DE102014017160B4

DE102014017160B4 - Thermomanagement zum Regenerieren einer Nachbehandlungseinrichtung

Info

Publication number: DE102014017160B4
Application number: DE102014017160.4A
Authority: DE
Inventors: Richard J. ANCIMER; Axel Otto zur Loye; Arvind Suresh; Colin L. NORRIS
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: US9988999B2; US20150135680A1; US9212614B2; US20160084182A1; DE102014017160A1

Abstract

Verfahren, umfassend:Betreiben eines Verbrennungsmotorsystems, das einen Verbrennungsmotor (16) mit einer Mehrzahl von Zylindern (22), die einen Füllungsstrom von einem Ansaugsystem empfangen, eine Abgasanlage zum Empfangen von Abgas, das durch Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt wird, der von einem Kraftstoffversorgungssystem als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung an mindestens einen Teil der Mehrzahl von Zylindern (22) geliefert wird, und in der Abgasanlage mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält;Feststellen einer Indikation für ein Regenerationsereignis für die mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) durch Interpretation eines oder mehrerer Regenerationsparameter;Bestimmen einer Zielbedingung für das Abgas als Reaktion auf die Indikation für das Regenerationsereignis, wobei die Zielbedingung zum Regenerieren der mindestens einen Nachbehandlungseinrichtung (79) wirksam ist, wobei die Zielbedingung eine Temperatur des Abgases, eine Flussrate des Abgases und ein Verhältnis von NO2zu Feinstaub im Abgas am Einlass der Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält; undBetreiben des Verbrennungsmotors (16), um die Zielbedingung zu erreichen, wobei die Zielbedingung erreicht wird, indem ein Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22) mit Kraftstoff versorgt wird, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen, und Auswählen mindestens eines der folgenden Betriebsmodi: Verzögern einer Verbrennungsphaseneinstellung für den Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22);Verringern des Füllungsstromes an die Mehrzahl von Zylindern (22); Erhöhen einer Drehzahl- und/oder Drehmomentausgabe des Motors (16); Zudosieren von Kohlenwasserstoffen stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung (79).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Betrieb von Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zur Regeneration von Nachbehandlungseinrichtungen, die durch den Betrieb des Verbrennungsmotors erzeugte Abgase empfangen.
Nachbehandlungseinrichtungen sind allgemein bekannt und werden häufig in diversen Verbrennungsmotoranwendungen zur Nachbehandlung von Motorabgasen eingesetzt. Beispielsweise sind Vorrichtungen wie Diesel-Oxidationskatalysatoren (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF) und Vorrichtungen zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) beim Handhaben und/oder Entfernen gesetzlich geregelter Schadstoffe, einschließlich Kohlenmonoxid, Stickstoffmonoxid, unverbrannter Kohlenwasserstoffe, Schwefel und Ruß im Abgasstrom eines Motors zweckdienlich.
Partikelfilter-Nachbehandlungseinrichtungen sammeln Feinstaub wie etwa Ruß aus dem Abgas. Die Ansammlung des Feinstaubs kann einen Anstieg des Gegendrucks in der Abgasanlage verursachen. Wenn der Feinstaub nicht entfernt wird, kann die Ansammlung des Feinstaubs in der Nachbehandlungseinrichtung zu Kraftstoffineffizienzen und/oder unkontrollierten exothermen Reaktionen führen, die die Nachbehandlungseinrichtung schädigen könnten. Außerdem können die Nachbehandlungseinrichtungen mit reversiblen katalysatorschädigenden Bestandteilen wie Bestandteilen auf Schwefelbasis kontaminiert werden. Diese Schadstoffe setzen die Leistung der Nachbehandlungseinrichtungen herab und können zur Nichteinhaltung von Emissionsgrenzwerten führen, wenn diese reversiblen Katalysatorgifte nicht entfernt werden. Beispiele für Nachbehandlungseinrichtungen und deren Regenerierung können in den Druckschriften US 2011 / 0 120 090 A1 , US 2006 / 0 168 945 A1 , JP 2010- 112 281 A und im Fachbuch „Dieselmotor-Management“ von Konrad Reif, gefunden werden.
Es wird ein System und Verfahren zur Regeneration einer Nachbehandlungseinrichtung offenbart, die Abgas aus dem Betrieb eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors empfängt. Obwohl die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren bei der Regeneration von Nachbehandlungseinrichtungen wie DOC-, DPF- und SCR-Vorrichtungen in einem Abgasnachbehandlungssystem Anwendung finden, können die Verfahren bei anderen Filtertechnologien dazu verwendet werden, die Wirksamkeit der Regeneration eines Filters oder Katalysators in Nicht-Dieselmotoren zu verbessern.
In manchen Ausführungsformen kann das System, in dem das Verfahren zur Anwendung kommt, mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung, einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Zylindern zum Erzeugen von Abgas, das von der mindestens einen Nachbehandlungseinrichtung behandelt wird, mindestens einen Turbolader und ein Kraftstoffversorgungssystem enthalten. Die mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung kann beispielsweise einen Katalysator und/oder einen Partikelfilter enthalten. Der Hubkolbenmotor kann ein Viertaktmotor sein. Der Turbolader kann ein Wastegate enthalten, um eine Turbine oder eine Turbine mit variabler Geometrie mit verstellbarem Einlass zu umgehen. Wahlweise kann die Abgasanlage eine Abgasdrosselklappe enthalten. Die Einspritzdüse kann eine Common-Rail-Einspritzdüse sein, obwohl auch andere Kraftstoffversorgungssysteme denkbar sind.
Die Systeme und Verfahren umfassen das Auswählen eines oder mehrerer Regenerationsbetriebsmodi, in denen mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung dadurch regeneriert wird, dass eine Zielbedingung für das Abgas erreicht wird. Die Regenerationsbetriebsmodi können einen Betriebsmodus der Verbrennungsphasenverzögerung, einen Betriebsmodus der Zündung ausgewählter Zylinder, einen Betriebsmodus der Füllungsstromverringerung, einen Betriebsmodus des Erhöhens der Motorleistung, einen Betriebsmodus des Aufheizens des Abgases und einen Betriebsmodus der Kohlenwasserstoffzudosierung beinhalten.
Der Verbrennungsphasenverzögerungsbetriebsmodus kann das Verzögern der Phasen der Verbrennung durch Beeinflussen der Kraftstoffeinspritzungsereignisse oder des Zündzeitpunkts beinhalten, wenn ein Fremdzündungsmotor verwendet wird. Der Betriebsmodus der Zündung ausgewählter Zylinder kann das Betreiben des Motors mit einem Teil der Mehrzahl von Zylindern beinhalten, um eine Drehmomentanforderung zu erfüllen, und kann, wenn er zusammen mit dem Verbrennungsphasenverzögerungsbetriebsmodus eingesetzt wird, eine noch stärker verzögerte Verbrennungsphaseneinstellung ermöglichen, um noch höhere Abgastemperaturen zu erzeugen, als sie von jedem der Modi getrennt erreicht werden können.
Der Betriebsmodus der Füllungsstromverringerung beinhaltet das Verringern einer Füllungsstrommenge zu der Mehrzahl von Zylindern, um höhere Abgastemperaturen zu erzeugen. Der Betriebsmodus des Einstellens der Motorleistung kann das Einstellen einer Motorlast oder das Einstellen einer Motordrehzahl beinhalten, um höhere Abgastemperaturen und Abgasflussraten zu erzeugen. Der Betriebsmodus des Aufheizens des Abgases kann den Betrieb eines Abgaserhitzers in der Abgasanlage oder eines Kraftstoffbrenners beinhalten, der Kohlenwasserstoffe verbrennt und oxidiert und die oxidierten Kohlenwasserstoffe an das Abgas liefert. Der Betriebsmodus der Kohlenwasserstoffzudosierung kann eine innerzylindrische und/oder eine externe Kohlenwasserstoffdosierung stromaufwärts eines Oxidationskatalysators beinhalten, so dass die exotherme Reaktion der Kohlenwasserstoffe mit dem Oxidationskatalysator die Abgastemperaturen erhöht.
Diese Kurzdarstellung dient dazu, eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die unten in den erläuternden Ausführungsformen näher beschrieben sind. Mit dieser Kurzdarstellung ist nicht beabsichtigt, ausschlaggebende oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands festzulegen, und es ist auch nicht beabsichtigt, dass sie zur Einschränkung des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands zur Hilfe gezogen wird. Weitere Ausführungsbeispiele, Formen, Gegenstände, Eigenschaften, Vorteile, Aspekte und Nutzen werden anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnungen offensichtlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors, das ein Nachbehandlungssystem enthält, bei dem die Regeneration von mindestens einer Nachbehandlungseinrichtung gesteuert ist.
1B eine schematische Darstellung eines Zylinders des Motors im System aus 1A.
2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Ablaufs zum Regenerieren einer Nachbehandlungseinrichtung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Damit die Grundsätze der Erfindung besser verstanden werden können, wird nun Bezug auf die Ausführungsbeispiele genommen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, und diese werden mit speziellen Ausdrücken beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass dadurch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist und alle Abwandlungen und weiteren Modifikationen der dargestellten Ausführungsbeispiele und alle weiteren Anwendungen der dort dargestellten Grundsätze der Erfindung, die dem Fachmann auf dem die Erfindung betreffenden Gebiet normalerweise einfallen würden, denkbar sind.
