperatur des Abgasstromes, so dass lediglich eine ausreichende Strömungsstrecke zwischen dem Ort der Harnstoffeindüsung und dem SCR-Katalysator vorhanden sein muss. Zur Harnstoffaufbereitung innerhalb des Abgasstromes werden Mischrohre eingesetzt, in denen zum Unterstützen eines Zerstäubungsvorganges der Harnstofflösung Umgebungsluft zugeführt wird. Zur weiteren Unterstützung der Harnstoffaufbereitung innerhalb des Abgasstromes kann dieses erwärmt zugeführt werden. Hierzu sind jedoch zusätzliche Wärmequellen notwendig.
  • Aus DE 10 2005 054 733 A1 ist ein Brenner zur Katalysatoraufheizung mit gesteuerter oder geregelter Kraftstoffzuführung beschrieben. Bei dieser vorbekannten Abgasreinigungsanlage wird die für den Betrieb eines solchen Brenners benötigte Luft mit dem darin enthaltenen Sauerstoff dem Brenner mittels eines Verdichters zugeführt. Der Verdichter ist in die Luftzuführleitung, die den Lufteingang des Brenners beaufschlagt eingeschaltet. Der Verdichter ist elektromotorisch angetrieben und durch eine Steuereinheit ansteuerbar. Angesteuert wird dieser aus Elektromotor und Verdichter gebildete Luftförderer in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines in die Luftzuführleitung des Brenners eingeschalteten Außenstromsensors. Einfluss in die Ansteuerung des Luftförderers hat zudem die Betriebssituation des Brenners. Schließlich ist durch den Luftförderer die für den Betrieb des Brenners bei einer bekannten Kraftstoffzufuhrmenge notwendige Luftmenge zur Verfügung zu stellen. Diese Vorgabe als Soll-Wert wird in dem durch Luftförderer, Massenstromsensor und Steuereinheit gebildeten Regelkreis mit dem Ausgangssignal des Massenstromsensors abgeglichen (Ist-Wert). Bei Abweichungen des Ist-Wertes von dem vorgegebenen Soll-Wert wird die Leistung des Luftförderers entweder erhöht oder erniedrigt.
  • Der Abgasbrenner mündet mit seinem Ausgang in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, und zwar in Strömungsrichtung einem Abgasreinigungsaggregat, beispielsweise einem Dieselpartikelfilter, einem Katalysator oder dergleichen vorgeschaltet. Einfluss auf den Betrieb des Brenners hat auch der im Abgasstrang herrschende Druck, gegen den der Verdichter zum Zuführen der zum Betrieb des Brenners benötigten Luft arbeitet. Während bei einem Betrieb des Abgasbrenners bei stationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und damit stationären Verhältnissen im Abgasstrang, ändert sich der im Abgasstrang herrschende Druck bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine. Daher werden Abgasbrenner regelmäßig bei stationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine betrieben. Dieses bedeutet jedoch, dass thermische Energie in den Abgasstrang durch den Betrieb des Abgasbrenners auch nur in solchen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann.
  • Aufgrund der Änderungen des Gegendruckes, gegen den der für den Betrieb des Abgasbrenners fördernde Verdichter arbeitet, ändert dieses die Kraftstoff-Luft-Geschmischverhältnisse in der Brennkammer des Abgasbrenners, was bei einer Druckerhöhung innerhalb des Abgasstranges zu einem Erlöschen der Brennerflamme führen kann.
  • Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Einrichtung dergestalt weiterzubilden, dass ein Abgasbrenner insbesondere auch bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine und damit auch bei sich ändernden Zuständen des den Abgasstrang durchströmenden Abgases sicher betrieben werden kann.
  • Gelöst wird die verfahrensbezogene Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, bei dem in die Regelung ein Vorsteuersignal eingespeist wird, welches Vorsteuersignal eine aktuelle oder eine erwartete, einen Betrieb des Brenners beeinflussende Zustandsänderung innerhalb des abgasdurchströmten Abgasstranges vor dem Reinigungsaggregat signalisiert.
