DE102016200952A1 - Improved filter efficiency of soot particle filters - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung führt ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (12) mit einem Ottomotor (2) und einem mit einem Abgasauslass (5) des Ottomotors (2) verbundenen Rußpartikelfilter (10) ein. Das Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf: – Bestimmen einer Filtereffizienz des Rußpartikelfilters (10); und – Betreiben des Ottomotors (2) in Abhängigkeit von der bestimmten Filtereffizienz. Dabei wird der Ottomotor (2) in einem ersten Betriebsmodus betrieben, wenn die bestimmte Filtereffizienz unterhalb eines ersten Schwellwertes liegt, und in einem von dem ersten Betriebsmodus verschiedenen zweiten Betriebsmodus, wenn die bestimmte Filtereffizienz oberhalb des ersten Schwellwertes liegt. Erfindungsgemäß stößt der Ottomotor (2) in dem Betrieb in dem ersten Betriebsmodus mit dem Abgas eine größere Rußmenge pro Einheitszeit aus als in dem Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine (12), eine Brennkraftmaschine (12) und ein Kraftfahrzeug (1) mit einer solchen Brennkraftmaschine.The invention introduces a method for operating an internal combustion engine (12) with a gasoline engine (2) and a soot particle filter (10) connected to an exhaust gas outlet (5) of the gasoline engine (2). The method comprises at least the following steps: determining a filter efficiency of the soot particle filter (10); and - operating the gasoline engine (2) as a function of the determined filter efficiency. In this case, the gasoline engine (2) is operated in a first operating mode when the determined filter efficiency is below a first threshold value, and in a second operating mode different from the first operating mode when the determined filter efficiency is above the first threshold value. According to the gasoline engine (2) discharges in the operation in the first operating mode with the exhaust gas, a larger amount of soot per unit time than in the operation in the second operating mode. The invention also relates to a method for producing an internal combustion engine (12), an internal combustion engine (12) and a motor vehicle (1) with such an internal combustion engine.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Ottomotor und einem mit einem Abgasauslass des Ottomotors verbundenen Rußpartikelfilter, ein Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine having a gasoline engine and a soot particle filter connected to an exhaust gas outlet of the gasoline engine, a method for producing an internal combustion engine, an internal combustion engine and a motor vehicle having such an internal combustion engine.
Aufgrund stetig steigender Anforderungen an die Abgasreinheit von Kraftfahrzeugen wird versucht, die Entstehung von Schadstoffen bei der Verbrennung des Kraftstoffes im Verbrennungsmotor zu verhindern oder zu verringern. Moderne Kraftfahrzeuge weisen daher Abgasnachbehandlungsvorrichtungen auf, welche den Schadstoffgehalt im Abgas reduzieren, indem sie die Schadstoffe aus dem Abgas herausfiltern oder in weniger schädliche Gase umwandeln. Gesteigerte Aufmerksamkeit erfährt in den letzten Jahren der Rußpartikel- oder Feinstaubausstoß, da die Rußpartikel in Verdacht stehen, die Entstehung von Lungenkrebs zu begünstigen. Bei Diesel-Motoren sind deshalb Dieselrußpartikelfilter (Diesel Particulate Filter, DPF) üblich, die ein poröses Substrat besitzen, das von dem Abgas des Dieselmotors durchströmt wird. Dabei haften in dem Abgas enthaltene Rußpartikel an dem Substrat an, wodurch der Rußausstoß verringert wird. Da die in dem Rußpartikelfilter aufgefangene Masse an Ruß mit der Betriebszeit stetig zunimmt, werden die Rußpartikelfilter regeneriert, indem der Ruß spontan oder durch gezieltes Herbeiführen hoher Substrattemperaturen, beispielsweise durch sogenannte Nacheinspritzung von Kraftstoff, abgebrannt wird. Strengere Abgasnormen führen voraussichtlich auch bei Benzinmotoren zu einer steigenden Verbreitung von Rußpartikelfiltern.Due to steadily increasing demands on the exhaust gas purity of motor vehicles is trying to prevent or reduce the formation of pollutants in the combustion of the fuel in the internal combustion engine. Modern motor vehicles therefore have exhaust aftertreatment devices, which reduce the pollutant content in the exhaust gas by filtering the pollutants from the exhaust or convert it into less harmful gases. Increased attention has been paid in recent years, the soot particles or particulate emissions, as the soot particles are suspected to promote the development of lung cancer. Diesel engines, diesel particulate filters (DPF) are therefore common in diesel engines, which have a porous substrate, which is traversed by the exhaust gas of the diesel engine. At this time, soot particles contained in the exhaust gas adhere to the substrate, thereby reducing soot emission. Since the mass of soot trapped in the particulate filter increases steadily with the operating time, the soot particulate filters are regenerated by burning off the soot spontaneously or by deliberately inducing high substrate temperatures, for example by so-called post-injection of fuel. Stricter emission standards are also expected to lead to an increasing spread of soot particle filters in gasoline engines.