Mit Bezug auf 1A enthält ein System 10 einen Viertakt-Verbrennungsmotor 16. 1A zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem der Motor 16 ein Dieselmotor ist. Der Motor 16 kann eine Mehrzahl von Zylindern 22 aufweisen. 1A zeigt die Mehrzahl von Zylindern 22 nur zu Anschauungszwecken als Anordnung, die sechs Zylinder in Reihe enthält. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Zylindern und eine beliebige Anordnung von Zylindern, die sich zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor eignet, eingesetzt werden. Die mögliche Anzahl der verwendeten Zylinder 22 kann von einem Zylinder bis zu achtzehn oder mehr Zylindern reichen. Außerdem nimmt die folgende Beschreibung manchmal Bezug auf einen der Zylinder 22. Es versteht sich, dass unter Bezugnahme auf den Zylinder 22 aus 1 B beschriebene Eigenschaften an anderen Stellen in diesem Dokument entsprechend für andere Zylinder des Motors 16 vorliegen können.
Der Zylinder 22 umschließt einen Kolben 35, der betriebsfähig an einer Kurbelwelle 39 befestigt ist, die durch die Hin und Herbewegung des Kolbens 35 im Zylinder 22 gedreht wird. In einem Zylinderkopf 41 des Zylinders 22 befinden sich mindestens ein Einlassventil 45, mindestens ein Auslassventil 49 und eine Einspritzdüse 51, die Kraftstoff in einen Brennraum 54 liefert, der durch den Zylinder 22 zwischen dem Kolben 35 und dem Zylinderkopf 41 ausgebildet ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann stromaufwärts dem Brennraum 54 Kraftstoff durch eine Saugrohreinspritzung oder durch Einspritzen in das Ansaugsystem stromaufwärts des Brennraums 54 zugeführt werden.
Der Begriff „Viertakt“ bedeutet hierin die folgenden vier Takte - Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen -, die der Kolben 35 während zweier getrennter Umdrehungen der Kurbelwelle 39 des Motors abschließt. Ein Takt beginnt entweder am oberen Totpunkt (OT), wenn sich der Kolben 35 am Zylinderkopf 41 des Zylinders 22 befindet, oder am unteren Totpunkt (UT), wenn der Kolben 35 seinen tiefsten Punkt im Zylinder 22 erreicht hat.
Während des Ansaugtakts entfernt sich der Kolben 35 vom Zylinderkopf 41 des Zylinders 22 nach unten zu einem Boden (nicht gezeigt) des Zylinders, wobei der Druck im Brennraum 54 des Zylinders 22 verringert wird. Wenn der Motor 16 ein Dieselmotor ist, wird durch ein Ansaugen von Luft durch das Einlassventil 45 im Brennraum 54 eine Verbrennungsladung erzeugt, wenn das Einlassventil 45 geöffnet wird.
Der Kraftstoff aus der Einspritzdüse 51 wird von einem Hochdruck-Common-Rail-System 85 geliefert, das mit dem Kraftstofftank 86 verbunden ist. Kraftstoff vom Kraftstofftank 86 wird von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) angesaugt und in das Common-Rail-System 85 gespeist. Der von der Kraftstoffpumpe eingespeiste Kraftstoff wird im Common-Rail-System 85 gesammelt, und der gesammelte Kraftstoff wird über eine Kraftstoffleitung 88 an die Einspritzdüse 51 jedes Zylinders 22 geliefert. Der gesammelte Kraftstoff im Common-Rail-System kann unter Druck gesetzt werden, um den Kraftstoffdruck des an den Brennraum 54 der Zylinder 22 gelieferten Kraftstoffs zu erhöhen und zu steuern.
Während des Verdichtungstakts sind sowohl das Einlassventil 45 als auch das Auslassventil 49 geschlossen, der Kolben 35 bewegt sich zurück zum OT und Kraftstoff wird nahe des OT in die verdichtete Luft eingespritzt, und das verdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch entzündet sich im Brennraum 54 nach einer kurzen Verzögerung. Wenn der Motor 16 ein Dieselmotor ist, führt dies dazu, dass die Verbrennungsladung gezündet wird. Das Zünden der Luft und des Kraftstoffs verursacht ein schnelles Ansteigen des Drucks im Brennraum 54, der während des Arbeitstakts des Kolbens 35 auf diesen in Richtung des UT ausgeübt wird. Die Verbrennungsphaseneinstellung im Brennraum 54 ist so kalibriert, dass der Druckanstieg im Brennraum 54 den Kolben 35 drückt und einen Nettoüberschuss der Kraft/Arbeit/Leistung des Kolbens 35 liefert. Das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung erhöht die Abgastemperaturen, da ein Teil der Verbrennungsenergie über die Auslassventile in die Abgasanlage freigesetzt wird.
Während des Ausstoßtakts wird der Kolben 35 bei geöffnetem Auslassventil 49 zum OT zurückgeführt. Dieser Vorgang entlässt die verbrannten Produkte der Kraftstoffverbrennung im Brennraum 54 und stößt das verbrauchte Kraftstoff-Luft-Gemisch (Abgas) durch das Auslassventil 49 aus.
Die Ansaugluft fließt durch einen Einlasskanal 72 und einen Ansaugkrümmer 73, bevor sie das Einlassventil 45 erreicht. Der Einlasskanal 72 ist mit einem Luftfilter 64, einem Verdichter 62a eines Turboladers 62 und wahlweise einer Ansaugluftdrosselklappe 68 ausgestattet. Die Ansaugluft wird vom Luftfilter 64 gereinigt, vom Verdichter 62a verdichtet und dann durch die Ansaugluftdrosselklappe 68 in den Brennraum 54 gesaugt. Die Ansaugluftdrosselklappe 68 kann gesteuert werden, um den Luftfluss in den Zylinder zu beeinflussen.
Der Einlasskanal 72 kann ferner mit einer Kühlvorrichtung 77 ausgestattet sein, die stromabwärts des Verdichters 62a angeordnet ist. In einem Beispiel kann die Kühlvorrichtung 77 ein Ladeluftkühler (CAC) sein. In diesem Beispiel kann der Verdichter 62a die Temperatur und den Druck der Ansaugluft erhöhen, während der CAC 77 eine Ladungsdichte erhöhen und mehr Luft an die Zylinder liefern kann. In einem anderen Beispiel kann die Kühlvorrichtung 77 ein Niedrigtemperatur-Nachkühler (LTA) sein. Der CAC 77 verwendet Luft als Kühlmedium, während der LTAeine Kühlflüssigkeit als Kühlmedium verwendet.
Das Abgas fließt aus dem Brennraum 54 in einem Abgaskanal 75, in dem sich eine Turbine 62b und ein Wastegate 62c des Turboladers 62 befinden, und dann in eine Nachbehandlungseinrichtung 79 . Das Abgas, das aus dem Brennraum 54 ausgestoßen wird, treibt die Turbine 62 zur Drehung an. Das Wastegate 62c ist eine Vorrichtung, die es einem Teil des Abgases ermöglicht, durch einen Kanal 63 an der Turbine 62b vorbeizufließen. Dadurch steht der Turbine 62b weniger Abgasenergie zur Verfügung, was zu einer geringeren Kraftübertragung auf den Luftverdichter 62a führt. Dies führt gewöhnlich zu einem geringeren Ansaugluftdruckanstieg am Verdichter 62a und geringerer/m Ansaugluftluftdichte/-fluss. Das Wastegate 62 kann ein Auf-/Zu-Ventil oder ein vollautomatisches Ventil sein, das eine Steuerung der vorbeiströmenden Flussmenge erlaubt, oder kann von einer beliebigen Zwischenform sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Turbine 62b eine Turbine mit variabler Geometrie mit einem verstellbaren Einlass zur Steuerung des Abgasflusses durch dieselbe. Der Abgaskanal 75 kann ferner oder wahlweise eine Abgasdrosselklappe 149 zum Einstellen des Abgasflusses durch den Abgaskanal 75 enthalten. Das Abgas, das eine Kombination aus vorbeigeleitetem Fluss und Turbinenfluss sein kann, tritt dann in die Nachbehandlungseinrichtung 79 ein.
Wahlweise kann ein Teil des Abgases im Abgaskanal 75 über einen Abgasrückführsystem-Kanal (AGR-Kanal) 76 in die Ansaugluft rückgeführt werden. Der AGR-Kanal 76 verbindet den Abgaskanal stromaufwärts der Turbine 62b mit dem Einlasskanal 72, stromabwärts der Ansaugluftdrosselklappe 68 . Wahlweise oder zusätzlich kann ein Niederdruck-AGR-System (nicht gezeigt) stromabwärts der Turbine 62 und stromaufwärts des Verdichters 62a vorgesehen sein. Am AGR-Kanal 76 ist ein Abgasrückführsystem-Ventil (AGR-Ventil) 80 zum Steuern des Abgasrückführsystemflusses (AGR-Fluss) vorgesehen. Der AGR-Kanal kann ferner mit einem AGR-Kühler 78 und einer Durchflussmessvorrichtung 81 ausgestattet sein. Obwohl nicht gezeigt, kann auch eine Umgehung um den AGR-Kühler 78 vorhanden sein. Der AGR-Kanal 76 ist als mit dem Einlasskanal 72 stromabwärts des CAC-Kühlers 77 verbunden gezeigt, er kann jedoch auch stromaufwärts des CAC-Kühlers 77 angeschlossen sein.
