DE102018106420A1 - A POST-TREATMENT SYSTEM, A COMBUSTION ENGINE ASSEMBLY AND RELATED METHODS - Google Patents

A POST-TREATMENT SYSTEM, A COMBUSTION ENGINE ASSEMBLY AND RELATED METHODS Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Regenerieren eines Dieselpartikelfilters in einem Nachbehandlungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Regenerieren des Dieselpartikelfilters in einem ersten Modus, in dem an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Stickstoffdioxid oxidiert wird, wobei der erste Modus in einem ersten Temperaturbereich erfolgt und einen ersten Zeitraum lang in einem im Wesentlichen stationären Zustand gehalten wird; und Regenerieren des Dieselpartikelfilters in einem zweiten Modus, in dem an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Sauerstoff oxidiert wird, wobei der zweite Modus in einem zweiten Temperaturbereich erfolgt, der heißer als der erste Temperaturbereich ist, und einen zweiten Zeitraum lang in einem im Wesentlichen stationären Zustand gehalten wird. Das Nachbehandlungssystem umfasst weiterhin eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion stromaufwärts von oder integral mit dem Dieselpartikelfilter. Das Verfahren kann weiterhin das Hemmen von Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels in die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion während mindestens eines Teils eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus umfassen. Das Nachbehandlungssystem kann weiterhin einen Oxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters umfassen, und das Verfahren kann weiterhin das selektive Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Dieselpartikelfilters zu stromaufwärts des Oxidationskatalysators umfassen.

Figure DE102018106420A1_0000
A method of regenerating a diesel particulate filter in an aftertreatment system, the method comprising: regenerating the diesel particulate filter in a first mode in which soot collected at the diesel particulate filter is primarily oxidized by nitrogen dioxide, the first mode occurring in a first temperature range and for a first time period is maintained in a substantially stationary state; and regenerating the diesel particulate filter in a second mode in which soot collected at the diesel particulate filter is primarily oxidized by oxygen, the second mode being in a second temperature range hotter than the first temperature range and a substantially stationary one for a second time period Condition is maintained. The aftertreatment system further includes a selective catalytic reduction device upstream of or integral with the diesel particulate filter. The method may further comprise inhibiting introduction of a selective catalytic reductant into the selective catalytic reduction device during at least a portion of one or more regeneration operations in the first mode. The aftertreatment system may further include an oxidation catalyst upstream of the diesel particulate filter, and the method may further comprise selectively recirculating exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter to upstream of the oxidation catalyst.
Figure DE102018106420A1_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Diese Offenbarung betrifft allgemein ein Nachbehandlungssystem, eine Brennkraftmaschinen-Baugruppe und zugehörige Verfahren und betrifft insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, die Regeneration eines Dieselpartikelfilters.This disclosure generally relates to an aftertreatment system, an engine assembly, and related methods, and is particularly, although not exclusively, concerned with the regeneration of a diesel particulate filter.

Hintergrundbackground

Ein Dieselpartikelfilter sammelt Ruß, das von einer Brennkraftmaschine ausgestoßen wird. Der Ruß kann regelmäßig abgebrannt werden, d.h. der Filter kann ‚regeneriert‘ werden. Dies erfordert typischerweise ein regelmäßiges Eingreifen durch ein Brennkraftmaschinen-Managementsystem, um z.B. spät im Brennkraftmaschinenverbrennungszyklus Kraftstoff einzuspritzen. Die Temperatur am Ausgang der Brennkraftmaschine wird dann angehoben und ein Teil dieses Kraftstoffs verlässt ebenfalls die Brennkraftmaschine, woraufhin er in einem Oxidationskatalysator verbrennt, wodurch die Abgastemperatur weiter auf ∼600°C angehoben wird (‚heiße Regeneration‘). Ein Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs kann an den Kolbenringen vorbei nach unten ablaufen, was zu Ölverdünnung führt und potentiell die Brennkraftmaschinenschmierung gefährdet.A diesel particulate filter collects soot discharged from an internal combustion engine. The soot can be burned off regularly, i. the filter can be 'regenerated'. This typically requires periodic intervention by an engine management system, e.g. injecting fuel late in the engine combustion cycle. The temperature at the output of the internal combustion engine is then raised and a part of this fuel also leaves the internal combustion engine, whereupon it burns in an oxidation catalyst, whereby the exhaust gas temperature is further raised to ~600 ° C ('hot regeneration'). Part of the post-injected fuel may drain down past the piston rings, causing oil dilution and potentially jeopardizing engine lubrication.

Es besteht wenig Spielraum. Wenn beispielsweise die nacheingespritzte Kraftstoffmenge einerseits reduziert wird, könnte das Abgas nicht heiß genug sein. Wenn dagegen die Regeneration nicht häufig genug ist, könnte zu viel Ruß zurückgehalten werden und die Verbrennung des zusätzlichen Rußes könnte einen Temperaturgrenzwert für den Filter übersteigen. Dies wird durch den Einsatz von neueren Filtern mit dünneren, poröseren Wänden verschlimmert.There is little room for maneuver. For example, if the post-injected fuel quantity is reduced on the one hand, the exhaust gas may not be hot enough. On the other hand, if regeneration is not frequent enough, too much soot could be retained and combustion of the additional soot could exceed a temperature limit for the filter. This is made worse by the use of newer filters with thinner, more porous walls.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Regenerieren eines Dieselpartikelfilters eines Nachbehandlungssystems vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst:

  • Regenerieren des Dieselpartikelfilters in einem ersten Modus, in dem an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Stickstoffdioxid oxidiert wird, wobei der erste Modus in einem ersten Temperaturbereich erfolgt und einen ersten Zeitraum lang in einem im Wesentlichen stationären Zustand gehalten wird; und
According to one aspect of the present disclosure, a method is provided for regenerating a diesel particulate filter of an aftertreatment system, the method comprising:
  • Regenerating the diesel particulate filter in a first mode in which soot collected at the diesel particulate filter is primarily oxidized by nitrogen dioxide, wherein the first mode is in a first temperature range and is maintained in a substantially steady state for a first time period; and

Regenerieren des Dieselpartikelfilters in einem zweiten Modus, in dem an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Sauerstoff oxidiert wird, wobei der zweite Modus in einem zweiten Temperaturbereich erfolgt, der heißer als der erste Temperaturbereich ist, und einen zweiten Zeitraum lang in einem im Wesentlichen stationären Zustand gehalten wird.Regenerating the diesel particulate filter in a second mode in which soot collected at the diesel particulate filter is primarily oxidized by oxygen, the second mode occurring in a second temperature range hotter than the first temperature range and a second stationary duration in substantially steady state is held.

Das Nachbehandlungssystem kann weiterhin eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion umfassen. Der Dieselpartikelfilter kann sich stromaufwärts, integral mit oder stromabwärts der Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion befinden. Das Verfahren kann das Hemmen (z.B. Verhindern, Beschränken oder Reduzieren) von Einleitung eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels in die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion während mindestens eines Teils eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus umfassen.The aftertreatment system may further include a selective catalytic reduction device. The diesel particulate filter may be located upstream, integral with or downstream of the selective catalytic reduction device. The method may include inhibiting (e.g., preventing, limiting or reducing) introduction of a selective catalytic reducing agent into the selective catalytic reduction apparatus during at least a portion of one or more regeneration operations in the first mode.

Das Nachbehandlungssystem kann weiterhin einen Oxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters umfassen.The aftertreatment system may further include an oxidation catalyst upstream of the diesel particulate filter.

Das Verfahren kann das selektive Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. stromabwärts des Dieselpartikelfilters, zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. stromaufwärts des Oxidationskatalysators, umfassen. Das Rückführen kann in dem ersten Modus während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge erfolgen. Die rückgeführten Abgase können nicht durch eine Brennkraftmaschine stromaufwärts des Nachbehandlungssystems treten, können z.B. diese umgehen.The method may include selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system, e.g. downstream of the diesel particulate filter, to upstream of the aftertreatment system, e.g. upstream of the oxidation catalyst. The recycling may be in the first mode during one or more regeneration operations. The recirculated exhaust gases can not pass through an internal combustion engine upstream of the aftertreatment system, e.g. handle these.

Das Nachbehandlungssystem kann weiterhin an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Nachbehandlungssystems, z.B. stromaufwärts des Oxidationskatalysators, ein Venturi, z.B. eine Verengung, in dem Strömungsweg umfassen. Das Verfahren kann z.B. während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus das selektive Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. stromabwärts des Dieselpartikelfilters, zu der Verengung des Venturis umfassen.The aftertreatment system may further include at an upstream end of the aftertreatment system, eg, upstream of the oxidation catalyst, a venturi, eg, a restriction, in the flowpath. For example, during one or more regeneration operations in the first mode, the method may include selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system, eg, downstream of the diesel particulate filter, to the venturi throat.

Das Verfahren kann z.B. während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus das selektive Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Dieselpartikelfilters durch einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal in einen Kompressor eines Turboladers umfassen. Das Verfahren kann z.B. während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus das selektive Ablassen von Einlassluft von einem Auslass oder stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors durch einen Entlüftungskanal, der zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems führt, umfassen.The method may e.g. during one or more regeneration operations in the first mode, selectively recycling exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter through a low pressure exhaust gas recirculation passage into a compressor of a turbocharger. The method may e.g. during one or more regeneration operations in the first mode, selectively bleeding intake air from an outlet or downstream of an outlet of the turbocharger compressor through a bleed passage leading to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system.

Der erste Zeitraum kann länger oder kürzer als der zweite Zeitraum sein. Das Verfahren kann das regelmäßige Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus und/oder das regelmäßige Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus umfassen. Das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus kann häufiger als das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus erfolgen. Eine erste gesamte Zeitdauer, die in dem ersten Regenerationsmodus verbracht wird, kann größer als eine zweite gesamte Zeitdauer, die in dem zweiten Regenerationsmodus verbracht wird, sein.The first period may be longer or shorter than the second period. The method may include periodically regenerating the diesel particulate filter in the first mode and / or periodically regenerating the diesel particulate filter in the second mode. The regeneration of the diesel particulate filter in the first mode may occur more frequently than the regeneration of the diesel particulate filter in the second mode. A first entire time period spent in the first regeneration mode may be greater than a second total time duration spent in the second regeneration mode.

Bei mindestens einem Paar von Regenerationsvorgängen kann das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus zeitlich vom Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus getrennt sein, es kann z.B. ein zeitlicher Abstand zwischen den zwei Regenerationsvorgängen liegen. Zusätzlich oder alternativ kann bei zumindest einem Paar von Regenerationsvorgängen das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus unmittelbar auf das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus folgen oder diesem vorausgehen, z.B. kann zwischen den zwei Regenerationsvorgängen kein zeitlicher Abstand liegen.In at least one pair of regeneration operations, the regeneration of the diesel particulate filter in the first mode may be temporally separated from the regeneration of the diesel particulate filter in the second mode; there is a time interval between the two regeneration processes. Additionally or alternatively, in at least one pair of regeneration operations, regeneration of the diesel particulate filter in the second mode may immediately follow or precede regeneration of the diesel particulate filter in the first mode, e.g. there can be no time difference between the two regeneration processes.