Die Filtereffizienz eines Rußpartikelfilters variiert mit einer Mehrzahl von Parametern, darunter Filtergröße, Filterfläche, Wandstärke, Porengröße und Porosität. Für einen gegebenen Rußpartikelfilter hängt die Filtereffizienz auch von der in dem Filter gespeicherten Masse an Ruß ab, da die Rußablagerungen auf den Filterflächen die Filtereffizienz beeinflusst.The filter efficiency of a particulate filter varies with a number of parameters, including filter size, filter area, wall thickness, pore size, and porosity. For a given particulate filter, the filter efficiency also depends on the mass of soot stored in the filter because soot deposits on the filter surfaces affect filter efficiency.
Der Rußpartikelfilter muss die geltenden Bestimmungen zu ausgestoßener Partikelmasse und Partikelanzahl jedoch jederzeit erfüllen, so dass der Rußpartikelfilter häufig mit einer höheren Filtereffizienz betrieben wird, als eigentlich erforderlich wäre. Es müssen Kompromisse bei der Auslegung des Filters eingegangen werden, die einen unerwünscht hohen Differenzdruck über den Rußpartikelfilter bewirken, was wiederum die Effizienz der Brennkraftmaschine reduziert.However, the particulate filter must comply with the established particle mass and particle count regulations at all times, so the particulate filter is often operated at a higher filtration efficiency than would otherwise be required. There must be compromise in the design of the filter, which cause an undesirably high differential pressure across the soot particle filter, which in turn reduces the efficiency of the internal combustion engine.
Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, verbesserte Verfahren zum Betreiben beziehungsweise Herstellen einer Brennkraftmaschine mit einem Ottomotor sowie eine verbesserte Brennkraftmaschine mit einem Ottomotor und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen verbesserten Brennkraftmaschine bereitzustellen.The object of the invention is to provide improved methods for operating or manufacturing an internal combustion engine with a gasoline engine as well as an improved internal combustion engine with a gasoline engine and a motor vehicle with such an improved internal combustion engine.
Die Erfindung führt daher ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Ottomotor und einem mit einem Abgasauslass des Ottomotors verbundenen Rußpartikelfilter ein. Der Rußpartikelfilter ist dazu ausgebildet, ein Abgas des Ottomotors zu filtern. Das Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf:
- – Bestimmen einer Filtereffizienz des Rußpartikelfilters; und
- – Betreiben des Ottomotors in Abhängigkeit von der bestimmten Filtereffizienz. Dabei wird der Ottomotor in einem ersten Betriebsmodus Betriebsmodus betrieben, wenn die bestimmte Filtereffizienz unterhalb eines ersten Schwellwertes liegt, und in einem von dem ersten Betriebsmodus verschiedenen zweiten Betriebsmodus, wenn die bestimmte Filtereffizienz oberhalb des ersten Schwellwertes liegt. Erfindungsgemäß stößt der Ottomotor in dem Betrieb in dem ersten Betriebsmodus mit dem Abgas eine größere Rußmenge pro Einheitszeit aus als in dem Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus.