In einer Ausführungsform werden Abgase in einen gemeinsamen Abgaskrümmer ausgestoßen. In der dargestellten Ausführungsform ist der Abgaskrümmer in zwei Krümmerteile 50a , 50b aufgeteilt, die Abgase von jeweils einem ersten und zweiten Teil der Zylinder 22 empfangen. Die Auslässe 53a , 53b aus den Abgaskrümmerteilen 50a, 50b werden stromabwärts des AGR-Kanals 76 entweder stromaufwärts der Turbine 62b oder an einem einzelnen Einlass oder Doppeleinlass zur Turbine 62a zusammengeführt. Noch andere Ausführungsformen können mehr als zwei Abgaskrümmerteile 50a , 50b haben, die den jeweiligen Teilen der Mehrzahl von Zylindern 22 zugeordnet sind.
Die Nachbehandlungseinrichtung 79 meint vorliegend eine oder mehrere Vorrichtungen, die beim Handhaben und/oder Entfernen von Materialien aus Abgas zweckdienlich sind, die schädliche Bestandteile, einschließlich Kohlenmonoxid, Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Kohlenwasserstoffe und/oder Ruß im Abgas sein können. In manchen Beispielen kann die Nachbehandlungseinrichtung 79 mindestens eine katalytische Vorrichtung und einen Feinstaubfilter enthalten. Die katalytische Vorrichtung kann eine Diesel-Oxidationskatalysator(DOC)-Vorrichtung, Ammoniak-Oxidations(AMOX)-Katalysatorvorrichtung, eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), ein Drei-Wege-Katalysator (TWC), eine Mager-NOx-Falle (LNT) usw. sein. Der Reduktionskatalysator kann ein beliebiger geeigneter Reduktionskatalysator sein, beispielsweise ein selektiver Harnstoff-Reduktionskatalysator. Der Feinstaubfilter kann ein Dieselpartikelfilter (DPF), ein Nebenstrompartikelfilter (PFF) usw. sein. Ein PFF wirkt durch das Erfassen des Feinstaubs in einem Teil des Flusses; im Gegensatz dazu fließt durch den Partikelfilter das gesamte Abgasvolumen.
Die Anordnung der Komponenten in der Nachbehandlungseinrichtung 79 kann eine beliebige Anordnung sein, die sich zur Verwendung mit dem Motor 16 eignet. Beispielsweise ist in einer Ausführungsform, wie in 1A gezeigt, ein DOC 102 und ein DPF 109 stromaufwärts einer SCR-Vorrichtung 111 vorgesehen. In einem Beispiel ist eine Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung 112 zwischen dem DPF 109 und der SCR-Vorrichtung 111 zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in das Abgas stromaufwärts der SCR-Vorrichtung 111 vorgesehen. Das Reduktionsmittel kann Harnstoff, Diesel Exhaust Fluid (Adblue) oder ein beliebiges geeignetes Reduktionsmittel sein, das in flüssiger und/oder gasförmiger Form eingespritzt wird.
Der Abgaskanal 75 kann ferner eine Kohlenwasserstoff(HC)-Einspritzdüse 94 enthalten, die stromabwärts der Turbine 62 und stromaufwärts des DOC 102 angeordnet ist. Die HC-Einspritzdüse 94 kann Kohlenwasserstoffe einspritzen, die beispielsweise Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 86 oder einer sekundären Speicherquelle für Kohlenwasserstoffe sein können. Die Kohlenwasserstoffe können aus einer beliebigen geeigneten kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeit oder einem Reformat stammen. Im in 1A gezeigten Beispiel sind die HC-Einspritzdüse 94 und die Nachbehandlungseinrichtung 79 so konfiguriert, dass der Kraftstoff zwischen einem Auslass der Turbine 62b und einem Einlass des DOC 102 stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung 79 zudosiert wird. In diesem Fall kann die Einspritzung der Kohlenwasserstoffe die Temperatur des Abgases durch Oxidation des eingespritzten Kohlenwasserstoffs am DOC 102 und die begleitende Freisetzung von Energie erhöhen. In einem Beispiel geschieht die Einspritzung, wenn der DOC 102 ausreichend über der Zündungstemperatur der Kohlenwasserstoffe liegt, um Kohlenwasserstoffschlupf durch den DOC 102 unter einem akzeptablen Wert zu halten.
In einer anderen Ausführungsform werden Kohlenwasserstoffe zusätzlich oder wahlweise innerzylindrisch in einen oder mehrere der Zylinder 22 über eine direkte Einspritzdüsenverbindung mit der Kohlenwasserstoffspeicherquelle oder über eine Verbindung mit dem Common-Rail 85 eingespritzt. Die Kohlenwasserstoffeinspritzung in die Zylinderbrennräume 54 kann bei einer späten Kraftstoffnacheinspritzung stattfinden, beispielsweise nach der Einspritzung von Kraftstoff zum Erfüllen der Drehmomentanforderung, wobei mindestens ein Teil der Kohlenwasserstoffe der späten Nacheinspritzung in den Zylindern 14 des Motors 12 nicht verbrennt. In einer Ausführungsform reagiert das Common-Rail-Kraftstoffsystem auf einen innerzylindrischen HC-Dosierungsbefehlvon einer Steuerung 125, um eine Kohlenwasserstoffmenge innerzylindrisch in einen oder mehrere der Zylinder 22 einzuspritzen. In einer Ausführungsform ist ein erster Teil der Zylinder 22 mit einem zweiten Abgaskrümmerteil 50b verbunden, der mit dem AGR-Kanal 76 verbunden ist, der mit dem Einlasskanal 72 des Motors 16 verbunden ist. Ein zweiter Teil der Zylinder 22 ist mit einem ersten Abgaskrümmerteil 50a verbunden, der keinen Abgasfluss an den AGR-Kanal 76 liefert. Eine innerzylindrische Dosierung kann nur an den zweiten Teil der Zylinder 22 erfolgen, die keinen Abgasfluss an den AGR-Kanal 76 liefern, wodurch verhindert wird, dass sich eingespritzte Kohlenwasserstoffe im AGR-Fluss befinden. In einer anderen Ausführungsform mit AGR kann eine innerzylindrische Dosierung an einen beliebigen Zylinder 22 geliefert werden. Der Kraftstoff kann in die Nachbehandlungseinrichtung 79 mittels eines beliebigen auf dem Gebiet bekannten Verfahrens, beispielsweise unter Verwendung einer Kohlenwasserstoff-Einspritzdüse zum Einspritzen von Dieselkraftstoff, Ethanol oder Benzin, in den Abgaskanal 75 eingespritzt werden, der stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung 79 angeordnet ist.
Eine Steuerung 125 ist vorgesehen, um Daten als Eingabe von verschiedenen Sensoren zu empfangen und Befehlssignale als Ausgabe an verschiedene Stellglieder zu senden. Einige der verschiedenen Sensoren und Stellglieder, die eingesetzt werden können, werden unten ausführlich beschrieben. Die Steuerung 125 kann einen Prozessor, einen Speicher, eine Uhr und eine Eingabe-/Ausgabe(I/O)-Schnittstelle enthalten.
Zu den Sensoren, die vorgesehen sein können, gehören ein Luftmassenmesser (MAF) 130, der die Menge der Ansaugluft feststellt, ein Druckdifferenzsensor 135 zwischen einem Einlass und einem Auslass des DPF 109, Temperatursensoren 131 und 139, die die stromaufwärtse und stromabwärtse Abgastemperatur beziehungsweise die Temperatur an einem Einlass und Auslass der Nachbehandlungseinrichtung 79 feststellen, ein Luft-/Kraftstoff-(Sauerstoff-)Sensor (nicht gezeigt), der das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs feststellt, das an den Brennraum geliefert wird, ein Kurbelwinkelsensor (nicht gezeigt), der einen Kurbelwinkel in festgelegten Kurbelwinkelintervallen feststellt, um die Drehwinkelposition und die Drehzahl der Kurbelwelle 39 festzustellen, und ein Drucksensor 140, um den Kraftstoffdruck des Common-Rail 85 und/oder der Einspritzdüse 51 festzustellen. Zu weiteren Sensoren, die vorgesehen sein können, gehören ein Ansaugkrümmerdruck- und - temperatursensor 91 zur Schätzung eines Ansaugluftflusses mittels Geschwindigkeits-Dichte-Berechnung (anstatt eines MAF), ein Abgasdrucksensor 92, ein DOC-Einlasstemperatursensor 147, ein DOC-Auslasstemperatursensor 146, ein DPF-Auslasstemperatursensor 144, ein SCR-Einlasstemperatursensor 143, ein SCR-Auslasstemperatursensor 141, ein SCR-Kammertemperatur- und/oder -NH3-Sensor 142, ein Motorausgang-NOx-Sensor 148 zur Schätzung der Harnstoffdosierung und ein Auspuffrohr-NOx-Sensor 151 zur Diagnose oder geschlossenen Regelkreissteuerung der Harnstoffdosierung.
Zu den Stellgliedern, die vorgesehen werden können, gehören Stellglieder zum Öffnen und Schließen der Einlassventile 45, zum Öffnen und Schließen der Auslassventile 49, zum Einspritzen von Kraftstoff aus der Einspritzdüse 51, zum Einspritzen von Kohlenwasserstoffen aus der HC-Einspritzdüse 94, zum Öffnen und Schließen des Wastegates 62c oder zum Einstellen des Einlasses eines VGT, für das AGR-Ventil 80, für die Ansaugluftdrosselklappe 68 und für die Abgasdrosselklappe 149. Die Stellglieder sind in 1 nicht dargestellt, der Fachmann weiß jedoch, wie der für jede der Komponenten benötigte Mechanismus zum Ausführen der beabsichtigten Funktion umgesetzt werden kann.