Der erste Modus kann bei Temperaturen zwischen etwa 250°C und etwa 500°C erfolgen. Der erste Modus kann insbesondere bei Temperaturen zwischen etwa 300°C und etwa 400°C erfolgen. Der zweite Modus kann dagegen bei Temperaturen erfolgen, die etwa 550°C übersteigen. Insbesondere kann der zweite Modus bei einer Temperatur von etwa 600°C erfolgen.The first mode may be at temperatures between about 250 ° C and about 500 ° C. The first mode can be carried out in particular at temperatures between about 300 ° C and about 400 ° C. The second mode, on the other hand, can be done at temperatures exceeding about 550 ° C. In particular, the second mode may be at a temperature of about 600 ° C.

Das Verfahren kann ein oder mehrere der folgenden umfassen: Nachverfolgen des Aufbaus von Ruß auf dem Dieselpartikelfilter; Nachverfolgen der Oxidation des Rußes während des ersten und des zweiten Regenerationsmodus; und Ansetzen eines Regenerationsvorgangs in dem ersten oder zweiten Modus.The method may include one or more of the following: tracking the build-up of soot on the diesel particulate filter; Tracking the oxidation of the soot during the first and second regeneration modes; and scheduling a regeneration process in the first or second modes.

Das Verfahren kann das Erfassen der Rußaufbaumenge auf dem Dieselpartikelfilter umfassen. Es kann ein Regenerationsvorgang angesetzt werden, wenn der Ruß einen vorbestimmten Wert erreicht.The method may include detecting soot build-up amount on the diesel particulate filter. A regeneration process may be scheduled when the soot reaches a predetermined value.

Das Verfahren kann z.B. während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus das Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Dieselpartikelfilters durch einen Abgasrückführungskanal umfassen.The method may e.g. during one or more regeneration events in the first mode, recirculating exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter through an exhaust gas recirculation passage.

Das Verfahren kann das Erfassen eines Verdünnungswerts eines Brennkraftmaschinen-Schmiermittels umfassen. Der erste Regenerationsmodus kann gegenüber dem zweiten Regenerationsmodus priorisiert sein, wenn der Verdünnungswert einen Schwellenwert übersteigt.The method may include detecting a dilution value of an engine lubricant. The first regeneration mode may be prioritized over the second regeneration mode if the dilution value exceeds a threshold.

Das Verfahren kann umfassen: Einspritzen einer ersten Menge zusätzlichen Kraftstoffs in dem Regenerationsvorgang des ersten Modus stromaufwärts des Dieselpartikelfilters in eine Brennkraftmaschine; und Einspritzen einer zweiten Menge zusätzlichen Kraftstoffs in dem Regenerationsvorgang des zweiten Modus in die Brennkraftmaschine. Die zweite Menge zusätzlichen Kraftstoffs kann größer als die erste Menge zusätzlichen Kraftstoffs sein.The method may include: injecting a first amount of additional fuel in the regeneration operation of the first mode upstream of the diesel particulate filter into an internal combustion engine; and injecting a second amount of additional fuel in the regeneration process of the second mode into the internal combustion engine. The second amount of additional fuel may be greater than the first amount of additional fuel.

Ein Steuergerät oder eine Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann ausgelegt sein, um eines der vorstehend erwähnten Verfahren auszuführen.A controller or engine assembly may be configured to perform any of the aforementioned methods.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Nachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, welches einen Dieselpartikelfilter umfasst. Das Nachbehandlungssystem kann ausgelegt sein, um eines der vorstehend erwähnten Verfahren auszuführen, z.B. kann das Nachbehandlungssystem das vorstehend erwähnte Steuergerät umfassen.According to another aspect of the present disclosure, there is provided an after-treatment system for an internal combustion engine comprising a diesel particulate filter. The aftertreatment system may be designed to carry out any of the aforementioned methods, e.g. For example, the aftertreatment system may include the aforementioned controller.

Das Nachbehandlungssystem kann weiterhin eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion umfassen. Die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion kann stromabwärts von, integral mit oder stromaufwärts von dem Dieselpartikelfilter sein. Das Nachbehandlungssystem kann ausgelegt sein, um während zumindest eines Teils eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels in die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion zu hemmen.The aftertreatment system may further include a selective catalytic reduction device. The selective catalytic reduction apparatus may be downstream of, integral with, or upstream of the diesel particulate filter. The aftertreatment system may be designed to operate during at least part of one or more regeneration events in the first mode to inhibit introduction of a selective catalytic reductant into the selective catalytic reduction device.

Das Nachbehandlungssystem kann weiterhin einen Oxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters umfassen. Das Abgasnachbehandlungssystem kann ausgelegt sein, um Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. stromabwärts des Dieselpartikelfilters, zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. stromaufwärts des Oxidationskatalysators, selektiv rückzuführen. Beispielsweise kann das Nachbehandlungssystem weiterhin ein Venturi in dem Abgasströmungsweg stromaufwärts des Nachbehandlungssystems umfassen, z.B. stromaufwärts des Oxidationskatalysators. Das Nachbehandlungssystem kann einen Kanal umfassen, der ausgelegt ist, um Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. des Dieselpartikelfilters, zu einer Verengung des Venturis selektiv rückzuführen.The aftertreatment system may further include an oxidation catalyst upstream of the diesel particulate filter. The exhaust aftertreatment system may be configured to remove exhaust gases from downstream of the aftertreatment system, e.g. downstream of the diesel particulate filter, to upstream of the aftertreatment system, e.g. upstream of the oxidation catalyst to selectively recirculate. For example, the aftertreatment system may further include a venturi in the exhaust flowpath upstream of the aftertreatment system, e.g. upstream of the oxidation catalyst. The aftertreatment system may include a duct designed to receive exhaust gases from downstream of the aftertreatment system, e.g. of the diesel particulate filter, to selectively recirculate to a constriction of the venturi.

Eine Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann das vorstehend erwähnte Nachbehandlungssystem umfassen. Die Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal umfassen, der ausgelegt ist, um Abgase selektiv von stromabwärts des Dieselpartikelfilters in einen Kompressor eines Turboladers rückzuführen. Die Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann weiterhin einen Entlüftungskanal umfassen, der ausgelegt ist, um Einlassluft selektiv von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems abzulassen.An internal combustion engine assembly may include the aftertreatment system mentioned above. The engine assembly may include a low pressure exhaust gas recirculation passage configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter into a compressor of a turbocharger. The engine assembly may further include a vent passage configured to selectively discharge intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Nachbehandlungssystem vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst:

  • Rückführen mindestens eines Teils des Abgases von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. ohne den mindestens einen Teil des rückgeführten Abgases durch die Brennkraftmaschine zu leiten.
According to another aspect of the present disclosure, there is provided a method for an internal combustion engine having an aftertreatment system, the method comprising:
  • Recycling at least a portion of the exhaust gas from downstream of the aftertreatment system to upstream of the aftertreatment system, eg, without directing the at least a portion of the recirculated exhaust gas through the internal combustion engine.

Das Nachbehandlungssystem kann in dem Strömungsweg an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Nachbehandlungssystems ein Venturi umfassen. Das Verfahren kann weiterhin das selektive Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu einer Verengung des Venturis umfassen.The aftertreatment system may include a venturi in the flowpath at an upstream end of the aftertreatment system. The method may further include selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to a venturi throat.

Das Verfahren kann das selektive Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems durch einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal in einen Kompressor eines Turboladers umfassen. Das Verfahren kann das selektive Ablassen von Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors durch einen Entlüftungskanal, der zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems führt, umfassen.The method may include selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system through a low pressure exhaust gas recirculation passage into a compressor of a turbocharger. The method may include selectively bleeding intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor through a bleed passage leading to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system.

Das Nachbehandlungssystem kann einen Oxidationskatalysator und/oder einen Dieselpartikelfilter umfassen. Der Oxidationskatalysator kann sich stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befinden. Das Verfahren kann das Regenerieren des Dieselpartikelfilters umfassen.The aftertreatment system may include an oxidation catalyst and / or a diesel particulate filter. The oxidation catalyst may be upstream of the diesel particulate filter. The method may include regenerating the diesel particulate filter.

Das Verfahren kann das Rückführen mindestens eines Teils der Abgase während einer Aufwärmphase des Nachbehandlungssystems umfassen.The method may include recycling at least a portion of the exhaust gases during a warm-up phase of the aftertreatment system.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Nachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei das Nachbehandlungssystem ausgelegt ist, um mindestens einen Teil der Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems rückzuführen, z.B. ohne den mindestens einen Teil der rückgeführten Abgase durch die Brennkraftmaschine zu leiten.In accordance with another aspect of the present disclosure, an after-treatment system for an internal combustion engine is provided, wherein the aftertreatment system is configured to recirculate at least a portion of the exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to upstream of the aftertreatment system, e.g. without passing the at least a portion of the recirculated exhaust gases through the internal combustion engine.

Das Nachbehandlungssystem kann in dem Strömungsweg an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Nachbehandlungssystems weiterhin ein Venturi umfassen. Das Nachbehandlungssystem kann einen Kanal umfassen, der ausgelegt ist, um Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu einer Verengung des Venturis selektiv rückzuführen.The aftertreatment system may further include a venturi in the flowpath at an upstream end of the aftertreatment system. The aftertreatment system may include a duct configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to a constriction of the venturi.

Das Nachbehandlungssystem kann einen Oxidationskatalysator und/oder einen Dieselpartikelfilter umfassen. Der Oxidationskatalysator kann sich stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befinden. Das Nachbehandlungssystem kann ausgelegt sein, um den Dieselpartikelfilter selektiv zu regenerieren.The aftertreatment system may include an oxidation catalyst and / or a diesel particulate filter. The oxidation catalyst may be upstream of the diesel particulate filter. The aftertreatment system may be configured to selectively regenerate the diesel particulate filter.

Das Nachbehandlungssystem kann ausgelegt sein, um mindestens einen Teil der Abgase während einer Aufwärmphase des Nachbehandlungssystems rückzuführen.The aftertreatment system may be configured to recirculate at least a portion of the exhaust gases during a warm-up phase of the aftertreatment system.

Eine Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann das vorstehend erwähnte Nachbehandlungssystem umfassen. Die Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal umfassen, der ausgelegt ist, um Abgase selektiv von stromabwärts des Nachbehandlungssystems, z.B. des Dieselpartikelfilters, in einen Kompressor eines Turboladers rückzuführen. Die Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann weiterhin einen Entlüftungskanal umfassen, der ausgelegt ist, um Einlassluft selektiv von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems abzulassen. An internal combustion engine assembly may include the aftertreatment system mentioned above. The engine assembly may include a low pressure exhaust gas recirculation passage configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the aftertreatment system, eg, the diesel particulate filter, into a turbocharger compressor. The internal combustion engine assembly may further include a vent passage configured to selectively discharge intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst:

  • selektives Ablassen von Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses eines Turboladerkompressors durch einen Entlüftungskanal, der z.B. direkt zu einem Punkt stromabwärts eines Auslasses einer Turboladerturbine führt.
According to another aspect of the present disclosure, a method for an internal combustion engine is provided, the method comprising:
  • selectively bleeding intake air from an outlet or from downstream of an outlet of a turbocharger compressor through a bleed passage that, for example, leads directly to a point downstream of an outlet of a turbocharger turbine.

Das Verfahren kann das Ablassen der Einlassluft durch den Entlüftungskanal zu dem Punkt stromabwärts des Turboladerturbinenauslasses umfassen. Der Punkt kann sich auch stromaufwärts eines Nachbehandlungssystems befinden, welches einen Oxidationskatalysator und einen Dieselpartikelfilter umfasst. Der Oxidationskatalysator kann sich stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befinden. The method may include bleeding the intake air through the bleed passage to the point downstream of the turbocharger turbine outlet. The point may also be upstream of an aftertreatment system comprising an oxidation catalyst and a diesel particulate filter. The oxidation catalyst may be upstream of the diesel particulate filter.