  • Die einrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8, bei der die Steuereinheit eine Schnittstelle zum Einspeisen eines eine aktuelle oder eine erwartete, einen Betrieb des Brenners beeinflussende Zustandsänderung innerhalb des abgasdurchströmten Abgasstranges vor dem Reinigungsaggregat signalisierenden Vorsteuersignals aufweist.
  • Bei dem beanspruchten Verfahren – gleiches gilt für die beanspruchte Einrichtung – wird in den Regelkreis zum Betreiben des Luftförderers ein Vorsteuersignal eingespeist. Das Vorsteuersignal signalisiert eine aktuelle oder eine erwartete Zustandsänderung innerhalb des abgasdurchströmten Abgasstranges vor dem Reinigungsaggregat und somit innerhalb desselben Abgasstrangabschnittes, der durch den Brennerausgang beaufschlagt ist.
  • Durch Bereitstellen eines solchen Vorsteuersignales, welches beispielsweise mit mittels eines den Druck in dem vorgenannten Abgasstrangabschnitt erfassenden Drucksensors bereitgestellt wird, kann sehr viel rascher auf eine Zustandsänderung in Bezug auf eine Veränderung der Luftzufuhr an den Abgasbrenner reagiert werden. Beim Gegenstand der Erfindung erfolgt eine Regelung der dem Abgasbrenner zugeführten Luftmenge somit nicht lediglich durch den in die Luftzuführleitung eingeschalteten Massenstromsensor, gemäß dem allerdings mit einer entsprechenden zeitlichen Verzögerung eine Zustandsänderung im Abgasstrang ebenfalls detektiert werden würde. Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang auch, dass der typischerweise als Luftförderer eingesetzte Verdichter eine gewisse Anlaufzeit benötigt, damit bei einer Druckerhöhung im Abgasstrang durch Erhöhen der Förderleistung des Verdichters der Abgasbrenner die gewünschte Luftmenge erhält. Beim Gegenstand der beanspruchten Erfindung, bei dem eine den Betrieb des Brenners beeinflussende Zustandsänderung in dem Abgasstrangabschnitt, in den der Brennerausgang mündet, in den Regelkreis eingespeist wird, lange bevor sich diese am Massenstromsensor bemerkbar macht, ist die Trägheit des Regelkreises nur noch durch den Anlauf des Luftförderers beeinflusst. Die Reaktionszeit der Luftzufuhreinrichtung zum Ändern der dem Abgasbrenner zugeführten Luftmenge ist somit hinreichend schnell, dass sogar Luftförderer mit einer typbedingten längeren Anlaufphase und/oder mit einer geringeren Anlaufleistung eingesetzt werden können, ohne dass die Gefahr besteht, dass aufgrund mangelnder Luftzufuhr bei einer entsprechenden Zustandsänderung im Abgasstrang die Brennerflamme erlöschen würde. Dieses hat insbesondere bei solchen Luftförderern, die elektromotorisch angetrieben sind, unmittelbaren Einfluss auch auf deren Stromverbrauch beim Anlaufen. Verbrauchsspitzen, die ansonsten das Bordnetz eines Kraftfahrzeuges belasten würden, können auf diese Weise deutlich reduziert werden.
  • Während vorstehend das Vorsteuersignal als ein eine aktuelle Zustandsänderung widerspiegelndes Signal beschrieben worden ist, ermöglichen das beanspruchte Verfahren und die beanspruchte Einrichtung ebenfalls die Einspeisung eines Vorsteuersignales als ein eine erwartete Zustandsänderung widerspiegelndes Signal. Ein derartiges Signal kann durch Auswerten bestimmter Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie etwa der angesaugten oder zugeführten Luftmenge und/oder der Kraftstoffmenge erfolgen mit dem Ergebnis, dass das Regelverfahren und die Einrichtung bereits auf die zu erwartende Zustandsänderung im Abgasstrang eingestellt sind, wenn sich die Zustandsänderung im Abgasstrang einstellt. Selbstverständlich ist eine Kombination eines Vorsteuersignales zum Einspeisen in die Regelung bzw. in die Steuereinheit der Einrichtung möglich, welches sowohl zumindest einen aktuellen Parameter, beispielsweise den Druck im Abgasstrang und wenigstens einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine beinhaltet.