Während des Betriebs kann die Steuerung 125 von den verschiedenen oben angeführten Sensoren über die I/O-Schnittstelle Informationen empfangen, die empfangenen Informationen anhand des Prozessors auf Grundlage eines im Speicher gespeicherten Algorithmus verarbeiten und dann über die I/O-Schnittstelle Befehlssignale an die verschiedenen Stellglieder senden. Beispielsweise kann die Steuerung 125 Informationen bezüglich einer Temperatureingabe empfangen, die Temperatureingabe verarbeiten und dann aufgrund der Temperatureingabe und Steuerungsstrategie ein Befehlssignal an ein oder mehrere Stellglieder senden, um die NOx-Bildung herabzusetzen und/oder die Abgastemperatur zu erhöhen.
Die Steuerung 125 kann so konfiguriert sein, dass sie das offenbarte Regenerationsverfahren der Nachbehandlungseinrichtung umsetzt. In einer Ausführungsform beinhaltet das offenbarte Verfahren das Einstellen einer oder mehrerer Betriebsbedingungen des Motors 16, um die Abgastemperatur und/oder den Abgasfluss zu erhöhen, um eine Zielbedingung zu erreichen. Der Begriff „Zielbedingung“ bedeutet hierin einen Zustand des Systems 10 während des Betriebs, wie etwa den Zustand des Abgases im Abgaskanal 75, und kann die Temperatur des Abgases, eine Flussrate des Abgases, ein Verhältnis zwischen einer NO2 -Menge und einer Feinstaubmenge im Abgas, eine Sauerstoffmenge am Oxidationskatalysator oder andere Parameter der Abgasanlage beinhalten.
In einem Fall werden eine oder mehrere Betriebsbedingungen eingestellt, um eine oder mehrere Zielbedingungen des Abgases zu erreichen. In manchen Beispielen ermöglichen die Zielbedingungen des Abgases die Aktivierung der Regeneration der Nachbehandlungseinrichtung. Die Regeneration der Nachbehandlungseinrichtung meint das Desorbieren von Kohlenwasserstoffen und/oder das Entfernen von Feinstaub und/oder das Entfernen reversibler Katalysatorgifte/Aggregate, die in der Nachbehandlungseinrichtung angesammelt sind, welche die Leistung der Nachbehandlungseinrichtung beeinflussen oder zu deren Beschädigung führen können.
In anderen Umsetzungen kann in der Nachbehandlungseinrichtung 79 angesammeltes Material wirksam aus dem Abgas entfernt werden, wenn die Zielbedingung für das Abgas erreicht ist. In manchen Beispielen ist die Zielbedingung für das Abgas eine Zieltemperatur des Abgases an einer bestimmten Stelle im Abgaskanal 75. In einem bestimmten Beispiel, in dem der DOC 102 und DPF 109 regeneriert werden sollen, ist die Zieltemperatur ein Temperaturbereich des Abgases am DOC 102 der Nachbehandlungseinrichtung 79 .
In manchen Fällen ist die Zieltemperatur ein Bereich oberhalb ungefähr 200°C; in diesem Fall werden alle am Katalysator adsorbierten Kohlenwasserstoffe desorbiert. In einem anderen Fall ist die Zieltemperatur ein Bereich zwischen 250°C und 300°C; in diesem Fall kann die HC-Einspritzung aktiviert werden, um stromabwärts des DOC 102 eine höhere Zieltemperatur zu ermöglichen. Beispielsweise kann die stromabwärtse Zieltemperatur am DPF 109 im Bereich von 400°C bis 600°C liegen. Bei diesen Temperaturen steigt die Rußoxidationsrate auf dem DPF 109 an, um eine Regeneration des DPF 109 zu ermöglichen. Zieltemperaturen können auch zur Entschwefelung des Katalysators eingestellt werden; Entschwefelungstemperaturen hängen von der Katalysatorformulierung ab und können im Bereich von 400°C bis 650°C liegen, obwohl bei längeren Regenerationszeiten niedrige Temperaturen möglich sind. Zieltemperaturen können auch zur Entfernung von Ablagerungen auf Harnstoffbasis eingestellt werden. In manchen Fällen genügen Temperaturen über 280°C am SCR-Katalysator, um Verbindungen auf Ammoniak-Sulfat-Basis zu entfernen. Wenn sich harte Harnstoffablagerungen bilden, können Temperaturen über 400°C und sogar über 500°C erforderlich sein, um die Ablagerungen zeitgerecht zu entfernen.
In einer anderen Ausführungsform ist die vorgegebene Zielbedingung ein Zielverhältnis von einer NO2 -Menge zu einer Feinstaubmenge im Abgas in einem bestimmten Bereich des Abgaskanals 75. In einem Beispiel liegt das Zielverhältnis von einer NO2 -Menge zu einer Feinstaubmenge im Bereich von ungefähr 20:1 oder darüber. Für diese bestimmte Zielbedingung liegt der Abgaskanalbereich von Interesse am Einlass zum DPF 109, da die NO2 -Flussrate am DPF-Einlass, die Feinstaubflussrate und die Temperatur die Netto-Rußoxidationsrate für eine bestimmte Ausführungsform der DPF-Konfiguration (d. h. Formulierung und Größe) bestimmt.
In manchen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Betriebsbedingungen so gesteuert, dass eine oder mehrere Zielbedingungen des Abgases erreicht werden. Beispielsweise werden eine oder mehrere Betriebsbedingungen zum Erreichen eines oder mehrerer Temperaturbereiche des Abgases und einer Zielmenge NO2 und einer Feinstaubmenge gesteuert. In einem Fall sind eine oder mehrere Zielbedingungen sowohl ein Zieltemperaturbereich als auch eine Menge NO2 und eine Feinstaubmenge. In diesem Fall kann bei Erreichen einer oder mehrerer vorgegebener Zielbedingungen eine wirksame Rußoxidation durch NO2 in der Nachbehandlungseinrichtung 79 erzielt werden.
In einem anderen Beispiel sind eine oder mehrere Zielbedingungen ein Zieltemperaturbereich des Abgases und/oder eine stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung 79 im Abgas vorhandene Zielsauerstoffmenge. In einem Fall sind eine oder mehrere Zielbedingungen sowohl ein Zieltemperaturbereich des Abgases als auch ein stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung 79 im Abgas vorhandene Zielsauerstoffmenge. In diesem Fall kann bei Erreichen einer oder mehrerer Zielbedingungen eine wirksame Oxidation durch Sauerstoff in der Nachbehandlungseinrichtung 79 erzielt werden.
Nun werden die Steuerabläufe beschrieben, die von der Steuerung 125 umgesetzt werden, um eine oder mehrere Zielbedingungen zu erreichen. Im Allgemeinen werden die in 3 beschriebenen Abläufe von einem Prozessor der Steuerung 125 ausgeführt, der Anweisungen (Algorithmen) ausführt, die im Speicher der Steuerung 125 gespeichert sind. Die untenstehende Beschreibung kann mit dem System 10 umgesetzt werden.
In bestimmten Ausführungsformen enthält das System 10 ferner eine Steuerung 125, die so aufgebaut ist, dass sie bestimmte Betriebsvorgänge zur Steuerung des Systems 10 ausführt, um eine oder mehrere Zielbedingungen zu erreichen. In bestimmten Ausführungsformen bildet die Steuerung einen Teil eines Verarbeitungs-Teilsystems, das eine oder mehrere Rechnervorrichtungen mit Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware enthält. Die Steuerung kann eine einzelne Vorrichtung oder eine dezentrale Vorrichtung sein, und die Funktionen der Steuerung 125 können von Hardware oder Software ausgeführt werden.
In bestimmten Ausführungsformen enthält die Steuerung ein oder mehrere Module, die so aufgebaut sind, dass sie die Betriebsvorgänge der Steuerung ausführen. Die Beschreibung hierin, die Module enthält, betont den unabhängigen Aufbau der Aspekte der Steuerung und veranschaulicht eine Gruppierung von Betriebsvorgängen und Aufgaben der Steuerung. Es versteht sich, dass andere Gruppierungen, die ähnliche allgemeine Betriebsvorgänge ausführen, im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen. Module können in Hardware und/oder Software auf einem dauerhaften computerlesbaren Speichermedium umgesetzt sein, und Module können über verschiedene Hardware- oder Softwarekomponenten verteilt sein. Ausführlichere Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen der Steuerungsbetriebsvorgänge sind in dem auf 2 Bezug nehmenden Abschnitt enthalten.
Bestimmte hierin beschriebene Betriebsvorgänge enthalten Betriebsvorgänge, die einen oder mehrere Parameter auswerten. Auswerten, wie in diesem Dokument verwendet, umfasst das Empfangen von Werten durch beliebige im Fach bekannte Verfahren, einschließlich mindestens des Empfangens von Werten von einem Datenlink oder Netzwerkkommunikation, des Empfangens eines elektronischen Signals (z. B. Spannungs-, Frequenz-, Strom- oder PWM-Signal), das indikativ für den Wert ist, des Empfangens eines Softwareparameters, der indikativ für den Wert ist, des Lesens des Werts aus einem Speicherort auf einem dauerhaften computerlesbaren Speichermedium, des Empfangens des Werts als Laufzeitparameter anhand eines beliebigen im Fach bekannten Mittels, und/oder durch Empfangen eines Werts, anhand dessen der interpretierte Parameter berechnet werden kann, und/oder durch Bezugnahme auf einen vorgegebenen Wert, der als Parameterwert interpretiert wird.