Das Verfahren kann das Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Dieselpartikelfilters durch einen Abgasrückführungskanal, etwa einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal, umfassen.The method may include recirculating exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter through an exhaust gas recirculation passage, such as a low pressure exhaust gas recirculation passage.

Das Verfahren kann das Steuern einer Abgastemperatur zumindest teilweise durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal umfassen. Das Verfahren kann das Reduzieren der Abgastemperatur durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal umfassen, um die Temperatur auf unter eine obere Schwellentemperatur, z.B. Höchsttemperatur, eines Nachbehandlungssystems stromabwärts der Turboladerturbine zu reduzieren.The method may include controlling exhaust gas temperature at least partially by selectively venting intake air through the vent passage. The method may include reducing the exhaust gas temperature by selectively venting intake air through the vent passage to lower the temperature below an upper threshold temperature, e.g. Maximum temperature to reduce a post-treatment system downstream of the turbocharger turbine.

Das Verfahren kann das selektive Ablassen der Einlassluft durch den Entlüftungskanal während eines Regenerationsvorgangs für einen Dieselpartikelfilter umfassen. Der Dieselpartikelfilter kann stromaufwärts von, stromabwärts von oder integral mit einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion sein, z.B. in einem Einzelpaket damit vorliegen. Das Verfahren kann das Hemmen von Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels in die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion umfassen, z.B. während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge für den Dieselpartikelfilter.The method may include selectively venting the intake air through the vent passage during a diesel particulate filter regeneration process. The diesel particulate filter may be upstream of, downstream of, or integral with a selective catalytic reduction device, e.g. in a single package. The method may include inhibiting introduction of a selective catalytic reducing agent into the selective catalytic reduction apparatus, e.g. during one or more regeneration operations for the diesel particulate filter.

Das Verfahren kann das Steuern einer Pumpgrenze des Turboladerkompressors durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal umfassen.The method may include controlling a surge line of the turbocharger compressor by selectively venting intake air through the vent passage.

Ein Steuergerät oder eine Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann ausgelegt sein, um eines der vorstehend erwähnten Verfahren auszuführen.A controller or engine assembly may be configured to perform any of the aforementioned methods.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Brennkraftmaschinen-Baugruppe vorgesehen, welche eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, einen Entlüftungskanal und ein Ventil umfasst, wobei das Ventil und der Entlüftungskanal ausgelegt sind, um Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses eines Turboladerkompressors zu einem Punkt stromabwärts eines Auslasses einer Turboladerturbine abzulassen.According to another aspect of the present invention, there is provided an engine assembly including an internal combustion engine, a turbocharger, a vent passage, and a valve, wherein the valve and the vent passage are configured to receive intake air from an outlet or from downstream of an outlet of a turbocharger compressor drain a point downstream of an outlet of a turbocharger turbine.

Die Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann weiterhin ein Nachbehandlungssystem stromabwärts der Turboladerturbine umfassen. Das Nachbehandlungssystem kann einen Oxidationskatalysator und einen Dieselpartikelfilter umfassen. Der Oxidationskatalysator kann sich stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befinden. Der Entlüftungskanal kann an einem Punkt stromabwärts des Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts zumindest eines Teils des Nachbehandlungssystems anbinden. Der Dieselpartikelfilter kann stromaufwärts von, stromabwärts von oder integral mit einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion sein, z.B. damit eine Einheit bilden.The engine assembly may further include an after-treatment system downstream of the turbocharger turbine. The aftertreatment system may include an oxidation catalyst and a diesel particulate filter. The oxidation catalyst may be upstream of the diesel particulate filter. The vent passage may connect at a point downstream of the turbocharger turbine outlet and upstream of at least a portion of the aftertreatment system. The diesel particulate filter may be upstream of, downstream of, or integral with a selective catalytic reduction device, e.g. to form a unity.

Die Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann einen Abgasrückführungskanal (etwa einen Niederdruck-AGR-Kanal) umfassen, der Abgase von stromabwärts der Turboladerturbine (z.B. stromabwärts des Dieselpartikelfilters) zu stromaufwärts des Turboladerkompressors rückführt.The engine assembly may include an exhaust gas recirculation passage (such as a low pressure EGR passage) that recirculates exhaust gases from downstream of the turbocharger turbine (e.g., downstream of the diesel particulate filter) to upstream of the turbocharger compressor.

Die Brennkraftmaschinen-Baugruppe kann weiterhin eines der vorstehend erwähnten Steuergeräte umfassen. The engine assembly may further include any of the aforementioned controllers.

Um in der Schrift eine unnötige Verdopplung von Arbeit und Textwiederholung zu vermeiden, werden bestimmte Merkmale bezüglich nur eines oder mehrerer Aspekte oder Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich aber, dass, wo dies technisch möglich ist, bezüglich eines Aspekts oder einer Ausführungsform der Erfindung beschriebene Merkmale auch bei einem anderen Aspekt oder einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden können.To avoid unnecessary duplication of work and text repetition in the specification, certain features are described in terms of only one or more aspects or embodiments of the invention. It will be understood, however, that where technically possible, features described with respect to one aspect or embodiment of the invention may be used in another aspect or embodiment of the invention.

Figurenlistelist of figures

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und zum deutlicheren Zeigen, wie sie umgesetzt werden kann, wird nun beispielhaft auf die Begleitzeichnungen verwiesen. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschinen- und Nachbehandlungssystem-Baugruppe gemäß einer Anordnung der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 die Umwandlungsrate von NO zu NO2 als Funktion von Temperatur und für verschiedenen Anfangskonzentrationen von NO;
  • 3(a) und 3(b) die Regenerationstemperatur als Funktion von Zeit für einen Dieselpartikelfilter gemäß zwei Szenarien;
  • 4 ein Schaubild, das den Aufbau eines kombinierten Dieselpartikelfilters und einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion zeigt;
  • 5 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschinen- und Nachbehandlungssystem-Baugruppe gemäß einer anderen Anordnung der vorliegenden Offenbarung; und
  • 6 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschinen- und Nachbehandlungssystem-Baugruppe gemäß einer noch anderen Anordnung der vorliegenden Offenbarung.
For a better understanding of the present invention and to more clearly show how it may be carried into effect, reference will now be made, by way of example, to the accompanying drawings. Hereby show:
  • 1 a schematic view of an internal combustion engine and aftertreatment system assembly according to an arrangement of the present disclosure;
  • 2 the conversion rate of NO to NO 2 as a function of temperature and for different initial concentrations of NO;
  • 3 (a) and 3 (b) the regeneration temperature as a function of time for a diesel particulate filter according to two scenarios;
  • 4 a diagram showing the construction of a combined diesel particulate filter and a device for selective catalytic reduction;
  • 5 a schematic view of an internal combustion engine and after treatment system assembly according to another arrangement of the present disclosure; and
  • 6 a schematic view of an internal combustion engine and after treatment system assembly according to still another arrangement of the present disclosure.

Eingehende BeschreibungDetailed description

Anhand von 1 wird eine Brennkraftmaschinen-Baugruppe für eine Brennkraftmaschine 10 eines Kraftfahrzeugs gemäß Anordnungen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Durch einen Einlass 12 kann Luft in einen Lufteinlasskanal 46 gelangen und dann durch einen Luftfilter 13 treten. Dann kann die Luft durch einen Kompressor 14a eines Turboladers 14 treten. Der Turbolader 14 kann die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine verbessern und Emissionen reduzieren. Typischerweise ist der Turbolader 14 mit einer durch Abgas angetriebenen Turbine 14b angeordnet, die den an der gleichen Welle montierten Verdichter 14a antreibt. Stromabwärts des Turboladerkompressors 14a kann ein Ladeluftkühler 16 vorgesehen sein. Der Ladeluftkühler 16 kann die Dichte der in die Brennkraftmaschine 10 eindringenden Luft weiter steigern, wodurch ihre Leistung verbessert wird. Dann kann die Luft mittels einer Drossel 18, die ausgelegt ist, um den Luftmassenstrom in die Brennkraftmaschine zu ändern, in eine Brennkraftmaschine 10 eindringen.Based on 1 An internal combustion engine assembly for an internal combustion engine 10 of a motor vehicle according to arrangements of the present disclosure will be described. Through an inlet 12 can air into an air intake duct 46 arrive and then through an air filter 13 to step. Then the air can pass through a compressor 14a a turbocharger 14 to step. The turbocharger 14 can improve the output of the engine and reduce emissions. Typically, the turbocharger 14 with a turbine driven by exhaust gas 14b arranged, which is the compressor mounted on the same shaft 14a drives. Downstream of the turbocharger compressor 14a can be a charge air cooler 16 be provided. The intercooler 16 can further increase the density of the air entering the engine 10, thereby improving its performance. Then the air can by means of a throttle 18 , which is designed to change the air mass flow into the internal combustion engine, penetrate into an internal combustion engine 10.

Wie in 1 gezeigt ist, kann die Brennkraftmaschine 10 vier Zylinder 10a-d umfassen, um wenn eine beliebige andere Anzahl von Zylindern ebenfalls in Betracht gezogen wird. In jeden dieser Zylinder kann bei einem geeigneten Zeitpunkt in dem Zyklus der Brennkraftmaschine Luft strömen, was durch ein oder mehrere (nicht gezeigte) Ventile bestimmt wird.As in 1 shown is the internal combustion engine 10 four cylinders 10a-d If any other number of cylinders are also contemplated. Into each of these cylinders may flow air at an appropriate time in the cycle of the internal combustion engine, which is determined by one or more valves (not shown).

Die aus der Brennkraftmaschine 10 austretenden Abgase können in einen Abgaskanal 18 strömen, der ausgelegt ist, um Abgase von der Brennkraftmaschine aufzunehmen und diese mittels eines Abgasauslasses 28 abzulassen. Abgase in dem Abgaskanal 19 können durch die Turbine 14b des Turboladers 14 treten. Stromabwärts der Turbine 14b kann ein Nachbehandlungssystem 20 vorgesehen sein, um z.B. Emissionen von dem Brennkraftmaschinenauslass zu reduzieren. Das Nachbehandlungssystem 20 kann ein oder mehrere Module, etwa einen Oxidationskatalysator 20a; eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion 20b; und einen Dieselpartikelfilter 20c umfassen. Auch wenn 1 die Nachbehandlungsmodule in einer bestimmten Reihenfolge zeigt, wird in Betracht gezogen, dass die Module in einer beliebigen anderen Reihenfolge vorgesehen werden können, z.B. kann die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion 20b stromabwärts des Dieselpartikelfilters 20c sein. Auch wenn die Nachbehandlungsmodule als separate Komponenten gezeigt sind, können sie weiterhin unmittelbar benachbart oder miteinander integriert sein, z.B. können eine beliebige Anzahl von Modulen zu einer einzigen Einheit kombiniert sein.The from the internal combustion engine 10 exiting exhaust gases may flow into an exhaust passage 18 adapted to receive exhaust gases from the internal combustion engine and via an exhaust gas outlet 28 drain. Exhaust gases in the exhaust duct 19 can through the turbine 14b of the turbocharger 14 to step. Downstream of the turbine 14b can be an aftertreatment system 20 be provided, for example, to reduce emissions from the engine exhaust. The aftertreatment system 20 may include one or more modules, such as an oxidation catalyst 20a; a device for selective catalytic reduction 20b ; and a diesel particulate filter 20c include. Even if 1 shows the aftertreatment modules in a particular order, it is contemplated that the modules may be provided in any other order, eg, the selective catalytic reduction device 20b downstream of the diesel particulate filter 20c be. Even though the aftertreatment modules are shown as separate components, they may continue to be immediately adjacent or integrated with each other, eg, any number of modules may be combined into a single unit.