- Determining a filter efficiency of the soot particle filter; and
- - Operating the gasoline engine depending on the specific filter efficiency. In this case, the gasoline engine is operated in a first operating mode operating mode when the determined filter efficiency is below a first threshold value, and in a second operating mode different from the first operating mode when the determined filter efficiency is above the first threshold value. According to the invention, in the operation in the first operating mode with the exhaust gas, the gasoline engine discharges a larger amount of soot per unit time than in the operation in the second operating mode.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die Filtereffizienz eines Rußpartikelfilters mit seiner Beladung typischerweise zunimmt. Dieser Effekt ist darauf zurückzuführen, dass sich die Poren des Rußpartikelfilters mit den anhaftenden Rußpartikeln verengen, so dass die Wahrscheinlichkeit steigt, dass weitere Rußpartikel von einer jeweiligen Pore aufgefangen werden. Die Erfindung sieht nun vor, die Filtereffizienz zu bestimmen und, falls sie unterhalb des ersten Schwellwertes liegt und somit unerwünscht niedrig ist, sie durch eine Betriebsweise des Ottomotors, bei der vermehrt Ruß produziert wird, zu steigern. Dadurch kann ein Rußpartikelfilter mit größeren Freiheitsgraden optimiert und gleichzeitig sichergestellt werden, dass die geltenden Bestimmungen für den Rußausstoß eingehalten werden. Beispielsweise könnte der Betrieb in dem ersten Betriebsmodus und damit dem höheren Rußausstoß vor Auslieferung des Rußpartikelfilters beziehungsweise der Brennkraftmaschine oder im Zusammenspiel mit einer Niederdruckabgasrückführung, die einen Teil des Abgases stromabwärts des Rußpartikelfilters aufnimmt und auf die Ladeseite des Ottomotors zurückführt, durchgeführt werden.The invention is based on the finding and includes that the filter efficiency of a soot particle filter typically increases with its loading. This effect is due to the fact that the pores of the soot particle filter constrict with the adhering soot particles, so that the probability increases that other soot particles are absorbed by a respective pore. The invention now provides to determine the filter efficiency and, if it is below the first threshold value and thus undesirably low, to increase it by an operation of the gasoline engine, in which carbon black is increasingly produced. This allows a particulate filter to be optimized with greater degrees of freedom while ensuring compliance with applicable regulations for soot emissions. For example, the operation in the first operating mode and thus the higher Rußausstoß before delivery of the particulate filter or the internal combustion engine or in conjunction with a low-pressure exhaust gas recirculation, which receives a portion of the exhaust gas downstream of the particulate filter and returns to the charging side of the gasoline engine, could be performed.
Der Betrieb in dem ersten Betriebsmodus kann einen Betrieb des Ottomotors mit einem fetten Kraftstoffgemisch vorsehen, also einen Betrieb mit λ < 1. The operation in the first operating mode may provide for operation of the spark-ignition engine with a rich fuel mixture, ie an operation with λ <1.
Der Betrieb in dem ersten Betriebsmodus kann auch ein Betrieb mit einem alternativen Kraftstoff sein, der eine erhöhte Rußproduktion bedingt. Beispielsweise kann hierfür ein Kraftstoff gewählt werden, der einen gegenüber handelsüblichem Superbenzin erhöhten Anteil an Aromaten enthält, beispielsweise einen Gehalt von wenigstens 40 oder von mehr als 50 Prozent an Aromaten. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Zusetzens eines Additivs, das eine Rußbildung erhöht, zu einem in einem Benzintank der Brennkraftmaschine befindlichen Benzin umfassen. Das Additiv kann hierbei Aromate enthalten. Die Erhöhung des Rußausstoßes durch einen alternativen Kraftstoff ist besonders vorteilhaft im Rahmen einer Inbetriebnahme vor Auslieferung der Brennkraftmaschine anwendbar, beispielsweise im Rahmen von Produktionstests.Operation in the first mode of operation may also be alternative fuel operation requiring increased soot production. For example, for this purpose, a fuel can be selected which contains an increased proportion of aromatics compared to commercially available premium petrol, for example a content of at least 40 or more than 50 percent of aromatics. More specifically, the method of the present invention may include a step of adding an additive that increases soot formation to a gasoline disposed in a gasoline tank of the internal combustion engine. The additive may contain aromatics. The increase in the emission of soot by an alternative fuel is particularly advantageous in the context of commissioning before delivery of the internal combustion engine applicable, for example in the context of production tests.