Mit Bezug auf 2 wird gemäß einer Ausführungsform der offenbarte Ablauf 400 bei Schritt 402 eingeleitet, und kann einen Betriebsvorgang 404 zum Auswerten von Regenerationsparametern bezüglich der Bedingung der Nachbehandlungseinrichtung 79 beinhalten. Die Regenerationsparameter können beispielsweise eine Temperatur am Einlass oder einem oder mehreren anderen Teilen der Nachbehandlungseinrichtung 79, ein Druckabfall an der Nachbehandlungseinrichtung 79, ein Zeitraum seit dem letzten Regenerationsereignisses, eine Katalysator- und/oder Filterladungsbedingung, eine Menge oder Schätzung von Feinstaub, der vom Motor 16 seit dem letzten Regenerationsereignis ausgestoßen wurde, oder eine beliebige andere für die Leistung der Nachbehandlungseinrichtung indikative Bedingung sein, die im Bedarfsfall durch Regeneration behoben werden kann. Die Regenerationsparameter können für eine beliebige Bedingung oder eine Kombination von Bedingungen indikativ sein, wie Kohlenwasserstoffadsorption auf dem Katalysator, Ruß- oder Partikelansammlung auf dem DPF 109, Schwefel oder andere Katalysatorgifte auf einem oder mehreren Katalysatoren und/oder Ablagerungsansammlungen auf Ammoniak-Sulfat-Basis.
Als Reaktion auf die Interpretation der Regenerationsparameter bei Betriebsvorgang 404 wird der Ablauf 400 bei Bedingung 406 fortgeführt, um das Regenerationsereignis auszuwerten, und wenn der Indikator für das Regenerationsereignis für die Nachbehandlungseinrichtung 79 als Reaktion auf die Regenerationsparameter geliefert wird. Die Interpretation des Regenerationsereignisses kann das Feststellen des Typs des Regenerationsereignisses mit Sicht auf die Bedingung oder Bedingungen der zu berücksichtigenden Nachbehandlungseinrichtung enthalten, wie Kohlenwasserstoffadsorption, Ruß- oder Partikelansammlung, Schwefel- oder andere Schadstoffvergiftung, Ablagerungsansammlungen auf Ammoniak-Sulfat-Basis und/oder Abfall der NOx-Effizienz von einem oder mehreren Katalysatoren. Der Indikator zum Einleiten der Regeneration kann beispielsweise als Reaktion auf Regenerationsparameter wie eine Temperatur der Nachbehandlungseinrichtung 79, die bei bestimmten Betriebsbedingungen eine Schwelle überschreitet, ein Druckabfall an der Nachbehandlungseinrichtung 79, der eine Schwelle überschreitet, ein Druck am Einlass der Nachbehandlungseinrichtung 79, der eine Schwelle überschreitet, ein Zeitraum seit dem letzten Regenerationsereignis, der eine Schwelle überschreitet, eine Katalysator- und/oder Filterbeladungsbedingung, die eine Schwelle überschreitet, eine Menge oder Schätzung von Feinstaub, der vom Motor 16 seit dem letzten Regenerationsereignis ausgestoßen wurde, eine Menge von Ammoniak-Sulfat-Ablagerung, die eine Schwelle überschreitet oder eine beliebige andere Bedingung bestimmt werden, die indikativ dafür ist, dass ein Regenerationsereignis für die Nachbehandlungseinrichtung 79 erforderlich oder wünschenswert ist. Wenn bei Bedingung 406 kein Regenerationsereignis indiziert ist, kehrt der Ablauf 400 zu Betriebsvorgang 404 zurück. Ist die Bedingung 406 positiv, wird der Ablauf 400 bei Betriebsvorgang 408 fortgesetzt.
Betriebsvorgang 408 beinhaltet das Feststellen der Zielbedingungen des Systems 10, um das indizierte Regenerationsereignis zu unterstützen. Wie oben erörtert, können zu den Zielbedingungen beispielsweise mindestens einer der Faktoren Zieltemperatur oder Zieltemperaturbereich des Abgases, oder ein Zielverhältnis von einer Menge NO2 zu einer Menge Feinstaub im Abgas in einem bestimmten Bereich des Abgaskanals 75, eine Sauerstoffmenge im Abgas und Kombinationen daraus gehören. In einer Ausführungsform ändern sich die Zielbedingungen abhängig von der Art des Regenerationsereignisses, das indikativ für das Einleiten ist.
Betriebsvorgang 410 beinhaltet das Auswerten der aktuellen Betriebsbedingungen von System 10. Zum Auswerten der aktuellen Betriebsbedingungen können beispielsweise das Feststellen eines/r Ausgabedrehmoments und -drehzahl des Motors 16, das Feststellen der Leerlaufbedingung des Motors 16, das Feststellen einer Umgebungstemperatur, das Feststellen einer/s Ansaugkrümmertemperatur und - drucks, das Feststellen eines Frischluftflusses in das Ansaugsystem, das Feststellen einer Massenflussrate oder Füllungsstromrate in die Zylinder 22 des Motors 16, das Feststellen einer Abgasflussrate, das Feststellen einer AGR-Flussrate, das Feststellen einer Temperatur einer Nachbehandlungskomponente und/oder eines beliebigen anderen Betriebsparameters gehören.
Betriebsvorgang 412 beinhaltet das Wählen eines oder mehrerer Motorbetriebsmodi bei den Betriebsvorgängen 414, 416, 418, 420, 422, 424 als Reaktion auf die aktuellen Betriebsbedingungen und die Zielbetriebsbedingungen. In einer Ausführungsform erfolgt die Auswahl des Motorbetriebsmodus automatisch, sobald ein Indikator für ein bestimmtes Regenerationsereignis erreicht wurde. In einer anderen Ausführungsform kann die Auswahl der Motorbetriebsmodi priorisiert werden, beispielsweise als Reaktion auf aktuelle Betriebsbedingungen und den Betriebsmodus, der die Zielbedingung auf Grundlage der aktuellen Motorbetriebsbedingung am schnellsten erzielt, auf den Abstand der aktuellen Betriebsbedingungen von den Zielbetriebsbedingungen, auf den effizientesten Betriebsmodus auf Grundlage der aktuellen Motorbetriebsbedingungen, auf den Betriebsmodus, der die aktuellen Betriebsbedingungen am wenigsten beeinflusst, oder auf andere Kriterien. Ein oder mehrere Motorbetriebsmodi bei den Betriebsvorgängen 414, 416, 418, 420, 422, 424 werden gewählt und ausgeführt, um die aktuellen Motorbetriebsbedingungen so einzustellen, dass die oben beschriebenen Zielbedingungen erreicht werden. Zu den Motorbetriebsmodi gehören ein Zünden ausgewählter Zylinder 414, ein Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung der Zylinder 416, eine Füllungsstromverringerung 418, eine Motorleistungserhöhung 420, eine HC-Dosierung 422 und ein Abgasaufheizen 424.
Betriebsvorgang 414 beinhaltet den Betrieb ausgewählter Zylinder, bei dem ein Teil von Zylindern 22 eine Kraftstoffversorgung erhält, um eine Drehmomentanforderung zu erfüllen. Mit dem Teil von Zylindern ist eine Anzahl von Zylindern gemeint, die geringer als die Gesamtzahl der Zylinder des Motors 16 ist. Betriebsvorgang 414 beinhaltet ferner das Bereitstellen einer Kraftstoffversorgung an den Teil von Zylindern, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen, während die verbleibenden Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt oder deaktiviert werden. Da weniger als alle Zylinder 22 gezündet werden, steigt die Temperatur des Abgases, während der Motor 16 zum Erfüllen der Drehmomentanforderung betrieben wird. In manchen Umsetzungen beinhaltet das Betreiben des Motors 16 mit einem Teil von Zylindern 22, dass die verbleibenden Zylinder 22 deaktiviert werden. In einer Ausführungsform sind die verbleibenden Zylinder 22, die deaktiviert wurden, mit einem Abgaskrümmerteil 50a verbunden, dessen Fluss nicht mit dem AGR-Kanal 76 verbunden ist. Die deaktivierten Zylinder 22 können auch oder wahlweise so ausgewählt werden, dass sie für Motorschwingungswirkungen verantwortlich sind, indem beispielsweise jeder zweite Zylinder in der Zündfolge deaktiviert wird. In einer anderen Ausführungsform kann unter geringen Lastbedingungen eine größere Anzahl von Zylinder deaktiviert werden als unter höheren Lastbedingungen. Bei hohen Lasten, bei denen alle Zylinder benötigt werden, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen, kann der Betriebsvorgang 414 zugunsten eines anderen Betriebsvorgangs 416, 418, 420, 422, 424 umgangen werden, um die Zielbedingung zu erreichen.