Eine erste Abgasrückführungsschleife 22, die ausgelegt ist, um Abgase selektiv von der Brennkraftmaschine 10 in die Brennkraftmaschine zurückzuführen, kann ebenfalls vorgesehen sein. Die erste Abgasrückführungsschleife 22 kann um den Turbolader 14 vorgesehen werden, so dass von der Turbine 14b kommende Abgase in den Einlass des Verdichters 14a zurückgeführt werden können. (Die erste Abgasrückführungsschleife 22 kann somit als Niederdruck-Abgasrückführung bezeichnet werden). Die erste Abgasrückführungsschleife 22 kann einen ersten Abgasrückführungskanal 23 umfassen, der von dem Abgashauptströmungsweg abzweigt, z.B. können Abgase von dem Abgashauptströmungsweg so umgeleitet werden, dass sie durch den ersten Abgasrückführungskanal 23 strömen. Der erste Abgasrückführungskanal 23 kann von dem Abgashauptströmungsweg stromabwärts des Nachbehandlungssystems 20 oder mitten in dem Nachbehandlungssystem 20 abzweigen. Die erste Abgasrückführungsschleife 22 kann weiterhin ein erstes Rückführungsventil 24 umfassen, das die Menge der Rückführung durch den ersten Abgasrückführungskanal 23 steuern kann. A first exhaust gas recirculation loop 22 , which is designed to exhaust gases selectively from the internal combustion engine 10 attributed to the internal combustion engine, may also be provided. The first exhaust gas recirculation loop 22 may be provided around the turbocharger 14 so that from the turbine 14b coming exhaust gases into the inlet of the compressor 14a can be traced back. (The first exhaust gas recirculation loop 22 may thus be referred to as low-pressure exhaust gas recirculation). The first exhaust gas recirculation loop 22 may include a first exhaust gas recirculation passage 23 branching from the exhaust main flow path, eg, exhaust gases from the exhaust main flow path may be diverted to pass through the first exhaust gas recirculation passage 23 stream. The first exhaust gas recirculation passage 23 may be from the exhaust main flow path downstream of the aftertreatment system 20 or in the middle of the aftertreatment system 20 branch. The first exhaust gas recirculation loop 22 may further include a first recirculation valve 24 that can control the amount of recirculation through the first exhaust gas recirculation passage 23.

Eine zweite AGR-Schleife 32, die ausgelegt ist, um Abgase selektiv von der Brennkraftmaschine 10 in die Brennkraftmaschine zurückzuführen, kann ebenfalls vorgesehen sein. Die zweite AGR-Schleife 32 kann um die Brennkraftmaschine 10 vorgesehen sein, wobei aus der Brennkraftmaschine 10 austretende Abgase zu dem Lufteinlass der Brennkraftmaschine 10 zurückgeführt werden. Die zweite Abgasrückführungsschleife 32 kann einen zweiten Abgasrückführungskanal 33 umfassen, der von dem Abgashauptströmungsweg abzweigen kann, z.B. können Abgase von dem Abgashauptströmungsweg so umgeleitet werden, dass sie durch den zweiten Abgasrückführungskanal 33 strömen. Der zweite Abgasrückführungskanal 33 kann an einem Punkt zwischen der Brennkraftmaschine 10 und der Turbine 14b des Turboladers von dem Abgashauptströmungsweg abzweigen. Demgemäß können die Abgase in der zweiten AGR-Schleife 32 einen höheren Druck aufweisen als die Abgase in der ersten AGR-Schleife 22. (Die zweite Abgasrückführungsschleife 32 kann somit als Hochdruck-Abgasrückführung bezeichnet werden). Die zweite Abgasrückführungsschleife 32 kann ein zweites Rückführungsventil 34 umfasse, das die Rückführungsmenge in der zweiten AGR-Schleife 32 steuern kann.A second EGR loop 32 , which is designed to selectively recirculate exhaust gases from the engine 10 into the engine, may also be provided. The second EGR loop 32 can be around the internal combustion engine 10 be provided, wherein from the internal combustion engine 10 exiting exhaust gases to the air inlet of the internal combustion engine 10 to be led back. The second exhaust gas recirculation loop 32 may have a second exhaust gas recirculation passage 33 For example, exhaust gases from the exhaust main flowpath may be diverted to pass through the second exhaust gas recirculation passage 33 stream. The second exhaust gas recirculation passage 33 may be at a point between the internal combustion engine 10 and the turbine 14b of the turbocharger from the exhaust main flow path branch. Accordingly, the exhaust gases in the second EGR loop 32 have a higher pressure than the exhaust gases in the first EGR loop 22 , (The second exhaust gas recirculation loop 32 may thus be referred to as high pressure exhaust gas recirculation). The second exhaust gas recirculation loop 32 may include a second recirculation valve 34 that may control the amount of recirculation in the second EGR loop 32.

Der Oxidationskatalysator 20a kann das Oxidieren von NO in dem Abgas aus der Brennkraftmaschine 10 unterstützen. Die Oxidation von NO unterliegt der folgenden reversiblen Reaktion: N O + 1 2 O 2 ⇔ N O 2

Figure DE102018106420A1_0001
The oxidation catalyst 20a may assist in oxidizing NO in the exhaust gas from the internal combustion engine 10. The oxidation of NO is subject to the following reversible reaction: N O + 1 2 O 2 ⇔ N O 2
Figure DE102018106420A1_0001

2 zeigt die Umwandlungsrate von NO zu NO2 als Funktion von Temperatur für verschiedenen Anfangskonzentrationen von NO. Es versteht sich, dass die Reaktion A in jeder Richtung ablaufen kann, da Reaktion A reversibel ist. Ein Katalysator, etwa Platin, in dem Oxidationskatalysator 20a kann die Oxidation von NO fördern. 2 Figure 13 shows the conversion rate of NO to NO 2 as a function of temperature for various initial concentrations of NO. It is understood that the reaction A can proceed in any direction since reaction A is reversible. A catalyst, such as platinum, in the oxidation catalyst 20a can promote the oxidation of NO.

Ferner kann die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion 20b in dem Brennkraftmaschinenabgas vorhandenes NOX reduzieren. Die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion 20b kann ein Reduktionsmittel, etwa NH3, verwenden, was aus Harnstoff erhalten werden kann. Es gibt drei Schlüsselmechanismen: Reaktion B (NO allein); Reaktion C (NO und NO2 in äquimolarem Verhältnis); und Reaktion D (NO2 allein): 4NH3 + 4NO + O2 →­ 4N2 + 6H2O (B) 2NH3 + NO + NO2 →­ 2N2 + 3H2O (C) 4NH3 + 2NO2 + O2 →­ 3N2 + 6H2O (D) Furthermore, the device for selective catalytic reduction 20b reduce NO X present in the engine exhaust. The device for selective catalytic reduction 20b may use a reducing agent, such as NH 3 , which can be obtained from urea. There are three key mechanisms: reaction B (NO alone); Reaction C (NO and NO 2 in equimolar ratio); and reaction D (NO 2 alone): 4NH 3 + 4NO + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (B) 2NH 3 + NO + NO 2 → 2N 2 + 3H 2 O (C) 4NH 3 + 2NO 2 + O 2 → 3N 2 + 6H 2 O (D)

Reaktion C die für die wirkungsvollste der drei Reaktionen gehalten. Es gibt jedoch keine unabhängige Steuerung bezüglich der NOX-Speziation am Eingang zu der Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion 20b: sie variiert gemäß dem Brennkraftmaschinen-Arbeitszyklus und der Umwandlungseffizienz des Oxidationskatalysators 20a (wie in 2 dargestellt).Reaction C considered the most effective of the three reactions. However, there is no independent control over NO x speciation at the entrance to the selective catalytic reduction device 20b It varies according to the engine duty cycle and the conversion efficiency of the oxidation catalyst 20a (as in FIG 2 shown).

Auf dem Dieselpartikelfilter 20c baut sich Ruß auf. Der Dieselpartikelfilter 20c kann aber regeneriert werden, wobei der Ruß in dem Dieselpartikelfilter 20c gemäß einer oder mehrerer der folgenden Reaktionen oxidiert wird: C + 1 2 O 2 → C O

Figure DE102018106420A1_0002
C + O2 →­ CO2 (F) C+NO2→CO+NO (G) C + 2NO2 →­ CO2 + 2NO (H) On the diesel particulate filter 20c Soot builds up. The diesel particulate filter 20c but can be regenerated, with the soot in the diesel particulate filter 20c oxidized according to one or more of the following reactions: C + 1 2 O 2 → C O
Figure DE102018106420A1_0002
 C + O 2 → CO 2 (F) C + NO 2 → CO + NO (G) C + 2NO 2 → CO 2 + 2NO (H)

In den zuvor vorgeschlagenen Dieselpartikelfiltern wird der zurückgehaltene Ruß bei Temperaturen über 550°C verbrannt; dies kann als „Heißregeneration“ bezeichnet werden. Bei diesen Temperaturen ist das Oxidationsmittel O2 und es überwiegen die Reaktionen E und F. Die Reaktionen G und H dagegen, bei denen NO2 das Oxidationsmittel ist, werden bei diesen Temperaturen erdrückt. Die Zufuhr von NO2 ist bei diesen hohen Temperaturen in jedem Fall thermodynamisch eingeschränkt, wie vorstehend anhand von 2 erläutert wird; da es sich schnell zu NO, einem ineffektiven Oxidationsmittel, zersetzt. Wie vorstehend erwähnt sind aber die hohen Temperaturen einer solchen „Heißregeneration“ nicht nur aufgrund von thermischer Alterung problematisch, sondern auch aufgrund von Ölverdünnung aufgrund der großen Mengen nacheingespritzten Kraftstoffs.In the previously proposed diesel particulate filters, the retained soot is burned at temperatures above 550 ° C; this can be called a "hot regeneration". At these temperatures, the oxidant is O 2 and reactions E and F predominate. In contrast, reactions G and H in which NO 2 is the oxidant are suppressed at these temperatures. The supply of NO 2 is thermodynamically limited at these high temperatures in each case, as described above with reference to 2 is explained; because it quickly decomposes to NO, an ineffective oxidizer. As mentioned above, however, the high temperatures of such "hot regeneration" are problematic not only due to thermal aging, but also due to oil dilution due to the large quantities of post-injected fuel.