Der durch den Betrieb in dem ersten Betriebsmodus bereits teilweise mit Ruß beladene Rußpartikelfilter kann anschließend unter Einhaltung der geltenden Abgasbestimmungen betrieben werden, wobei sich ein günstigeres Verhalten des Rußpartikelfilters hinsichtlich des Druckabfalls über den Rußpartikelfilter im Betrieb und damit hinsichtlich des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine ergibt. Es kann dabei vorgesehen sein, eine Regeneration des Rußpartikelfilters gezielt nur teilweise durchzuführen, um die Filtereffizienz des Rußpartikelfilters nicht wieder unter den ersten Schwellwert fallen zu lassen. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, das Abbrennen des Rußes durch Einstellen geeigneter Abgasparameter zu beenden, bevor sämtlicher in dem Rußpartikelfilter abgelagerter Ruß verbrannt ist. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem ein Zustrom von Sauerstoff zu dem Rußpartikelfilter unterbunden wird, beispielsweise in dem gezielt ein sauerstoffarmes oder sauerstofffreies Abgas erzeugt wird, und/oder der Rußpartikelfilter gekühlt wird, was beispielsweise durch Erhöhung einer Massendurchflussrate des Abgases oder einer Kühlung des Abgases erreicht werden kann.The soot particle filter already partly loaded with soot through operation in the first operating mode can subsequently be operated in compliance with the applicable exhaust gas regulations, with a more favorable behavior of the soot particle filter with regard to the pressure drop across the soot particle filter during operation and thus with regard to the efficiency of the internal combustion engine. It may be provided to selectively perform a regeneration of the particulate filter only partially so as not to drop the filter efficiency of the particulate filter again below the first threshold. For this purpose it may be provided to end the burning off of the soot by setting suitable exhaust gas parameters before all the soot deposited in the soot particle filter has been burned. This can be done, for example, by inhibiting an influx of oxygen to the soot particle filter, for example by deliberately producing an oxygen-poor or oxygen-free exhaust gas, and / or by cooling the soot particle filter, for example by increasing a mass flow rate of the exhaust gas or cooling the exhaust gas can be.
Die Rußmenge kann sich auf die Anzahl der Partikel und/oder auf ihre Masse beziehen.The amount of soot can be related to the number of particles and / or their mass.
Die Filtereffizienz des Rußpartikelfilters kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer Differenz eines ersten Druckes stromaufwärts des Rußpartikelfilters und eines zweiten Druckes stromabwärts des Rußpartikelfilters bestimmt werden. Für die Messung des Drucks können stromaufwärts und gegebenenfalls stromabwärts des Rußpartikelfilters Drucksensoren vorgesehen werden. Solche Sensoren sind aber meist schon aus anderen Gründen vorhanden, weshalb für diese Ausführungsformen der Erfindung üblicherweise kein zusätzlich zu betreibender Aufwand entsteht.The filter efficiency of the particulate filter may be determined, for example, as a function of a difference of a first pressure upstream of the particulate filter and a second pressure downstream of the particulate filter. For measuring the pressure, pressure sensors may be provided upstream and optionally downstream of the particulate filter. However, such sensors are usually already present for other reasons, which is why, for these embodiments of the invention usually no additional effort to be operated arises.
Alternativ oder zusätzlich kann die Filtereffizienz des Rußpartikelfilters in Abhängigkeit von einer mathematischen Modellierung des Rußpartikelfilters bestimmt werden. Solche Modellierungen werden fachüblich zur Bestimmung der Zeitpunkte einer aktiven Regeneration des Rußpartikelfilters vorgenommen. Dabei werden die verschiedenen Betriebszustände des Verbrennungsmotors, eine passive Regeneration des Rußpartikelfilters, die Betriebsdauer sowie gegebenenfalls weitere Betriebs- und Umgebungsparameter erfasst und die in den Betriebszuständen entstehenden und im Rußpartikelfilter abgelagerten Rußmengen rechnerisch bestimmt. Die mathematische Modellierung kann auch regelmäßig durch Druckmessungen überprüft und an die durch die Messungen tatsächlich vorgefundenen Verhältnisse angenähert werden.Alternatively or additionally, the filter efficiency of the soot particle filter can be determined as a function of a mathematical modeling of the soot particle filter. Such modeling is carried out in the customary practice for determining the times of active regeneration of the soot particle filter. In this case, the various operating states of the internal combustion engine, a passive regeneration of the soot particle filter, the operating time and optionally further operating and environmental parameters are recorded and determined in the operating conditions and deposited in the soot particulate filter soot quantities calculated. The mathematical modeling can also be regularly checked by pressure measurements and approximated to the conditions actually found by the measurements.