  • Die Auswertung eines aktuellen Vorsteuersignals kann sensorseitig und/oder mit der der Einrichtung zugeordneten Steuereinheit zum Erzielen eines eine Zustandsänderung widerspiegelnden Differenzsignales erfolgen.
  • Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Einrichtung eignen sich für jedwede Abgasbrennerregelungen, sei es, dass diese mit konstanter Kraftstoffzufuhr oder mit konstanter Luftzufuhr oder mit einer gemischten Betriebsweise betrieben werden.
  • Eine Änderung der dem Abgasbrenner zugeführten Luftmenge kann beispielsweise durch entsprechend geänderte Ansteuerung des Luftförderers erfolgen. Ebenfalls ist es möglich, den Luftförderer konstant zu betreiben, wobei bei einem solchen Ausführungsbeispiel die Änderung der dem Abgasbrenner zugeführten Luftmenge durch ein dem Luftförderer in Förderrichtung der Luft nachgeschaltetes Ventil erfolgt.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
  • 1: In einer schematisierten Darstellung nach Art eines Blockschaltbildes eine an einen Dieselmotor angeschlossene Abgasreinigungsanlage mit einem Abgasbrenner und einer Luftzufuhreinrichtung für den Abgasbrenner gemäß einer ersten Ausgestaltung und
  • 2: In einer schematisierten Darstellung nach Art eines Blockschaltbildes eine an einen Dieselmotor angeschlossene Abgasreinigungsanlage mit einem Abgasbrenner und einer Luftzufuhreinrichtung für den Abgasbrenner gemäß einer weiteren Ausgestaltung.
  • An den Abgaskrümmer 1 eines Dieselmotors 2 eines im Übrigen nicht näher dargestellten Fahrzeuges ist eine Abgasreinigungsanlage 3 angeschlossen. Die Abgasreinigungsanlage 3 verfügt über einen Abgasstrang 4, in den als Abgasreinigungsaggregat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Partikelfilter 5 sowie ein dem Partikelfilter 5 vorgeschalteter Oxidationskatalysator 6 eingeschaltet sind. Der Partikelfilter 5 und der Oxidationskatalysator 6 sind gemeinsam in einem Gehäuse 7 angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 7 zwischen dem Oxidationskatalysator 6 und dem Partikelfilter 5 eine Schnittstelle zum Öffnen des Gehäuses 7 aufweist. Dieses dient dem Zweck, bei Bedarf an die anströmseitige Oberfläche des Partikelfilters 5 zu gelangen, etwa um Aschereste entfernen zu können. Das Gehäuse 7 verfügt über einen Eingangskonus 8, in den ein Abgasrohr 9 des Abgasstranges 4 mündet.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mündet in den Eingangskonus 8 des Gehäuses 7 an der der Mündung des Abgasrohres 9 gegenüberliegenden Seite ein weiteres Rohr 10. Bei diesem handelt es sich um das Abgasrohr eines Brenners 11. Der Brenner 11 dient zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang 4, insbesondere zum Zuführen von thermischer Energie zum Zwecke einer Regeneration des Partikelfilters 5.