Gemäß einer Anordnung der vorliegenden Offenbarung kann der Dieselpartikelfilter 20c sowohl in „heißen“ als auch „warmen“ Regenerationsmodi regeneriert werden. Insbesondere kann der Dieselpartikelfilter 20c sowohl in einem ersten (warmen) Modus, der in einem ersten Temperaturbereich erfolgt, als auch in einem zweiten (heißen) Modus, der in einem zweiten Temperaturbereich, der heißer als der erste Temperaturbereich ist, erfolgen. In dem ersten Modus wird an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Stickstoffdioxid (d.h. mittels Reaktionen G und H) oxidiert, wogegen in dem zweiten Modus an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Sauerstoff (d.h. mittels Reaktionen E und F) oxidiert wird.According to an arrangement of the present disclosure, the diesel particulate filter 20c be regenerated in both "hot" and "warm" regeneration modes. In particular, the diesel particulate filter 20c both in a first (warm) mode, which takes place in a first temperature range, and in a second (hot) mode, which take place in a second temperature range, which is hotter than the first temperature range. In the first mode, soot collected at the diesel particulate filter is oxidized predominantly by nitrogen dioxide (ie, by reactions G and H), whereas in the second mode, soot collected at the diesel particulate filter is oxidized predominantly by oxygen (ie, by reactions E and F).

Der erste Regenerationsmodus kann beispielsweise bei Temperaturen zwischen etwa 250°C und etwa 500°C erfolgen. Der erste Modus kann in einem bestimmten Beispiel bei Temperaturen zwischen etwa 300°C und etwa 400°C erfolgen. Der zweite Modus kann dagegen bei Temperaturen erfolgen, die etwa 550°C übersteigen. Insbesondere kann der zweite Modus bei einer Temperatur von etwa 600°C erfolgen.For example, the first regeneration mode may be at temperatures between about 250 ° C and about 500 ° C. The first mode may be in a particular example at temperatures between about 300 ° C and about 400 ° C. The second mode, on the other hand, can be done at temperatures exceeding about 550 ° C. In particular, the second mode may be at a temperature of about 600 ° C.

Da die erforderlichen Temperaturen in dem ersten Modus niedriger sind, kann in dem ersten Regenerationsmodus weniger zusätzlicher Kraftstoff in die Brennkraftmaschine 10 eingespritzt werden als in dem zweiten Modus. Demgemäß kann weniger Kraftstoff an den Kolbenringen vorbei lecken und das Öl verdünnen. Weiterhin kann der Dieselpartikelfilter 20c weniger thermischer Alterung ausgesetzt werden, wodurch seine Lebensdauer verlängert wird. Auch wenn Oxidation mithilfe von NO2 (mittels Reaktionen G und H) nicht so schnell wie bei O2 (mittels Reaktionen E und F) sein kann, wurde festgestellt, dass eine warme Regeneration eine ausreichende Oxidationswirkung haben kann, die ein weniger häufiges Ausführen von Heißregenerationsvorgängen ermöglicht. Um Gegensatz zu Oxidation mit O2 sind Reaktionen G und H ferner nicht für ihre Neigung zu thermischer Instabilität bekannt, die die NO2-Werte, die wahrscheinlich auftreten, ausreichend verdünnt werden, um Wärme schnell abzuführen.Since the required temperatures are lower in the first mode, in the first regeneration mode, less additional fuel may be injected into the internal combustion engine 10 than in the second mode. Accordingly, less fuel may leak past the piston rings and dilute the oil. Furthermore, the diesel particulate filter 20c be exposed to less thermal aging, which extends its life. Although oxidation using NO 2 (by reactions G and H) may not be as fast as in O 2 (by reactions E and F), it has been found that warm regeneration can have a sufficient oxidation effect that results in less frequent oxidation Hot regeneration operations possible. Further, unlike oxidation with O 2 , reactions G and H are not known for their propensity for thermal instability, which dilutes the NO 2 values likely to occur sufficiently to dissipate heat rapidly.

In dem ersten und den zweiten Modus kann die Regeneration über den ersten bzw. zweiten Zeitraum bei einem stationären Zustand gehalten werden. Die Regeneration durchläuft mit anderen Worten nicht einfach den ersten Regenerationsmodus, um den zweiten heißeren Regenerationsmodus zu erreichen, und die Regeneration kann den ersten Zeitraum lang in dem ersten Modus gehalten werden. Der erste Zeitraum kann länger als der zweite Zeitraum sein, um die Regeneration des Rußes bei den niedrigeren Temperaturen zu maximieren. Der erste Zeitraum kann alternativ kürzer als der zweite Zeitraum sein.In the first and second modes, the regeneration may be maintained at a steady state for the first and second time periods, respectively. In other words, the regeneration does not simply go through the first regeneration mode to reach the second hotter regeneration mode, and the regeneration may be held in the first mode for the first time period. The first period may be longer than the second period to maximize soot regeneration at the lower temperatures. The first period may alternatively be shorter than the second period.

Das Regenerieren des Dieselpartikelfilters 20c in dem ersten und zweiten Modus kann regelmäßig erfolgen, z.B. wenn ein Steuergerät für die Brennkraftmaschine 10 ermittelt, dass ein bestimmter Regenerationsmodus geeignet ist. Die Regenerationsvorgänge des ersten und zweiten Modus können mit der gleichen oder einer ähnlichen Häufigkeit erfolgen. Alternativ können die Regenerationsvorgänge des ersten Modus häufiger oder seltener als die Regenerationsvorgänge des zweiten Modus erfolgen. Eine erste gesamte Zeitdauer, die in dem ersten Regenerationsmodus verbracht wird, kann jedoch größer als eine zweite gesamte Zeitdauer, die in dem zweiten Regenerationsmodus verbracht wird, sein, wodurch die Zeit minimiert wird, die der Dieselpartikelfilter den höheren Temperaturen ausgesetzt wird. Beispielsweise kann der erste Modus von kürzerer Dauer, aber häufiger als der zweite Modus sein. Alternativ kann der erste Modus von längerer Dauer, aber weniger häufig als der zweite Modus sein. In einer weiteren Alternative kann der erste Modus von längerer Dauer und häufiger als der zweite Modus sein.Regenerating the diesel particulate filter 20c in the first and second modes can be done regularly, for example, if a control unit for the internal combustion engine 10 determines that a particular regeneration mode is appropriate. The regeneration operations of the first and second modes may be performed at the same or a similar frequency. Alternatively, the regeneration operations of the first mode may be more frequent or less frequent than the regeneration operations of the second mode. However, a first entire time period spent in the first regeneration mode may be greater than a second total time period spent in the second regeneration mode, thereby minimizing the time that the diesel particulate filter is exposed to the higher temperatures. For example, the first mode may be shorter in duration but more common than the second mode. Alternatively, the first mode may be of longer duration but less frequent than the second mode. In another alternative, the first mode may be longer in duration and more common than the second mode.

Unter Verweis auf 3(a) kann das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten „warmen“ Modus zeitlich vom Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten „heißen“ Modus sein, z.B. kann zwischen zwei bestimmten Regenerationsvorgängen ein zeitlicher Abstand bestehen. Unter Verweis auf 3(b) kann dagegen das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus unmittelbar auf das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus folgen oder diesem vorausgehen, z.B. kann zwischen zwei bestimmten Regenerationsvorgängen kein oder ein geringer zeitlicher Abstand bestehen. Wenn aber die Temperaturbereiche für den ersten und zweiten Modus nicht aneinander angrenzen, kann ein kurzer zeitlicher Abstand bestehen, wenn die Regenerationstemperatur von einem Temperaturbereich zu einem anderen wechselt. (Die Zeitskalen in 3 sind übertrieben, beispielsweise kann der Bereich stationären Zustands in dem warmen und dem heißen Modus viel länger als angedeutet dauern.) In reference to 3 (a) For example, regenerating the diesel particulate filter in the first "warm" mode may be timed from regenerating the diesel particulate filter in the second "hot" mode, eg, there may be a time gap between two particular regeneration events. In reference to 3 (b) on the other hand, the regeneration of the diesel particulate filter in the second mode may immediately follow or precede the regeneration of the diesel particulate filter in the first mode, eg there may be no or a short time interval between two particular regeneration events. However, if the temperature ranges for the first and second modes are not adjacent to each other, there may be a short time interval as the regeneration temperature changes from one temperature range to another. (The timescales in 3 are exaggerated, for example, the steady state area in the warm and hot modes may take much longer than indicated.)

Der Aufbau von Ruß an dem Dieselpartikelfilter 20c kann von einem Brennkraftmaschinen-Steuergerät nachverfolgt werden. Beispielsweise kann die Rußmenge an dem Dieselpartikelfilter mit einem Modell geschätzt werden, das Brennkraftmaschinenparameter nutzt, um die an dem Filter abgelagerte Rußmenge vorherzusagen. Die Oxidation des Rußes während des ersten und des zweiten Regenerationsmodus kann ebenfalls nachverfolgt werden, z.B. mithilfe eines Modells, das auf Oxidationstemperatur und Brennkraftmaschinenparametern beruht. The buildup of soot on the diesel particulate filter 20c can be tracked by an engine controller. For example, the amount of soot on the diesel particulate filter may be estimated using a model that uses engine parameters to predict the amount of soot deposited on the filter. The oxidation of the soot during the first and second regeneration modes may also be tracked, eg, by using a model based on oxidation temperature and engine parameters.

Zusätzlich oder alternativ kann die Rußmenge an dem Dieselpartikelfilter mit einem Sensor erfasst werden, der Daten zu dem entsprechenden Brennkraftmaschinensteuergerät sendet. Es kann ein Regenerationsvorgang angesetzt werden, wenn der Ruß einen vorbestimmten Wert erreicht. Beispielsweise kann ein Regenerationsvorgang des ersten Modus angesetzt werden, wenn der Rußwert einen ersten Schwellenwert erreicht hat. Ein Regenerationsvorgang des zweiten Modus kann angesetzt werden, wenn der Rußwert einen zweiten Schwellenwert erreicht hat, der höher als der erste Schwellenwert ist.Additionally or alternatively, the amount of soot on the diesel particulate filter may be detected with a sensor sending data to the corresponding engine control unit. A regeneration process may be scheduled when the soot reaches a predetermined value. For example, a regeneration process of the first mode may be scheduled when the soot level has reached a first threshold. A second mode regeneration event may be scheduled when the soot level has reached a second threshold that is greater than the first threshold.

Mit einem Sensor kann ein Verdünnungswert des Brennkraftmaschinen-Schmiermittels erfasst werden, und ein Brennkraftmaschinen-Steuergerät kann den Verdünnungswert des Schmiermittels überwachen. Wenn der Verdünnungswert des Schmiermittels einen Schwellenwert übersteigt, kann der Dieselpartikelfilter 20c statt in dem zweiten Modus bevorzugt in dem ersten Modus regeneriert werden. Die Regeneration des Dieselpartikelfilters 20c in dem zweiten heißen Modus kann mit anderen Worten verhindert oder beschränkt werden, wenn der Verdünnungswert des Schmiermittels den Schwellenwert übersteigt.With a sensor, a dilution value of the engine lubricant may be detected, and an engine controller may monitor the dilution value of the lubricant. If the dilution value of the lubricant exceeds a threshold, the diesel particulate filter may 20c rather than being regenerated in the first mode, rather than in the second mode. The regeneration of the diesel particulate filter 20c in other words, in the second hot mode, if the dilution value of the lubricant exceeds the threshold, it can be prevented or limited.

Wie vorstehend erwähnt können zwei oder mehr der Nachbehandlungsmodule zu einer einzigen Einheit kombiniert werden. In einem bestimmten Beispiel können die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion und der Dieselpartikelfilter zu einer einzigen Einheit 20d kombiniert werden. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils einer solchen kombinierten Vorrichtung, die als SDPF oder SCRF bezeichnet werden kann.As mentioned above, two or more of the aftertreatment modules can be combined into a single unit. In one particular example, the selective catalytic reduction device and the diesel particulate filter may be combined into a single unit 20d be combined. 4 Figure 12 shows a schematic sectional view of a part of such a combined device, which may be referred to as SDPF or SCRF.