In einer Ausführungsform kann das Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder 22 das Abschalten des Luftflusses und/oder Kraftstoffflusses zum Zylinder 22 beinhalten. Das Abschalten des Luftflusses und/oder Kraftstoffflusses zum Zylinder 22 kann das Ausschalten des Einlassventils 45, des Auslassventils 49 und/oder der Einspritzdüse 51 beinhalten. Das Ausschalten von Ventilen kann erreicht werden, indem ein variabler Ventilbetätigungsmechanismus (nicht gezeigt) gesteuert wird, der mit den Einlass- und/oder Auslassventilen verbunden ist. Es könnten auch zusätzliche Ventile im Ansaugsystem oder Kraftstoffsystem vorgesehen sein, um den Ansaugfluss oder Kraftstofffluss zu einem Teil der Zylinder auszuschalten.
Betriebsvorgang 416 beinhaltet einen Betriebsmodus zur Verzögerung der Verbrennungsphaseneinstellung in einem oder mehreren Zylindern 22 . Die Verbrennungsphaseneinstellung ist eine Messgröße für den Zeitpunkt der Verbrennung des als Teil eines normalen Kraftstoffeinspritzungsereignisses eingespritzten Kraftstoffs während der vier Takte, die der Kolben 35 während zweier getrennter Umdrehungen der Motorkurbelwelle 39 abschließt. Das normale Kraftstoffeinspritzungsereignis kann beispielsweise aus einem Satz Motorparameterkennfelder als Funktion der Motordrehzahl- und Drehmomentanforderung ausgewählt sein, und der Zeitpunkt und die Menge der Haupteinspritzung, der Zeitpunkt und die Menge der Pilot- und Nacheinspritzung und der Rail-Druck können als Funktion der Motordrehzahl und -last eingestellt sein. Das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung beinhaltet das Beeinflussen des Kraftstoffeinspritzungsereignisses oder das Verringern des Rail-Drucks im Common-Rail 85, um den Zeitpunkt der Wärmefreisetzung zu verzögern und somit die Abgastemperatur zu erhöhen. Betriebsvorgang 416 kann abhängig von der Motorlast und den Zielbedingungen zusätzlich oder alternativ zu Betriebsvorgang 414 stattfinden. Wenn alle Zylinder 22 aktiv sind und Kraftstoffversorgung erhalten, kann ein Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung auf alle Zylinder 22 oder einen Teil von Zylindern 22 angewendet werden. Wenn nur ein Teil der Zylinder 22 als Reaktion auf Betriebsvorgang 414 aktiv ist, kann das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung auf den ganzen Teilsatz aktiver Zylinder 22 oder einen Teil der aktiven Zylinder 22 angewendet werden.
Zusätzlich zum Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung des normalen Kraftstoffeinspritzungsereignisses können ein oder mehrere Einspritzereignisse zum normalen Kraftstoffeinspritzungsereignis hinzugefügt werden. Ein Hinzufügen einer Piloteinspritzung von Kraftstoff vor dem Hauptkraftstoffeinspritzungsereignis kann die Stabilität des verzögerten Verbrennungsphaseneinstellungsereignisses erhöhen. Ein Hinzufügen eines Nacheinspritzungsereignissesvon Kraftstoff nach dem Haupteinspritzungsereignis kann auch die durchschnittliche Verbrennungsphaseneinstellung weiter verzögern und die Abgastemperaturen weiter erhöhen.
Bei Betriebsvorgang 418 wird ein Betriebsmodus der Füllungsstromverringerung zusätzlich zu einem oder mehreren Betriebsvorgängen 414, 416 oder alternativ zu den Betriebsvorgängen 414, 416 ausgewählt. Der Betriebsvorgang der Füllungsstromverminderung beinhaltet das Senken einer Frischluftflussrate in die Zylinder 22, um die Abgastemperatur zu erhöhen. Der Begriff „Füllungsstrom“ bedeutet hierin, dass ein Luftfluss und rückgeführtes Abgas in den Zylinder 32 fließt. Das Senken einer Frischluftflussrate bei gleichem Leistungsniveau senkt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern 22 und führt dadurch allgemein zu einer Erhöhung der Abgastemperatur.
In einem Beispiel beinhaltet das Senken einer Füllungsstromrate das Öffnen des Wastegates 62, wodurch die verfügbare Abgasenergie herabgesetzt wird, die in die Turbine fließt; dadurch wird die Leistung des Verdichters herabgesetzt und allgemein ein geringerer Luftfluss in den Motor geführt. In einem anderen Beispiel wird die Ansaugluftdrosselklappe 68 teilweise geschlossen, um die Dichte des in den Motor eintretenden Füllungsstromes herabzusetzen, was ebenfalls zu einem verringerten Füllungsstrom führt. In einem weiteren Beispiel wird die Abgasdrosselklappe 149 geschlossen, um den Füllungsstrom zu verringern. In einem noch weiteren Beispiel wird einer der Zylinder des Motors 16 deaktiviert, um den Ansaugluftfluss zu verringern, da der Motor 16, der als Verdrängungspumpe mit gleichbleibendem Volumen wirkt, den Füllungsstrom dann bei gleichem Ansaugkrümmerdruck verringert. In einem noch weiteren Beispiel wird der Turbolader 62, z. B. wenn der Turbolader 62 ein VGT ist, so beeinflusst, dass die Turbineneffizienz herabgesetzt und weniger Leistung auf den Verdichter übertragen wird, was zu einem verminderten Luftfluss in den Motor führt.
Bei Betriebsvorgang 420 wird zusätzlich zu einem oder mehreren der Betriebsvorgänge 414, 416, 418oder alternativ zu den Betriebsvorgängen 414, 416, 418 eine Motorleistungseinstellung ausgewählt. Betriebsvorgang 420 beinhaltet das Erhöhen der Motorlast und/oder der Motordrehzahl. Das Erhöhen der Motordrehzahl (U/min) kann die Nebenaggregat- und/oder Reibungslasten und somit die Abgastemperatur und eine Wärmemenge erhöhen, die an die Nachbehandlungseinrichtung 79 geliefert wird. In manchen Beispielen wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechterhalten oder herabgesetzt, während die Motordrehzahl erhöht wird. Das Erhöhen der Motordrehzahl kann die Reibungsverluste, d. h. den reibungsbezogenen mittleren effektiven Druck (FMEP), erhöhen, was zu einer höheren Kraftstoffversorgung pro Motorzyklus führt. In manchen Fällen kann dies zu einer Zunahme der Wärmeenergie an die Abgase führen. Die Motordrehzahl kann durch das Anfordern einer höheren Zielmotordrehzahl im Leerlaufregelmodus erhöht werden; andernfalls kann das Getriebe in einen Gang geschaltet werden, der eine höhere Motordrehzahl liefert.
Der Modus des Einstellens der Motorleistung kann auch das externe oder parasitäre Erhöhen einer Motorlast beinhalten. Eine externe oder parasitäre Motorlast kann die erforderliche Kraftstoffversorgung pro Motorzyklus erhöhen, die damit die Wärmeenergie zur Abgasanlage erhöhen kann. Eine externe Motorlast kann durch Hinzufügen einer elektrischen Last oder hydraulischen Last erhöht werden, die durch das Betreiben des Motors erfüllt wird. Eine parasitäre Motorlast kann beispielsweise durch das Einschalten eines Kühlerventilators oder einer hydraulischen Pumpe erhöht werden, die vom Motor betrieben wird.
Im Betriebsvorgang 422 wird ein Betriebsmodus der HC-Zudosierung zusätzlich zu einem oder mehreren der Betriebsvorgänge 414, 416, 418, 420 oder alternativ zu den Betriebsvorgängen 414, 416, 418, 420 ausgewählt. Der Betriebsmodus der HC-Dosierung kann eine innerzylindrische HC-Dosierung oder externe HC-Dosierung mit der HC-Einspritzdüse 94 beinhalten. Eine externe HC-Dosierung kann zum Einspritzen eine externe HC-Quelle, eine Reformierung oder den zum Betreiben des Motors verwendeten Kraftstoff verwenden. Eine innerzylindrische HC-Dosierung kann den zum Betreiben des Motors verwendeten Kraftstoff verwenden. In einer Ausführungsform wird die zudosierte Kohlenwasserstoffmenge so bestimmt, dass eine Zielbedingung erreicht wird, die einer Auslasstemperatur des DOC 102 entspricht. Die HC-Dosierungsmenge könnte durch Feedbacksteuerung im geschlossenen Regelkreis auf Grundlage der DOC-Auslasstemperatur bestimmt werden, oder könnte auch auf Grundlage einer Schätzung im offenen Regelkreis bestimmt werden. Geeignete Grenzwerte können auf die HC-Dosierungsmenge angewendet werden, um einen hohen HC-Schlupf aufgrund der DOC-Temperatur und Abgasflussrate zu vermeiden. Zusätzlich kann der Betriebsmodus der HC-Dosierung einen Satz Aktivierungsbedingungen erfordern, z. B. dass der DOC 102 über einer Zündungstemperatur liegt. Die dosierten Kohlenwasserstoffe oxidieren am DOC 102, und die exotherme Reaktion erhöht die Abgastemperatur.