Die Bestimmung der Filtereffizienz kann einen zeitweiligen Betrieb des Ottomotors in dem ersten Betriebsmodus auslösen, wenn beispielsweise die Filtereffizienz aufgrund von passiver Regeneration des Rußpartikelfilters unerwünscht weit abgesunken ist. Dieser Betrieb kann erfolgen, bis eine Beladung des Rußpartikelfilters und damit seine Filtereffizienz wieder ausreichend hoch ist.The determination of the filter efficiency can trigger a temporary operation of the gasoline engine in the first operating mode, for example, if the filter efficiency has dropped undesirably far due to passive regeneration of the soot particle filter. This operation can take place until a loading of the soot particle filter and thus its filter efficiency is sufficiently high again.
Für die Bestimmung der Filtereffizienz kann es genügen, eine andere Größe als die Filtereffizienz selbst zu bestimmen, wenn sich aus dieser anderen Größe die Filtereffizienz ableiten lässt. So wird die mathematische Modellierung üblicherweise eine Beladung des Rußpartikelfilters bestimmen, aus der sich die Filtereffizienz bei feststehenden sonstigen Eigenschaften des Rußpartikelfilters unmittelbar ergibt. Das bedeutet aber auch, dass der erste Schwellwert nicht notwendigerweise ein Filtereffizienzwert sein muss, sondern auch ein Beladungswert oder dergleichen sein kann. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt eine Beladung des Rußpartikelfilters bestimmt (z. B. durch Messung und/oder mathematische Modellierung). Die Filtereffizienz des Rußpartikelfilters wird dann in Abhängigkeit von der bestimmten Beladung des Rußpartikelfilters bestimmt.For the determination of the filter efficiency, it may be sufficient to determine a size other than the filter efficiency itself, if the filter efficiency can be derived from this other variable. Thus, the mathematical modeling will usually determine a loading of the particulate filter, from which the filter efficiency results directly with fixed other properties of the particulate filter. However, this also means that the first threshold value does not necessarily have to be a filter efficiency value, but may also be a load value or the like. In the context of the method according to the invention, a loading of the soot particle filter is preferably determined (eg by measurement and / or mathematical modeling). The filter efficiency of the particulate filter is then determined as a function of the specific load of the particulate filter.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, eine erste Teilbeladung des Rußpartikelfilters durch Ruß und eine zweite Teilbeladung des Rußpartikelfilters durch Asche zu bestimmen. Hintergrund derartiger Ausführungsformen der Erfindung ist, dass die im Rußpartikelfilter aufgefangenen Partikel bei der Regeneration des Rußpartikelfilters nicht rückstandsfrei verbrennen, sondern auch Asche entsteht, die sich über die Lebensdauer des Rußpartikelfilters ansammelt. Auch diese Asche wirkt sich, wie die Rußpartikel selbst, auf die Filtereffizienz des Rußpartikelfilters aus und kann für die Bestimmung der Filtereffizienz nach einer Regeneration berücksichtigt werden.It is preferably provided to determine a first partial loading of the soot particle filter by soot and a second partial loading of the soot particle filter by ash. Background of such embodiments of the invention is that the particles collected in the soot particulate filter do not burn without residue in the regeneration of the particulate filter, but also ash that accumulates over the life of the particulate filter. Like the soot particles themselves, these ashes also have an effect on the filter efficiency of the soot particle filter and can be taken into account for the determination of the filter efficiency after regeneration.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung machen sich diesen eigentlich unerwünschten, aber unvermeidlichen Effekt der Ascheansammlung zunutze, indem das Betreiben des Ottomotors in dem ersten Betriebsmodus unter der Bedingung durchgeführt wird, dass die zweite Teilbeladung unterhalb eines zweiten Schwellwertes liegt. Steigt die zweite Teilbeladung über den zweiten Schwellwert, ist der Rußpartikelfilter bereits durch die Asche so sehr beladen, dass die Filtereffizienz auf den ersten Schwellwert oder darüber gehoben wird. Ein Betreiben des Ottomotors in dem ersten Betriebsmodus, um eine erhöhte Rußmasse zu produzieren, kann nun entfallen. Das heißt, das bewusste Erhöhen der Rußerzeugung wird während der Lebenszeit des