Die Kombination aus Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion und Dieselpartikelfilter 20d kann Stellen 25 selektiver katalytischer Reduktion (die z.B. Kupfer als Katalysator umfassen), die Reaktionen B, C und D fördern, umfassen. Die Stellen selektiver katalytischer Reduktion 25 können an Filterwänden 26 des Dieselpartikelfilters vorgesehen werden. Das Strömen von Abgasen wird durch Pfeil 29 dargestellt, der das Strömen von Abgasen zwischen und über die Filterwände 26 andeutet. Wie gezeigt kann sich an den Wänden 26 des Dieselpartikelfilters Ruß 27 ansammeln. Der Ruß 27 kann in der vorstehend beschriebenen Weise regelmäßig oxidiert werden.The combination of selective catalytic reduction device and diesel particulate filter 20d may be sites 25 selective catalytic reduction (eg comprising copper as a catalyst) that promote reactions B, C and D include. The sites of selective catalytic reduction 25 can on filter walls 26 be provided of the diesel particulate filter. The flow of exhaust gases is indicated by arrow 29 shown, the flow of exhaust gases between and over the filter walls 26 suggests. As shown can be on the walls 26 of the diesel particulate filter soot 27 accumulate. The soot 27 can be oxidized regularly in the manner described above.

Bei der Kombination aus Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion und Dieselpartikelfilter 20d treten die Rußoxidations- und NOX-Reduktionschemien gleichzeitig auf, und Interaktionen zwischen den beiden Chemien sind wahrscheinlich. Die NOX-Reduktionsreaktionen (C und D) und Rußoxidationsreaktionen (G und H) können hinsichtlich des verfügbaren NO2 konkurrieren. Zu beachten ist jedoch, dass zwar äquimolares NOx am besten die NOX-Reduktion verfolgt (Reaktion C), die Rußoxidation aber nur NO2 benötigt (Reaktionen G und H). In einer weiteren Wendung könnten die Reaktionen G und H die Speziation zugunsten oder zum Nachteil von Reaktion C, die effektiver ist, in ein neues Gleichgewicht bringen. Zwischen den zwei Reaktionsbahnen könnte mit anderen Worten eine ambivalente Beziehung bestehen.With the combination of selective catalytic reduction device and diesel particulate filter 20d, the soot oxidation and NO x reduction chemistries occur simultaneously, and interactions between the two chemistries are likely. The NO x reduction reactions (C and D) and soot oxidation reactions (G and H) may compete for available NO 2 . It should be noted, however, that although equimolar NO x best follows the NO x reduction (reaction C), the soot oxidation requires only NO 2 (reactions G and H). In another turn, reactions G and H could rebalance speciation in favor of or to the detriment of reaction C, which is more effective. In other words, an ambivalent relationship could exist between the two reaction paths.

Zum Untersuchen der Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Reaktionen wurde ein Experiment durchgeführt, bei dem verschiedene gasförmige Mischungen aus NO und NO2 über einen Katalysator geleitet wurden, der typischerweise in einer Kombination aus Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion und Dieselpartikelfilter verwendet wird (etwa Kupfer-Zeolith). Für jede Mischung aus NO und NO2 wurde das Experiment mit und ohne Ammoniak ausgeführt. Die Temperatur wurde über Zeit stetig hochgefahren, und die Rußoxidationswerte wurden durch Messen des ppm des erzeugten CO2 ermittelt. Die Ergebnisse einer ersten Temperatur (400°C), die den ersten „warmen“ Regenerationsmodus anzeigt, werden nachstehend präsentiert. Rußoxidation (ppm CO2) bei 400°C NH3=0ppm NH3=500ppm NO=500ppm, NO2=0ppm 30 30 NO=250ppm, NO2=250ppn 160 60 NO=0ppm, NO2=500ppm 260 100 To study the interaction between the various reactions, an experiment was conducted in which various gaseous mixtures of NO and NO 2 were passed over a catalyst typically used in a combination of selective catalytic reduction device and diesel particulate filter (such as copper zeolite). , For each mixture of NO and NO 2 , the experiment was carried out with and without ammonia. The temperature was steadily ramped up over time, and the Soot oxidation values were determined by measuring the ppm of CO 2 produced. The results of a first temperature (400 ° C) indicating the first "warm" regeneration mode are presented below. Soot oxidation (ppm CO 2 ) at 400 ° C NH 3 = 0ppm NH 3 = 500ppm NO = 500ppm, NO 2 = 0ppm 30 30 NO = 250ppm, NO 2 = 250ppn 160 60 NO = 0ppm, NO 2 = 500ppm 260 100

Die Ergebnisse einer zweiten Temperatur (550°C) dagegen, die den zweiten „heißen“ Regenerationsmodus anzeigt, werden nachstehend präsentiert. Rußoxidation (ppm CO2) bei 550°C NH3=0ppm NH3=500ppm NO=500ppm, NO2=0ppm 650 750 NO=250ppm, NO2=250ppn 400 530 NO=0ppm, NO2=500ppm 0 280 On the other hand, the results of a second temperature (550 ° C) indicating the second "hot" regeneration mode are presented below. Soot oxidation (ppm CO 2 ) at 550 ° C NH 3 = 0ppm NH 3 = 500ppm NO = 500ppm, NO 2 = 0ppm 650 750 NO = 250ppm, NO 2 = 250ppn 400 530 NO = 0ppm, NO 2 = 500ppm 0 280

Aus den experimentellen Ergebnissen ist offensichtlich, dass die NOx-Speziation und das NH3-Reduktionsmittel beide Einfluss haben. Bei der heißen Regeneration fördert NH3 die Rußoxidation, wenn das NOx vorrangig NO ist. Dies liegt zumindest teilweise darin, dass die warme Regeneration keine erkennbare Auswirkung auf den Ruß erbringen konnte. Bei NO2 und äquimolarer NOx-Speziation ist die heiße Regeneration weniger ausgeprägt, da ein Großteil des Rußes während der vorherigen warmen Regeneration abgebrannt wurde. Wenn in Wirklichkeit das NOx vorrangig NO2 ist, bleibt wenig Ruß bis zur heißen Regeneration übrig. Dies betont die Brauchbarkeit der warmen Regeneration. Auch wenn die warme Regeneration verlängert sein kann, sagen wir etwa von einer Dauer von 50 Minuten, muss dieser Zeitraum gegen die heiße Regeneration ausgeglichen werden, die wenngleich kürzer auch heftiger ist.From the experimental results it is evident that the NO x speciation and the NH 3 reducing agent both have an influence. In the hot regeneration, NH 3 promotes soot oxidation when the NO x is primarily NO. This is at least partly due to the fact that the warm regeneration could not have a noticeable effect on the soot. With NO 2 and equimolar NO x speciation, hot regeneration is less pronounced as much of the soot was burned off during the previous warm regeneration. In fact, when NO x is primarily NO 2 , little soot remains until hot regeneration. This emphasizes the usefulness of the warm regeneration. Even if the warm regeneration can be prolonged, say of a duration of 50 minutes, this period must be balanced against the hot regeneration, which is also more intense though shorter.

Das Vorhandensein von NH3 reduzierte die Rußoxidation während warmer Regeneration, insbesondere als NOx NO2 war. In Anbetracht der Vorteile der warmen Regeneration kann jedoch das Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels, etwa Ammoniak, während zumindest eines Teils eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus gehemmt (z.B. verhindert, einschränkt oder reduziert) werden. Das Einleiten des selektiven katalytischen Reduktionsmittels kann dann nach Beenden der warmen Regeneration oder während einer folgenden heißen Regeneration wieder aufgenommen werden.The presence of NH 3 reduced soot oxidation during warm regeneration, especially as NO x NO 2 . However, in view of the benefits of warm regeneration, the introduction of a selective catalytic reductant, such as ammonia, during at least a portion of one or more regeneration operations in the first mode may be inhibited (eg, prevented, limited, or reduced). The introduction of the selective catalytic reducing agent can then be resumed after the end of the warm regeneration or during a subsequent hot regeneration.

Die vorstehend beschriebenen experimentellen Ergebnisse stimmen schön mit dem Verhalten des stromaufwärts befindlichen Oxidationskatalysators 20a überein. Bei den während einer warmen Regeneration auftretenden Temperaturen oxidiert beispielsweise der Oxidationskatalysator mühelos NO zu NO2 (siehe 2), so dass das NOx vorrangig NO2 ist. Wie bei den vorstehenden experimentellen Ergebnissen demonstriert ist in dem warmen Temperaturbereich die Rußoxidationsrate höher, als wenn das NOx vorrangig NO2 ist. Während der heißen Regeneration dagegen kehrt das Gleichgewicht zu NO zurück (siehe wiederum 2), und die Rußoxidationsrate ist höher, wenn das NOx vorrangig NO ist.The experimental results described above are in good agreement with the behavior of the upstream oxidation catalyst 20a match. For example, in the temperatures encountered during a warm regeneration, the oxidation catalyst readily oxidizes NO to NO 2 (see 2 ), so that the NO x is primarily NO 2 . As demonstrated by the above experimental results, in the warm temperature range, the soot oxidation rate is higher than when the NO x is predominantly NO 2 . During the hot regeneration, however, the equilibrium returns to NO (see again 2 ), and the soot oxidation rate is higher when the NO x is primarily NO.

Ähnliche Ergebnisse können auf ein Nachbehandlungssystem mit einer separaten Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion und Dieselpartikelfilter zutreffen, z.B. wenn die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion stromaufwärts des Dieselpartikelfilters liegt. Bei einer solchen Anordnung kann demgemäß das Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels (z.B. Ammoniak) während mindestens eines Teils eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus ebenfalls gehemmt werden.Similar results may apply to an aftertreatment system with a separate selective catalytic reduction device and diesel particulate filter, e.g. when the selective catalytic reduction device is upstream of the diesel particulate filter. In such an arrangement, accordingly, the introduction of a selective catalytic reducing agent (e.g., ammonia) during at least a portion of one or more regeneration operations in the first mode may also be inhibited.

Wenn das Einleiten des selektiven katalytischen Reduktionsmittels gehemmt wird, kann das durch Reaktionen G und H während warmer Regeneration erzeugte NO eventuell nicht durch Reaktionen B oder C reduziert werden. An den Stellen selektiver katalytischer Reduktion 25 in der Wand 26, auf der der Rußkuchen sitzt, wird aber etwas restliches Reduktionsmittel gespeichert sein. Das restliche Reduktionsmittel kann somit dazu beitragen, NO mittels Reaktionen B oder C zu N2 zu reduzieren. In jedem Fall kann über einem Antriebszyklus etwas zusätzliches NO toleriert werden, insbesondere wenn die Emissionsleistung des Nachbehandlungssystems 20 insgesamt verbessert wird. Nachstehend werden jedoch zusätzliche oder alternative Anordnungen zum Reduzieren der NO-Emissionen unter Verweis auf 5 und 6 beschrieben.When the introduction of the selective catalytic reducing agent is inhibited, the NO generated by reactions G and H during warm regeneration may not be reduced by reactions B or C. In the places of selective catalytic reduction 25 in the wall 26 , on which the soot cake sits, but some residual reducing agent will be stored. The residual reducing agent can thus help to reduce NO to N 2 via reactions B or C. In any case, some additional NO can be tolerated over a drive cycle, especially if the emission performance of the engine is low Aftertreatment system 20 is improved overall. Hereinafter, however, additional or alternative arrangements for reducing NO emissions will be referred to 5 and 6 described.