Eine innerzylindrische HC-Dosierung kann auf alle Teilsätze der Zylinder 22 angewendet werden. In einer Ausführungsform wird die innerzylindrische HC-Dosierung nur auf die Zylinder 22 angewendet, die mit dem ersten Abgaskrümmer 50a verbunden sind, um eine Rückführung von Kohlenwasserstoff zum Ansaugsystem zu verhindern. In Systemen ohne AGR kann die innerzylindrische HC-Dosierung auf alle Zylinder oder einen Teilsatz von Zylindern angewendet werden. Das Betreiben einer innerzylindrischen Dosierung an einem Teilsatz von Zylindern kann Kraftstoffsystemeinschränkungen vermeiden, die andernfalls eine stabile Kraftstoffmengensteuerung verhindern könnten. Ist auch der Betriebsmodus des Zündens ausgewählter Zylinder 414 aktiv, kann die innerzylindrische HC-Dosierung nur in den nicht aktiven, nicht zündenden Zylindern ausgeführt werden, um zu verhindern, dass extreme Temperaturen an der Auspufföffnung auftreten. Wird in nicht aktive Zylinder dosiert, kann die HC-Dosierung früh im Arbeitstakt stattfinden, um zu gewährleisten, dass die innerzylindrischen Temperaturen HC-Verdampfung, jedoch keine Verbrennung unterstützen, z. B. zwischen 45-180 Grad hinter dem oberen Totpunkt. Zusätzlich kann HC-Dosierung über mehrere Einspritzereignisse stattfinden, um die HC-Verdampfung zu erleichtern.
In einer anderen Ausführungsform können die aktiven und inaktiven Zylinder im Betriebsmodus 414 während des Betriebsmodus der HC-Dosierung 422 abgewechselt werden, um die durchschnittlichen Temperaturen an der Auspufföffnung auf akzeptablen Werten zu halten. In diesem Fall kann die innerzylindrische HC-Dosierung auf einen Teilsatz von Zylindern angewendet werden, der sowohl aktive als auch nicht aktive Zylinder enthält.
In einer anderen Ausführungsform des Betriebsmodus des innerzylindrischen HC-Dosierens 422 findet die HC-Dosierung zeitig im Verdichtungstakt, z. B. bei 90 Grad vor dem oberen Totpunkt, oder während des Ansaugtakts eines nicht aktiven Zylinders statt. Die HC-Dosierung ist zeitlich so eingestellt, dass sich die eingespritzten HCs ausreichend aus dem Luft-Kraftstoffgemisch mischen, um eine Verbrennung während des Verdichtungs- und Expansionstakts zu vermeiden, die HCs jedoch vorreagieren, um am DOC 102 leichter zu oxidieren.
Bei Betriebsvorgang 424 wird ein Betriebsmodus des Aufheizens des Abgases zusätzlich zu einem oder mehreren der Betriebsvorgänge 414, 416, 418, 420, 422 oder alternativ zu den Betriebsvorgängen 414, 416, 418, 420, 422 ausgewählt. In einer Ausführungsform beinhaltet der Modus des Aufheizens des Abgases den Betrieb eines Abgaserhitzers in der Abgasanlage, wie eines elektrischen Erhitzers oder Kraftstoffbrenners. Der Abgaserhitzeroder der Kraftstoffbrenner ermöglichen ein Erhöhen der Abgastemperaturen unabhängig von den Betriebsbedingungen des Motors 16, wie der Drehzahl, der Last, der Verbrennungsphaseneinstellung und des Füllungsstromes. In anderen Ausführungsformen findet der Betriebsvorgang 424 zusammen mit mindestens dem Betriebsvorgang 420 statt, und der elektrische Erhitzer wird vom Motor 16 betrieben, was die Last für den Motor 16 erhöht, um die Abgastemperatur weiter zu erhöhen.
Nach der Auswahl des Betriebsmodus oder der Betriebsmodi wird der Ablauf 400 bei Betriebsvorgang 426 fortgeführt, um das System 10 in einem oder mehreren Betriebsmodi 414, 416, 418, 420, 422, 424 zu betreiben, damit die Zielbedingung erreicht und aufrechterhalten wird. Während des Betriebs zum Erreichen und Aufrechterhalten der Zielbedingung zur Regeneration der Nachbehandlungseinrichtung setzt sich der Ablauf 400 bei Bedingung 428 fort, um zu ermitteln, ob die Zielbedingungen erreicht wurden. Ist die Bedingung 428 negativ, wird der Ablauf 400 zum Betriebsvorgang 412 zurückgeführt, um eine oder mehrere der Betriebsmodi 414, 416, 418, 420, 422, 424 zu wählen und/oder deselektieren, um die Zielbedingung zu erreichen. Ist die Bedingung 428 negativ, wird der Betriebsvorgang 428 über einen vorgegebenen Zeitraum fortgeführt, der so festgelegt ist, dass die Regeneration der Nachbehandlungseinrichtung 79 als Reaktion auf das indizierte Regenerationsereignis abgeschlossen wird. Die zeitliche Begrenzung für den Regenerationsbetrieb kann abhängig von der für die Regeneration gewählten Zielbedingung unterschiedlich sein. Beispielsweise kann eine Kohlenwasserstoff- und Wasserdesorption durch längere Betriebsvorgangszeiträume bei niedrigeren Zielbetriebstemperaturen erreicht werden, und daher können der/die für diese Bedingungen gewählte(n) Betriebsmodus oder Betriebsmodi über längere Zeiträume betrieben werden als andere Bedingungen, die für die Regeneration extrem hohe Abgastemperaturen erfordern.
Nach Verstreichen des Zeitlimits für den Regenerationsbetriebsmodus können die Betriebsbedingungen gemessen werden, um festzustellen, ob das Regenerationsereignis erfolgreich war. Beispielsweise können die Regenerationsparameter, die das Regenerationsereignis auslösten, ermittelt und mit den Regenerationsparametern vor dem Regenerationsereignis verglichen werden. Überschreitet der Unterschied einen Schwellenwert nicht, kann durch Einrichten eines Fehler-Flags oder anderen Indikators eine Anzeige vorgesehen sein, dass das Regenerationsereignis nicht erfolgreich war. Als Reaktion auf einen oder mehrere Fehler-Flags kann eine Onboard-Diagnoseausgabe, Herabstufung des Motors 16 oder ein anderer Indikator vorgesehen sein, um anzuzeigen, dass Korrekturmaßnahmen für die Nachbehandlungseinrichtung 79 erforderlich sind.
Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung ausführlich dargestellt und beschrieben wurde, muss diese als veranschaulichend und von nicht einschränkendem Charakter angesehen werden, da es sich versteht, dass nur bestimmte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben wurden. Für den Fachmann versteht es sich, dass in den beispielhaften Ausführungsformen viele Abwandlungen möglich sind ohne wesentlich von dieser Erfindung abzuweichen. Entsprechend sind alle derartigen Abwandlungen in den Umfang dieser Offenbarung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, einzuschließen.
Beim Lesen der Ansprüche ist beabsichtigt, dass durch die Verwendung von dort verwendeten Wörtern wie „ein“, „eine“, „mindestens ein(e)“ oder „mindestens ein Teil“ nicht beabsichtigt wird, den Anspruch auf nur einen Gegenstand zu begrenzen, soweit dies im Anspruch nicht ausdrücklich gegenteilig erklärt wird. Wenn Begriffe wie „mindestens ein Teil“ und/oder „ein Teil“ verwendet werden, kann der Gegenstand einen Teil und/oder den ganzen Gegenstand umfassen, soweit dies nicht ausdrücklich gegenteilig erklärt wird.