  • Bei dem Brenner 11 handelt es sich um einen Kraftstoffbrenner. Dieser ist angeschlossen an eine Kraftstoffzuführleitung 12, in die eine in nicht näher dargestellter Weise von einem Steuergerät angesteuerte Dosierpumpe 13 zum Dosieren der Kraftstoffzufuhr eingeschaltet ist. Angeschlossen an den Brenner 11 ist des Weiteren eine Luftzuführleitung 14. Über die Luftzuführleitung 14 wird die für einen Betrieb des Brenners 11 benötigte Luft zugeführt. Eingeschaltet in die Luftzufuhrleitung 14 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 15 in 1 gekennzeichnete Einrichtung zum Regeln der Luftzufuhr an den Brenner 11. Die Regeleinrichtung 15 umfasst einen Massenstromsensor 16, der angeordnet ist, um die durch die Luftzuführleitung 14 geförderte Luft zu erfassen. Das Ausgangssignal des Massenstromsensors 16 beaufschlagt einen Eingang einer Steuereinheit 17. Angesteuert von der Steuereinheit 17 ist ein mit seinem Förderglied in die Luftzufuhrleitung 14 eingeschalteter Luftförderer 18. Der Luftförderer 18 des dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst als Luftförderglied einen Verdichter 19. Dieser sitzt auf der Antriebswelle eines Elektromotors 20. Durch die Steuereinheit 17 kann die Drehzahl des Elektromotors 20 und somit die Förderleistung des Verdichters 19 beeinflusst werden. Der Regeleinrichtung 15 zugehörig ist ferner ein Drucksensor 21, angeordnet, um den im Eingangskonus des Gehäuses 7 herrschenden Abgasdruck zu erfassen. Der Ausgang des Drucksensors 21 ist an eine Vorsteuersignalschnittstelle 22 der Steuereinheit 17 angeschlossen. Damit steht der Steuereinheit 17 für die Zwecke der Ansteuerung des Luftförderers 18 neben dem Signal des Massenstromsensors 16 ebenfalls das Signal des Drucksensors 21 zur Verfügung.
  • Der Drucksensor 21 wird auch für die Zwecke einer Beladungszustandserfassung des Partikelfilters 5 verwendet und ist zu diesem Zweck in nicht näher dargestellten Art und Weise an eine den Beladungszustand des Partikelfilters 5 bestimmende Steuereinrichtung angeschlossen. Bei dieser kann es sich auch um die Steuereinheit 17 handeln, die sodann auch diese Funktionalität übernimmt.
  • Der Drucksensor 21 befindet sich in dem Teil des Abgasstranges, der dem Partikelfilter 5 vorgeschaltet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Drucksensor 21 der ausgangsseitigen Mündung des Brenners 11 dem Abgasstrang in Strömungsrichtung des Abgases nachgeschaltet.
  • Die Regeleinrichtung 15 arbeitet wie folgt: Ist die Zuführung von thermischer Energie in den Abgasstrang beispielsweise für die Zwecke des Herbeiführens der Regeneration des Partikelfilters 5 vorgesehen und ist die aktuelle Abgastemperatur nicht hoch genug eine Regeneration auslösen zu können, wird der Brenner 11 gezündet und damit in Betrieb genommen. Dieses erfolgt bei einem Betrieb des Dieselmotors 2 in einem ersten Betriebsmodus. In dem Brenner 11 wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch für die Zwecke des Betriebs des Brenners 11 bereitgestellt, um diesen möglichst optimal zu betreiben. Bei einer angenommenen konstanten Kraftstoffzufuhr wird für die Zwecke des Betriebs des Brenners 11 seine Luftzufuhr geregelt. Der Brenner 11 wird gezündet mit einer für den im Abgasstrang herrschenden Druck, erfasst über den Drucksensor 21, ausreichenden Luftmenge. Diese wird über die von dem Massenstromsensor 16 erfassten Werte nachgeregelt. Ändert sich der Betriebsmodus des Dieselmotors 2 von diesem ersten Modus in einen zweiten Modus, insbesondere einen Modus unter deutlich höherer Last, ändern sich im Abgasstrang 4 die Druckverhältnisse. Der Abgasdruck, gegen den der Brenner 11 bzw. der Luftförderer 18 arbeiten müssen, steigt an. Diese Druckänderung wird erfasst