Unter Bezugnahme nun auf 5 kann die Brennkraftmaschinen-Baugruppe ferner einen Entlüftungskanal 40 umfassen, der ausgelegt ist, um selektiv Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors 14a zu einem Punkt stromabwärts eines Auslasses der Turboladerturbine 14b abzulassen. Beispielsweise kann Einlassluft von einem Auslass mitten im Verdichtungsprozess, von einem Auslass am Ende des Verdichtungsprozesses oder einem Punkt stromabwärts eines Auslasses abgelassen werden. Der Entlüftungskanal 40 kann ebenfalls einen Entlüftungsstrom zu einem Punkt stromaufwärts des Nachbehandlungssystems 20 leiten. Es versteht sich, dass 5 schematisch ist und dass der Entlüftungskanal 40 eng mit dem Turbolader 14 gekoppelt sein kann, z.B. mit einem kurzen Kanal von dem Kompressorauslass zu dem Turbinenauslass. Alternativ kann der Entlüftungskanal 40 von dem Einlassluftdurchlass stromabwärts des Luftkühlers 16 abzweigen.Referring now to 5 For example, the engine assembly may include a vent passage 40 which is configured to selectively intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor 14a to a point downstream of an outlet of the turbocharger turbine 14b drain. For example, intake air may be discharged from an outlet in the middle of the compression process, from an outlet at the end of the compression process, or at a point downstream of an outlet. The vent passage 40 may also provide a vent flow to a point upstream of the aftertreatment system 20 conduct. It is understood that 5 is schematic and that the venting channel 40 tight with the turbocharger 14 coupled, eg, with a short channel from the compressor outlet to the turbine outlet. Alternatively, the vent channel 40 from the intake air passage downstream of the air cooler 16 branch.

In dem Entlüftungskanal 40 kann ein Ventil 42 vorgesehen sein, um selektiv ein Strömen durch den Entlüftungskanal 40 zu verhindern, zuzulassen oder zu regulieren. Auch wenn das Ventil 42 in dem Entlüftungskanal 40 liegend gezeigt ist, ist auch vorstellbar, dass das Ventil an dem Einlass oder Auslass des Entlüftungskanals 40 vorgesehen sein kann.In the ventilation channel 40 can a valve 42 be provided to selectively flow through the venting channel 40 prevent, admit or regulate. Even if the valve 42 in the vent channel 40 It can also be envisaged that the valve may be provided at the inlet or outlet of the venting channel 40.

Abgase von stromabwärts des Dieselpartikelfilters 20c können hin zu stromaufwärts des Oxidationskatalysators 20a zurückgeführt werden, z.B. während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus. Insbesondere kann ein Teil der Abgase stromabwärts des Dieselpartikelfilters 20c durch die ND-AGR-Schleife 22 und zusammen mit frischer Einlassluft in den Turboladerkompressor 14a strömen. Ein Teil der Strömung des Turboladerkompressors 14a kann dann mittels des Entlüftungskanals 40 die Brennkraftmaschine 10 umgehen und kann hin zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems 20 umgeleitet werden.Exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter 20c can go to upstream of the oxidation catalyst 20a be returned, for example, during one or more regeneration operations in the first mode. In particular, a portion of the exhaust gases downstream of the diesel particulate filter 20c through the ND-EGR loop 22 and together with fresh intake air into the turbocharger compressor 14a stream. Part of the flow of the turbocharger compressor 14a can then by means of the vent passage 40, the internal combustion engine 10 Bypass and can go to upstream of the aftertreatment system 20 be redirected.

Ein Brennkraftmaschinen-Steuergerät kann das Ventil 42 steuern, um selektiv ein Strömen durch den Entlüftungskanal 40 zu ermöglichen. Wenn beispielsweise das Steuergerät einen warmen Regenerationsmodus für den Dieselpartikelfilter implementiert, kann das Ventil 42 zumindest teilweise geöffnet sein.An engine control unit can control the valve 42 control to selectively flow through the venting channel 40 to enable. For example, if the controller implements a warm regeneration mode for the diesel particulate filter, the valve may 42 be at least partially open.

Auf diese Weise kann zumindest ein Teil des sich aus Reaktionen G und H ergebenden NO mittels der ND-AGR-Schleife 22 und des Entlüftungskanals 40 zurück in das Nachbehandlungssystem 20 rückgeführt werden, wo das NO dank der vorteilhaften Temperaturen für Reaktion A mühelos von dem Oxidationskatalysator 20a zu NO2 umgewandelt werden kann. Dann kann zumindest ein Teil dieses zusätzlichen NO2 in einer der Reaktionen G und H genutzt werden, um den Dieselpartikelfilter weiter zu oxidieren. Somit können NO-Emissionen während eines ersten Regenerationsmodus des Dieselpartikelfilters 20c reduziert werden. Der Turboladerkompressor 14a sieht ein praktisches Mittel zum Anheben des Drucks der Abgase vor, so dass diese rückgeführt werden können.In this way, at least a portion of the NO resulting from reactions G and H may be removed by the ND-EGR loop 22 and the venting channel 40 back to the aftertreatment system 20 be recycled, where the NO thanks to the favorable temperatures for Reaction A effortlessly from the oxidation catalyst 20a can be converted to NO 2 . Then, a part of this additional NO 2 in one of the reactions G and H can be used at least to oxidize the diesel particulate filter on. Thus, NO emissions during a first regeneration mode of the diesel particulate filter 20c be reduced. The turbocharger compressor 14a provides a practical means for increasing the pressure of the exhaust gases so that they can be recycled.

Der Entlüftungskanal 40 kann für andere Zwecke bezüglich der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschinen-Baugruppe oder in anderen Brennkraftmaschinen-Baugruppen verwendet werden, z.B. ohne die vorstehend beschriebenen Dieselpartikel-Regenerationsmodi. Beispielsweise kann ein Strömen durch den Entlüftungskanal 40 verwendet werden, um eine Abgastemperatur zumindest teilweise durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal zu steuern. Die kühlere Strömung durch den Entlüftungskanal 40 kann sich mit den aus der Turbine 14b kommenden Abgasen mischen, um die Temperatur der Abgase zu reduzieren. Dies kann ein Senken der Abgastemperatur auf unter eine obere Schwellenwerttemperatur, z.B. eine Höchsttemperatur, des Nachbehandlungssystems 20 ermöglichen. Das Nachbehandlungssystem 20 kann somit vor überhohen Abgastemperaturen geschützt werden, z.B. während einer Regeneration des Dieselpartikelfilters.The ventilation duct 40 may be used for other purposes with respect to the engine assembly described above or in other engine assemblies, eg, without the diesel particulate regeneration modes described above. For example, a flow through the vent channel 40 be used to control an exhaust gas temperature at least partially by selectively venting intake air through the vent passage. The cooler flow through the venting channel 40 can come up with those from the turbine 14b mix incoming exhaust gases to reduce the temperature of the exhaust gases. This may allow the exhaust gas temperature to be lowered below an upper threshold temperature, eg, a maximum temperature, of the aftertreatment system 20. The aftertreatment system 20 can thus be protected against excessive exhaust gas temperatures, for example during regeneration of the diesel particulate filter.

Zusätzlich oder alternativ kann ein Strömen durch den Entlüftungskanal 40 genutzt werden, um eine Pumpgrenze des Turboladerkompressors 14a durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal und dadurch Reduzieren des Massenstroms durch den Kompressor zu steuern. Auf diese Weise kann ein Pumpvorgang in dem Turboladerkompressor 14a vermieden werden.Additionally or alternatively, a flow through the vent channel 40 used to a surge limit of the turbocharger compressor 14a by selectively venting intake air through the vent passage and thereby controlling the mass flow through the compressor. In this way, a pumping operation in the turbocharger compressor 14a be avoided.

Unter Verweis auf 6 kann das Nachbehandlungssystem 20 ferner ein Venturi 50 in dem Strömungsweg stromaufwärts des Oxidationskatalysators 20a umfassen. Das Venturi 50 kann eine Verengung oder Drossel umfassen, die zum Steigern der Strömungsgeschwindigkeit oder Reduzieren des lokalen Drucks dient. Das Nachbehandlungssystem 20 kann weiterhin einen Durchlass 52 umfassen, der von dem Abgaskanal 19 stromabwärts des Dieselpartikelfilters 20c abzweigen kann. Der Durchlass 52 kann zumindest einen Teil der Abgasströmung zu der Verengung in dem Venturi 50 umleiten. Der niedrige Druck an der Verengung kann Strömung durch den Durchlass 52 saugen. In dem Durchlass 52 kann auch ein Ventil 54 vorgesehen sein, um selektiv ein Strömen durch den Durchlass 52 zu ermöglichen.In reference to 6 can the aftertreatment system 20 also a venturi 50 in the flow path upstream of the oxidation catalyst 20a include. The venturi 50 may include a restriction or throttle that serves to increase flow rate or reduce local pressure. The aftertreatment system 20 may further include a passageway 52 include that of the exhaust duct 19 downstream of the diesel particulate filter 20c can branch off. The passage 52 may at least part of the exhaust gas flow to the throat in the venturi 50 redirect. The low pressure at the constriction can flow through the passage 52 suck. In the passage 52 can also be a valve 54 be provided to selectively flow through the passage 52 to enable.

Abgase von stromabwärts des Dieselpartikelfilters 20c können selektiv hin zur Verengung des Venturi 50 zurückgeführt werden, z.B. während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus. Ein Brennkraftmaschinen-Steuerventil 54 kann das Ventil 42 steuern, um selektiv ein Strömen durch den Entlüftungskanal 52 zu ermöglichen. Wenn beispielsweise das Steuergerät einen warmen Regenerationsmodus für den Dieselpartikelfilter implementiert, kann das Ventil 54 zumindest teilweise geöffnet sein.Exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter 20c can be selective towards constriction of the venturi 50 be returned, for example, during one or more regeneration operations in the first mode. An engine control valve 54 can the valve 42 control to selectively flow through the venting channel 52 to enable. For example, if the controller implements a warm regeneration mode for the diesel particulate filter, the valve may 54 be at least partially open.

Auf diese Weise kann zumindest ein Teil des sich aus Reaktionen G und H ergebenden NO mittels des Durchlasses 52 zurück in das Nachbehandlungssystem 20 rückgeführt werden, wo das NO dank der vorteilhaften Temperaturen für Reaktion A mühelos von dem Oxidationskatalysator 20a zu NO2 umgewandelt werden kann. Dann kann zumindest ein Teil dieses zusätzlichen NO2 in einer der Reaktionen G und H genutzt werden, um den Dieselpartikelfilter weiter zu oxidieren. Somit können NO-Emissionen während eines ersten Regenerationsmodus des Dieselpartikelfilters 20c reduziert werden.In this way, at least a part of the NO resulting from reactions G and H can pass through the passage 52 back to the aftertreatment system 20 be recycled, where the NO thanks to the favorable temperatures for Reaction A effortlessly from the oxidation catalyst 20a can be converted to NO 2 . Then, at least part of this additional NO 2 can be used in one of the reactions G and H to further oxidize the diesel particulate filter. Thus, NO emissions during a first regeneration mode of the diesel particulate filter 20c be reduced.