Claims

Verfahren, umfassend: Betreiben eines Verbrennungsmotorsystems, das einen Verbrennungsmotor (16) mit einer Mehrzahl von Zylindern (22), die einen Füllungsstrom von einem Ansaugsystem empfangen, eine Abgasanlage zum Empfangen von Abgas, das durch Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt wird, der von einem Kraftstoffversorgungssystem als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung an mindestens einen Teil der Mehrzahl von Zylindern (22) geliefert wird, und in der Abgasanlage mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält; Feststellen einer Indikation für ein Regenerationsereignis für die mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) durch Interpretation eines oder mehrerer Regenerationsparameter; Bestimmen einer Zielbedingung für das Abgas als Reaktion auf die Indikation für das Regenerationsereignis, wobei die Zielbedingung zum Regenerieren der mindestens einen Nachbehandlungseinrichtung (79) wirksam ist, wobei die Zielbedingung eine Temperatur des Abgases, eine Flussrate des Abgases und ein Verhältnis von NO₂ zu Feinstaub im Abgas am Einlass der Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält; und Betreiben des Verbrennungsmotors (16), um die Zielbedingung zu erreichen, wobei die Zielbedingung erreicht wird, indem ein Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22) mit Kraftstoff versorgt wird, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen, und Auswählen mindestens eines der folgenden Betriebsmodi: Verzögern einer Verbrennungsphaseneinstellung für den Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22); Verringern des Füllungsstromes an die Mehrzahl von Zylindern (22); Erhöhen einer Drehzahl- und/oder Drehmomentausgabe des Motors (16); Zudosieren von Kohlenwasserstoffen stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung (79).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung im Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung das Hinzufügen eines oder mehrerer zusätzlicher Kraftstoffeinspritzungsereignisse zu einem normalen Kraftstoffeinspritzungsereignis beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Versorgen des Teilsatzes der Mehrzahl von Zylindern mit Kraftstoff das Deaktivieren einer verbleibenden Anzahl der Mehrzahl von Zylindern (22) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Verringern des Füllungsstromes zu der Mehrzahl von Zylindern (22) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Verringern des Füllungsstromes mindestens eines der Folgenden beinhaltet: Schließen einer Einlassdrosselklappe (68) im Ansaugsystem; Schließen einer Abgasdrosselklappe (149) in der Abgasanlage; Öffnen eines Wastegates (62) einer Turbine in der Abgasanlage; Verstellen eines Einlasses in eine Turbine (62b) mit variabler Geometrie in der Abgasanlage.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Erhöhen der Drehzahl- und/oder Drehmomentausgabe der Verbrennungsmotor (16) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Zudosieren von Kohlenwasserstoffen stromaufwärts eines Oxidationskatalysators in der Abgasanlage und der Nachbehandlungseinrichtung (79) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Dosieren von Kohlenwasserstoffen das externe Dosieren von Kohlenwasserstoffen in die Abgasanlage beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Kraftstoffversorgung des Teilsatzes der Mehrzahl von Zylindern (22) das Deaktivieren der Kraftstoffversorgung für eine verbleibende Anzahl der Mehrzahl von Zylindern (22) als Reaktion auf die Drehmomentanforderung beinhaltet, und die Dosierung von Kohlenwasserstoffen das innerzylindrische Dosieren von Kohlenwasserstoffen in mindestens einen Teil der verbleibenden Anzahl der Mehrzahl von Zylindern beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem eine innerzylindrische Dosierung von Kohlenwasserstoffen während eines Ansaugtakts, zeitig in einem Arbeitstakt, oder zeitig in einem Verdichtungstakt eines Kolbens im Teil der verbleibenden Anzahl der Mehrzahl von Zylindern auftritt, um die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem eine innerzylindrische Dosierung von Kohlenwasserstoffen spät in einem Arbeitstakt eines Kolbens (35) im Teil der verbleibenden Anzahl der Mehrzahl von Zylindern (22) auftritt, um die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Aufheizen des Abgases mit einem vom Motor (16) betriebenen Erhitzer beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Erhöhen der Drehzahl- und/oder Drehmomentausgabe des Motors (16) beinhaltet, um den Erhitzer zu betreiben.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung des Teilsatzes der Mehrzahl von Zylindern und das Verringern des Füllungsstromes zu der Mehrzahl von Zylindern beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung des Teilsatzes der Mehrzahl von Zylindern (22) und das Erhöhen der Drehzahl- und/oder Drehmomentausgabe des Motors (16) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgewählte Betriebsmodus das Verzögern der Verbrennungsphaseneinstellung des Teilsatzes der Mehrzahl von Zylindern (22) und das Dosieren von Kohlenwasserstoffen stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung (79) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nachbehandlungseinrichtung (79) einen Partikelfilter enthält.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Nachbehandlungseinrichtung (79) ferner einen Oxidationskatalysator stromaufwärts des Partikelfilters enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nachbehandlungseinrichtung (79) einen selektiven katalytischen Reduktionskatalysator enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Indikation für das Regenerationsereignis mindestens eines der Folgenden beinhaltet: eine Kohlenwasserstoffadsorption an der Nachbehandlungseinrichtung (79), Ruß- oder Partikelansammlung an der Nachbehandlungseinrichtung (79), eine Schwefelvergiftung der Nachbehandlungseinrichtung (79) und/oder eine Ablagerungsansammlung auf Ammoniak-Sulfat-Basis auf der Nachbehandlungseinrichtung (79).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Regenerationsparameter, die die Indikation für das Regenerationsereignis liefern, mindestens einen der Folgenden enthalten: eine Temperatur der Nachbehandlungseinrichtung (79), die eine Schwelle überschreitet; einen Druckabfall an der Nachbehandlungseinrichtung (79), der eine Schwelle überschreitet; einen Druck am Einlass der Nachbehandlungseinrichtung (79), der eine Schwelle überschreitet; einen verstrichenen Zeitraum seit dem letzten Regenerationsereignis; eine Nachbehandlungseinrichtungs-Beladungsbedingung, die eine Schwelle überschreitet; eine Menge von Feinstaub, der vom Motor (16) seit einem letzten Regenerationsereignis ausgestoßen wurde, die eine Schwelle überschreitet; eine Menge von Ammoniak-Sulfat-Ablagerung, die eine Schwelle überschreitet.
Verfahren, umfassend: Betreiben eines Verbrennungsmotorsystems, das einen Verbrennungsmotor (16) mit einer Mehrzahl von Zylindern (22), die einen Füllungsstrom von einem Ansaugsystem empfangen, eine Abgasanlage zum Empfangen von Abgas, das durch Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt wird, der von einem Kraftstoffversorgungssystem als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung an mindestens einen Teil der Mehrzahl von Zylindern (22) geliefert wird, und in der Abgasanlage mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält; Feststellen einer Indikation für ein Regenerationsereignis für die mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) durch Interpretation eines oder mehrerer Regenerationsparameter; Bestimmen einer Zielbedingung für das Abgas als Reaktion auf die Indikation für das Regenerationsereignis, wobei die Zielbedingung zum Regenerieren der mindestens einen Nachbehandlungseinrichtung (79) wirksam ist, wobei die Zielbedingung eine Temperatur des Abgases, eine Flussrate des Abgases und ein Verhältnis von NO₂ zu Feinstaub im Abgas am Einlass der Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält; und Betreiben des Verbrennungsmotors (16), um die Zielbedingung zu erreichen, wobei die Zielbedingung erreicht wird, indem ein Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22) mit Kraftstoff versorgt wird, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen, und Verhindern der Kraftstoffversorgung in einer verbleibenden Anzahl der Mehrzahl von Zylindern (22) als Reaktion auf die Drehmomentanforderung und innerzylindrisches Dosieren von Kohlenwasserstoffen in die verbleibende Anzahl von Zylindern (22), um die Kohlenwasserstoffe zum Erhöhen einer Temperatur des Abgases in der Abgasanlage zu oxidieren.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem eine innerzylindrische Dosierung von Kohlenwasserstoffen während eines Ansaugtaktes, zeitig in einem Arbeitstakt, oder zeitig in einem Verdichtungstakt eines Kolbens (35) in der verbleibenden Anzahl der Mehrzahl von Zylindern (22) auftritt, um die innerzylindrische Verbrennung der Kohlenwasserstoffe zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem eine innerzylindrische Dosierung von Kohlenwasserstoffen spät in einem Arbeitstakt eines Kolbens im Teil der verbleibenden Anzahl der Mehrzahl der Zylinder (22) auftritt, um die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 25, das ferner ein Abwechseln des Teilsatzes der Mehrzahl von Zylindern (22) umfasst, der aus der Mehrzahl von Zylindern (22) während des Regenerationsereignisses Kraftstoffversorgung als Reaktion auf die Drehmomentanforderung empfängt.
System, mit: einem Verbrennungsmotor (16), der eine Mehrzahl von Zylindern (22), die einen Füllungsstrom von einem Ansaugsystem empfangen, eine Abgasanlage zum Empfangen von Abgas, das durch Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, der von einem Kraftstoffversorgungssystem als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung an mindestens einen Teil der Mehrzahl von Zylindern (22) geliefert wird, und in der Abgasanlage mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält; einer Mehrzahl von Sensoren, die zum Liefern von Signalen betriebsfähig sind, die Betriebsbedingungen des Motors (16), des Ansaugsystems, des Kraftstoffversorgungssystems, der Abgasanlage und mindestens einer Nachbehandlungseinrichtung (79) anzeigen; einer Steuerung (125), die betriebsfähig mit der Mehrzahl von Sensoren verbunden ist, um die Signale der Mehrzahl von Sensoren auszuwerten, wobei die Steuerung (125) für Folgendes konfiguriert ist: Feststellen einer Indikation für ein Regenerationsereignis für die mindestens eine Nachbehandlungseinrichtung (79) als Reaktion auf einen oder mehrere der Nachbehandlungseinrichtung (79) zugeordneten Regenerationsparameter; Bestimmen einer Zielbedingung des Abgases als Reaktion auf die Indikation für das Regenerationsereignis, wobei die Zielbedingung für die Regeneration der Nachbehandlungseinrichtung (79) wirksam ist, wobei die Zielbedingung eine Temperatur des Abgases, eine Flussrate des Abgases und ein Verhältnis von NO₂ zu Feinstaub im Abgas am Einlass der Nachbehandlungseinrichtung (79) enthält; und Erreichen der Zielbedingung, indem ein Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22) mit Kraftstoff versorgt wird, während die Kraftstoffversorgung einer verbleibenden Anzahl der Mehrzahl von Zylindern als Reaktion auf die Drehmomentanforderung verhindert wird.
System nach Anspruch 27, bei dem die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie die Zielbedingung erreicht, indem mindestens einer aus den folgenden Betriebsmodi gewählt wird: Verzögern einer Verbrennungsphaseneinstellung für den Teilsatz der Mehrzahl von Zylindern (22); Verringern des Füllungsstromes an die Mehrzahl von Zylindern (22); Erhöhen einer Drehzahl- und/oder Drehmomentausgabe des Motors (16); Dosieren von Kohlenwasserstoffen stromaufwärts der Nachbehandlungseinrichtung (79).
System nach Anspruch 27, bei dem die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie die Zielbedingung erreicht, indem ein innerzylindrisches Dosieren von Kohlenwasserstoffen in die verbleibende Anzahl der Mehrzahl von Zylindern zum Oxidieren der Kohlenwasserstoffe in der Abgasanlage stattfindet, um eine Temperatur des Abgases zu erhöhen.