durch den Drucksensor 21. Dieses an der Vorsteuersignalschnittstelle 22 der Steuereinheit 17 anliegende Signal wird von der Steuereinheit 17 ausgewertet, wodurch die Druckänderung (hier: eine Druckerhöhung) festgestellt wird. Dieses bedeutet, dass, um den Betrieb des Brenners konstant zu halten, durch den Luftförderer 18 ein größerer Gegendruck überwunden werden muss, damit der Brenner 11 die für seinen Betrieb benötigte Luftmenge zugeführt wird. Folglich wird der Elektromotor 20 angesteuert, damit dieser den Verdichter 19 mit einer entsprechend höheren Förderleistung antreibt. Auf diese Weise kann auf Druckänderungen, die das Brennverhalten des Brenners 11 beeinflussen, in kurzer Reaktionszeit reagiert werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es bei entsprechender Druckänderung im Abgasstrang möglich, innerhalb von einer Sekunde nach Feststellen einer signifikanten Druckänderung hinsichtlich der Luftzuführung auf die Gegendruckänderung, wie vorstehend beschrieben, zu reagieren. Dieses ist rasch genug, damit selbst bei prägnanten Druckänderungen im Abgasstrang 4 der Brenner 11 nicht erlischt.
  • 2 zeigt eine Regeleinrichtung 15.1, die prinzipiell aufgebaut ist, wie die Regeleinrichtung 15 der 1. In dieser sind daher gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie zu dem Ausführungsbeispiel der 1 gekennzeichnet. Die Regeleinrichtung 15.1 wird mit konstanter Leistung seines Luftförderers 18.1 betrieben. Zum Regeln der dem Brenner 11.1 zugeführten Luftmenge dient ein Dosierventil 23, welches in die Luftzuführleitung 14.1, dem Verdichter 19.1 in Strömungsrichtung der geförderten Luft nachgeschaltet, eingeschaltet ist.
  • Die Beschreibung der Erfindung verdeutlicht, dass mit der beschriebenen Einrichtung, bzw. mit dem beschriebenen Verfahren die einem Abgasbrenner zuzuführende Luftmenge mit kurzer Reaktionszeit und unter Einsatz einfacher Mittel regelbar ist, damit eine Zuführung von thermischer Energie in den Abgasstrang, beispielsweise zum Durchführen der Regeneration eines Partikelfilters bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgen kann. Das Vorsehen der Einspeisung eines Vorsteuersignals in die Regelung der Luftförderung gestattet zudem die Einspeisung von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, die anhand vorgegebener Berechnungsmodelle zu erwartende Zustände im Abgasstrang vorhergesagt werden können. Damit kann eine solche Einrichtung und ein solches Verfahren auch prädiktiv betrieben werden. Bei einer solchen Konzeption bietet es sich an, gleichwohl eine Kontrolle durch Erfassen des aktuellen Druckes im Abgasstrang kombiniert wird, wodurch die Regelung der dem Brenner zugeführten Luft noch rascher und genauer erfolgen kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Abgaskrümmer
    2
    Dieselmotor
    3
    Abgasreinigungsanlage
    4
    Abgasstrang
    5
    Partikelfilter
    6
    Oxidationskatalysator
    7
    Gehäuse
    8
    Eingangskonus
    9
    Abgasrohr
    10
    Rohr
    11, 11.1
    Brenner
    12
    Kraftstoffzuführleitung
    13
    Dosierpumpe
    14, 14.1
    Luftzufuhrleitung
    15, 15.1
    Regeleinrichtung
    16
    Massenstromsensor
    17, 17.1
    Steuereinheit
    18, 18.1
    Luftförderer
    19, 19.1
    Verdichter
    20
    Elektromotor
    21, 21.1
    Drucksensor
    22
    Vorsteuersignalschnittstelle
    23
    Dosierventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005054733 A1 [0005]

Claims (13)