Rußpartikelfilters überflüssig. Ein bereits zur Produktionszeit ohne jegliche Ruß- und Aschenbeladung mit einer vergleichsweise höheren Filtereffizienz ausgestatteter Rußpartikelfilter wäre jedoch zu diesem Zeitpunkt wegen der angesammelten Asche bereits deutlich weniger durchlässig, was einen größeren Druckabfall über den Rußpartikelfilter und eine reduzierte Effizienz der Brennkraftmaschine zur Folge hätte. Zudem müsste der Rußpartikelfilter früher ausgetauscht werden. Übersteigt die zweite Teilbeladung den zweiten Schwellwert, kann eine vollständige Regeneration des Rußpartikelfilters durchgeführt werden, ohne dass die Filtereffizienz unter den ersten Schwellwert sinkt. Particularly preferred embodiments of the invention take advantage of this actually undesirable but unavoidable effect of ash accumulation by operating the gasoline engine in the first operating mode under the condition that the second partial load is below a second threshold. If the second partial load rises above the second threshold value, the soot particle filter is already so heavily loaded by the ash that the filter efficiency is raised to the first threshold value or above. Operating the gasoline engine in the first mode of operation to produce increased soot mass can now be eliminated. That is, deliberately increasing the generation of soot becomes unnecessary during the life of the particulate filter. However, already at production time without any soot and ash load equipped with a comparatively higher filter efficiency soot particulate filter would be much less permeable at this time because of the accumulated ash, which would result in a larger pressure drop across the soot particle filter and a reduced efficiency of the internal combustion engine. In addition, the soot particle filter would have to be replaced earlier. If the second partial load exceeds the second threshold, complete regeneration of the particulate filter can be performed without the filter efficiency dropping below the first threshold.
Vorzugsweise ist eine erste mittlere Partikelgröße von in dem Betrieb des Ottomotors in dem ersten Betriebsmodus mit dem Abgas ausgestoßenen Rußpartikeln größer als eine zweite mittlere Partikelgröße von in dem Betrieb des Ottomotors in dem zweiten Betriebsmodus mit dem Abgas ausgestoßenen Rußpartikeln. Dies bedeutet, dass während der erfindungsgemäßen bewussten Erhöhung des Rußausstoßes des Ottomotors bevorzugt größere Rußpartikel erzeugt werden. Diese größeren Rußpartikel werden mit höherer Wahrscheinlichkeit von dem Rußpartikelfilter aufgefangen, so dass Bestimmungen zur Anzahl und Masse des von dem mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs leichter während des Betriebs in dem ersten Betriebsmodus eingehalten werden können. Dies ist insbesondere nach einer zu starken oder sogar vollständigen Regeneration des Rußpartikelfilters vorteilhaft, da die Regeneration nach einer Inverkehrbringung des Rußpartikelfilters stattfindet und die gesetzlichen Bestimmungen jederzeit eingehalten werden müssen.Preferably, a first average particle size of soot particles ejected with the exhaust gas in the operation mode of the gasoline engine in the first operation mode is larger than a second average particle size of soot particles expelled with the exhaust gas in the operation of the gasoline engine in the second operation mode. This means that during the deliberate increase of the soot output of the gasoline engine according to the invention, preference is given to producing larger soot particles. These larger soot particles are more likely to be trapped by the soot particulate filter, so that determinations of the number and mass of the motor vehicle equipped with the engine can be more easily met during operation in the first mode of operation. This is particularly advantageous after an excessive or even complete regeneration of the soot particle filter, since the regeneration takes place after the soot particle filter has been placed on the market and the statutory provisions must be complied with at all times.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren besitzt wenigstens die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen einer Brennkraftmaschine mit einem Ottomotor und einem mit einem Abgasauslass des Ottomotors verbundenen Rußpartikelfilter, der dazu ausgebildet ist, ein Abgas des Ottomotors zu filtern; und
- – Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Erfindungsaspekt, solange die bestimmte Filtereffizienz unterhalb des ersten Schwellwertes liegt.
- - Providing an internal combustion engine having a gasoline engine and a connected to an exhaust gas outlet of the gasoline engine soot filter, which is adapted to filter an exhaust gas of the gasoline engine; and
- Carrying out the method according to the first aspect of the invention, as long as the determined filter efficiency is below the first threshold value.
Ein weiterer Erfindungsaspekt betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Ottomotor, einem mit einem Abgasauslass des Ottomotors verbundenen Rußpartikelfilter, der dazu ausgebildet ist, ein Abgas des Ottomotors zu filtern, und einer mit dem Ottomotor verbundenen Steuereinheit, welche ausgebildet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Erfindungsaspekt durchzuführen.A further aspect of the invention relates to an internal combustion engine having a gasoline engine, a soot particle filter connected to an exhaust gas outlet of the gasoline engine, which is designed to filter an exhaust gas of the gasoline engine, and a control unit connected to the gasoline engine, which is designed to carry out the method according to the first aspect of the invention ,
Zudem wird ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine eingeführt.In addition, a motor vehicle is introduced with such an internal combustion engine.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to illustrations of exemplary embodiments. Show it:
Der Verdichter
Das für den Betrieb des Ottomotors
Das Abgas des Ottomotors
Die Brennkraftmaschine
In Schritt S3 wird geprüft, ob die bestimmte Rußbeladung des Rußpartikelfilters
Ergab die Prüfung in Schritt S3, dass die Rußbeladung unterhalb der ersten Schwelle liegt, wird in Schritt S6 eine Teilbeladung des Rußpartikelfilters
Die Erfindung wurde bezugnehmend auf ein Ausführungsbeispiel näher erläutert, ist jedoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Variationen der Erfindung können vom Fachmann aus dem Ausführungsbeispiel abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.The invention has been explained in more detail with reference to an exemplary embodiment, but is not limited by the disclosed examples. Variations of the invention may be derived by those skilled in the art from the embodiment without departing from the scope of the invention as defined in the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 22
- Ottomotor gasoline engine
- 33
- Zylinder cylinder
- 44
- Zuluftkrümmer Zuluftkrümmer
- 55
- Abgaskrümmer exhaust manifold
- 66
- Verdichter compressor
- 77
- Welle wave
- 88th
- Abgasturbine exhaust turbine
- 99
- Luftfilter air filter
- 1010
- Rußpartikelfilter Rußpartikelfilter
- 1111
- Auspuff Exhaust
- 1212
- Brennkraftmaschine Internal combustion engine
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017205390A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-07-12 | Audi Ag | Method for operating a particle filter |
WO2019209668A1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | Fca Us Llc | Gasoline particulate filter filtration efficiency improvement with engine control |
DE102017222142B4 (en) | 2017-12-07 | 2021-12-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Exhaust system with particulate filter device and method of operation |
DE102021105022B3 (en) | 2021-03-02 | 2022-08-04 | Audi Aktiengesellschaft | Method for operating a drive device for a motor vehicle and corresponding drive device |
-
2016
- 2016-01-25 DE DE102016200952.4A patent/DE102016200952A1/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017205390A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-07-12 | Audi Ag | Method for operating a particle filter |
DE102017222142B4 (en) | 2017-12-07 | 2021-12-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Exhaust system with particulate filter device and method of operation |
WO2019209668A1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | Fca Us Llc | Gasoline particulate filter filtration efficiency improvement with engine control |
DE102021105022B3 (en) | 2021-03-02 | 2022-08-04 | Audi Aktiengesellschaft | Method for operating a drive device for a motor vehicle and corresponding drive device |
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