  1. Verfahren zum Regeln der einem mit seinem Ausgang einen Abgasstrang (4) einer Brennkraftmaschine (2) in Strömungsrichtung des Abgases vor einem in den Abgasstrang (4) eingeschalteten Reinigungsaggregat (5, 6) beaufschlagenden Brenner (11, 11.1) zugeführten Luftmenge, bei welchem Verfahren eine Regelung des dem Brenner (11, 11.1) zugeführten Luftmassenstroms in Abhängigkeit von dem durch einen Luftförderer (18, 18.1) bewegten Luftmassenstrom erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in die Regelung ein Vorsteuersignal eingespeist wird, welches Vorsteuersignal eine aktuelle oder eine erwartete, einen Betrieb des Brenners (11, 11.1) beeinflussende Zustandsänderung innerhalb des abgasdurchströmten Abgasstranges (4) vor dem Reinigungsaggregat (5, 6) signalisiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorsteuersignal ein im Abgasstrang (4) erfasstes Drucksignal verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal in die Auswertung als Differenzsignal zwischen einem in einem ersten Zeitpunkt und einem zu einem späteren Zeitpunkt erfassten Druckwert eingespeist wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen eines Vorsteuersignals ein oder mehrere aktuelle Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (2) auf das daraufhin zu erwartende Abgasvolumen ausgewertet werden und das Ergebnis als Vorsteuersignal in die Regelung des Luftförderers (18, 18.1) eingespeist wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Brenner (11) zugeführte Luftmenge durch Ändern der Förderleistung des Luftförderers (18) geregelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Brenner (11.1) zugeführte Luftmenge durch Ansteuern eines in die Luftzuführleitung eingeschalteten Dosierventils (23) geregelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftförderer (18.1) mit konstanter Leistung betrieben wird.
  8. Einrichtung zum Regeln der einem mit seinem Ausgang einen Abgasstrang (4) einer Brennkraftmaschine (2) in Strömungsrichtung des Abgases vor einem in den Abgasstrang (4) eingeschalteten Reinigungsaggregat (5, 6) beaufschlagenden Brenner (11, 11.1) zugeführten Luftmenge, umfassend eine Regelkreisanordnung mit einem motorisch angetriebenen Luftförderer (18, 18.1), eingeschaltet in die an den Lufteingang des Brenners (11, 11.1) angeschlossene Luftzuführleitung (14, 14.1), mit einem Massenstromsensor (16, 16.1) zum Erfassen der von dem Luftförderer (18, 18.1) bewegten Luftmenge und mit einer Steuereinheit (17, 17.1), die von dem Ausgangssignal des Massenstromsensors (16, 16.1) beaufschlagt ist und den Luftförderer (18, 18.1) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17, 17.1) eine Schnittstelle (22) zum Einspeisen eines eine aktuelle oder eine erwartete, einen Betrieb des Brenners (11, 11.1) beeinflussende Zustandsänderung innerhalb des abgasdurchströmten Abgasstranges (4) vor dem Reinigungsaggregat (5, 6) signalisierenden Vorsteuersignals aufweist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an die Vorsteuersignalschnittstelle der Steuereinheit (17, 17.1) der Ausgang eines Drucksensors (21, 21.1) angeschlossen ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an die Vorsteuersignalschnittstelle der Steuereinheit der Ausgang einer ein oder mehrere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfassenden und gegebenenfalls auswertenden Einheit angeschlossen ist.
  11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Luftzuführleitung (14.1) dem Luftförderer (18.1) in Strömungsrichtung der geförderten Luft nachgeschaltet und dem Brenner (11.1) vorgeschaltet ein Dosierventil (23) eingeschaltet ist.
  12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstromsensor (16, 16.1) dem Luftförderer (18, 18.1) in Strömungsrichtung der von diesem geförderten Luft vorgeschaltet ist.
  13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftförderer (18, 18.1) ein elektromotorisch angetriebener Verdichter (19, 19.1) ist.
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