Wie vorstehend beschrieben kann das Venturi 50 während einer Regeneration des ersten Modus des Dieselpartikelfilters 20c verwendet werden. Das Venturi 50 kann jedoch auch in anderen Umständen genutzt werden, in denen es wünschenswert ist, dass zumindest ein Teil der Abgase durch das Nachbehandlungssystem 20 rückgeführt wird. Demgemäß kann das Venturi 50 in der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschinen-Baugruppe oder in anderen Brennkraftmaschinen-Baugruppen vorgesehen werden, z.B. ohne die vorstehend beschriebenen Dieselpartikel-Regenerationsmodi oder die bestimmte Nachbehandlungssystemanordnung. Beispielsweise kann das Venturi 50 ein Rückführen zumindest eines Teils der Abgase während einer Aufwärmphase des Nachbehandlungssystems ermöglichen. Ein solches Rückführen kann die Zeit reduzieren, die ein Katalysator braucht, um eine Anspringtemperatur zu erreichen. Es versteht sich auch, dass das Venturi 50 anstatt oder zusätzlich zu dem in 5 gezeigten Entlüftungskanal 40 vorgesehen werden kann.As described above, the venturi 50 during a regeneration of the first mode of the diesel particulate filter 20c be used. The Venturi 50 However, it may also be used in other circumstances where it is desirable for at least some of the exhaust gases to pass through the aftertreatment system 20 is returned. Accordingly, the venturi 50 in the above-described engine assembly or in other engine assemblies, eg, without the diesel particulate regeneration modes described above or the particular aftertreatment system assembly. For example, the venturi 50 allow recycling of at least a portion of the exhaust gases during a warm-up phase of the aftertreatment system. Such recycle can reduce the time it takes for a catalyst to reach a light-off temperature. It is also understood that the Venturi 50 instead of or in addition to the in 5 shown venting channel 40 can be provided.

Es versteht sich für den Fachmann, dass die Erfindung zwar beispielhaft unter Bezug auf ein oder mehrere Beispiele beschrieben wurde, sie aber nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt ist, und dass andere Beispiele entwickelt werden könnten, ohne vom Schutzumfang der von den beigefügten Ansprüchen festgelegten Erfindung abzuweichen.It will be understood by those skilled in the art that while the invention has been described by way of example with reference to one or more examples, it is not limited to the examples disclosed, and other examples could be devised without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims departing.

Claims (50)

Verfahren zum Regenerieren eines Dieselpartikelfilters in einem Nachbehandlungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Regenerieren des Dieselpartikelfilters in einem ersten Modus, in dem an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Stickstoffdioxid oxidiert wird, wobei der erste Modus in einem ersten Temperaturbereich erfolgt und einen ersten Zeitraum lang in einem im Wesentlichen stationären Zustand gehalten wird; und Regenerieren des Dieselpartikelfilters in einem zweiten Modus, in dem an dem Dieselpartikelfilter gesammelter Ruß überwiegend durch Sauerstoff oxidiert wird, wobei der zweite Modus in einem zweiten Temperaturbereich erfolgt, der heißer als der erste Temperaturbereich ist, und einen zweiten Zeitraum lang in einem im Wesentlichen stationären Zustand gehalten wird.A method of regenerating a diesel particulate filter in an aftertreatment system, the method comprising: Regenerating the diesel particulate filter in a first mode in which soot collected at the diesel particulate filter is primarily oxidized by nitrogen dioxide, wherein the first mode is in a first temperature range and is maintained in a substantially steady state for a first time period; and Regenerating the diesel particulate filter in a second mode in which soot collected at the diesel particulate filter is primarily oxidized by oxygen, the second mode occurring in a second temperature range hotter than the first temperature range and a second stationary duration in substantially steady state is held. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Nachbehandlungssystem weiterhin eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion umfasst und wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Hemmen von Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels in die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion während mindestens eines Teils eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus.Method according to Claim 1 wherein the aftertreatment system further comprises a selective catalytic reduction apparatus, and wherein the method further comprises inhibiting introduction of a selective catalytic reductant into the selective catalytic reduction apparatus during at least a portion of one or more regeneration operations in the first mode. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: selektives Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems.Method according to Claim 1 or 2 The method further comprising: selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to upstream of the aftertreatment system. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Nachbehandlungssystem weiterhin ein Venturi in dem Strömungsweg an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Nachbehandlungssystems umfasst, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: selektives Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu einer Verengung des Venturis.Method according to Claim 3 wherein the aftertreatment system further comprises a venturi in the flowpath at an upstream end of the aftertreatment system, the method further comprising: selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to a constriction of the venturi. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: selektives Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Dieselpartikelfilters durch einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal in einen Kompressor eines Turboladers. The method of any one of the preceding claims, the method further comprising: selectively recirculating exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter through a low pressure exhaust gas recirculation passage into a compressor of a turbocharger. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: selektives Ablassen von Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors durch einen Entlüftungskanal, der zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems führt.Method according to Claim 5 wherein the method further comprises selectively venting intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor through a vent passage leading to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Zeitraum länger als der zweite Zeitraum ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first period is longer than the second period. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin das regelmäßige Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus und das regelmäßige Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus umfasst.The method of claim 1, wherein the method further comprises periodically regenerating the diesel particulate filter in the first mode and periodically regenerating the diesel particulate filter in the second mode. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus häufiger als das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus erfolgt.Method according to Claim 8 wherein the regeneration of the diesel particulate filter in the first mode is more frequent than the regeneration of the diesel particulate filter in the second mode. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine erste gesamte Zeitdauer, die in dem ersten Regenerationsmodus verbracht wird, größer als eine zweite gesamte Zeitdauer, die in dem zweiten Regenerationsmodus verbracht wird, ist.Method according to Claim 8 or 9 wherein a first total time period spent in the first regeneration mode is greater than a second total time period spent in the second regeneration mode. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für mindestens ein Paar von Regenerationsvorgängen das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus zeitlich von dem Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus getrennt ist.The method of claim 1, wherein for at least one pair of regeneration operations, regenerating the diesel particulate filter in the first mode is timed from regenerating the diesel particulate filter in the second mode. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für mindestens ein Paar von Regenerationsvorgängen das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem zweiten Modus unmittelbar auf das Regenerieren des Dieselpartikelfilters in dem ersten Modus folgt oder diesem vorausgeht.The method of claim 1, wherein for at least one pair of regeneration operations, regenerating the diesel particulate filter in the second mode immediately follows or precedes regeneration of the diesel particulate filter in the first mode. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Modus bei Temperaturen zwischen etwa 250°C und etwa 500°C erfolgt.The method of any one of the preceding claims, wherein the first mode is at temperatures between about 250 ° C and about 500 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Modus bei Temperaturen zwischen etwa 300°C und etwa 400°C erfolgt.The method of any one of the preceding claims, wherein the first mode is at temperatures between about 300 ° C and about 400 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Modus bei Temperaturen erfolgt, die etwa 550°C übersteigen.The method of any one of the preceding claims, wherein the second mode is at temperatures exceeding about 550 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Modus bei einer Temperatur von etwa 600°C erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the second mode is carried out at a temperature of about 600 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Nachverfolgen des Aufbaus von Ruß auf dem Dieselpartikelfilter; Nachverfolgen der Oxidation des Rußes während des ersten und des zweiten Regenerationsmodus; und Ansetzen eines Regenerationsvorgangs in dem ersten oder zweiten Modus.The method of any one of the preceding claims, wherein the method further comprises: Tracking the build-up of soot on the diesel particulate filter; Tracking the oxidation of the soot during the first and second regeneration modes; and Set up a regeneration process in the first or second mode. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Erfassen der Rußaufbaumenge auf dem Dieselpartikelfilter.The method of any one of the preceding claims, wherein the method further comprises: Detecting the soot build-up amount on the diesel particulate filter. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Erfassen eines Verdünnungswerts eines Brennkraftmaschinen-Schmiermittels; und Priorisieren des ersten Regenerationsmodus gegenüber dem zweiten Regenerationsmodus, wenn der Verdünnungswert einen Schwellenwert übersteigt.The method of any one of the preceding claims, wherein the method further comprises: Detecting a dilution value of an engine lubricant; and Prioritizing the first regeneration mode over the second regeneration mode when the dilution value exceeds a threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Einspritzen einer ersten Menge zusätzlichen Kraftstoffs in dem Regenerationsvorgang des ersten Modus stromaufwärts des Dieselpartikelfilters in eine Brennkraftmaschine; und Einspritzen einer zweiten Menge zusätzlichen Kraftstoffs in dem Regenerationsvorgang des zweiten Modus in die Brennkraftmaschine, wobei die zweite Menge zusätzlichen Kraftstoffs größer als die erste Menge zusätzlichen Kraftstoffs ist.The method of any one of the preceding claims, the method further comprising: injecting a first amount of additional fuel into an internal combustion engine in the regeneration operation of the first mode upstream of the diesel particulate filter; and Injecting a second amount of additional fuel into the regeneration process of the second mode into the internal combustion engine, wherein the second amount of additional fuel is greater than the first amount of additional fuel. Nachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, wobei das Nachbehandlungssystem einen Dieselpartikelfilter und ein Steuergerät umfasst, die ausgelegt sind, um das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.An after-treatment system for an internal combustion engine, the after-treatment system comprising a diesel particulate filter and a controller adapted to carry out the method of any one of the preceding claims. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 21, welches weiterhin eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion umfasst, und wobei das Nachbehandlungssystem ausgelegt ist, um während zumindest eines Teils eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge in dem ersten Modus Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels in die Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion zu hemmen.Aftertreatment after Claim 21 further comprising a selective catalytic reduction apparatus, and wherein the aftertreatment system is configured to inhibit introduction of a selective catalytic reductant into the selective catalytic reduction apparatus during at least a portion of one or more regeneration operations in the first mode. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 21 oder 22, wobei das Nachbehandlungssystem ausgelegt ist, um selektiv Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems rückzuführen.Aftertreatment after Claim 21 or 22 wherein the aftertreatment system is configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to upstream of the aftertreatment system. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 23, welches weiterhin in dem Abgasströmungsweg an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Nachbehandlungssystems ein Venturi umfasst, wobei das Nachbehandlungssystem einen Kanal umfasst, der ausgelegt ist, um Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu einer Verengung des Venturis selektiv rückzuführen.Aftertreatment after Claim 23 further comprising a venturi in the exhaust flow path at an upstream end of the aftertreatment system, the aftertreatment system including a channel configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to a constriction of the venturi. Brennkraftmaschinen-Baugruppe, welche das Nachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 21 bis 24 umfasst, wobei die Brennkraftmaschinen-Baugruppe einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal umfasst, der ausgelegt ist, um Abgase von stromabwärts des Dieselpartikelfilters in einen Kompressor eines Turboladers selektiv zurückzuführen.Internal combustion engine assembly, which the aftertreatment system according to one of Claims 21 to 24 wherein the engine assembly includes a low pressure exhaust gas recirculation passage configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter into a compressor of a turbocharger. Brennkraftmaschinen-Baugruppe nach Anspruch 25, wobei die Brennkraftmaschinen-Baugruppe weiterhin einen Entlüftungskanal umfasst, der ausgelegt ist, um Einlassluft selektiv von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems abzulassen.Internal combustion engine assembly after Claim 25 wherein the engine assembly further comprises a vent passage configured to selectively discharge intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system. Verfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Nachbehandlungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Rückführen mindestens eines Teils des Abgases von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems, ohne den mindestens einen rückgeführten Teil des Abgases durch die Brennkraftmaschine zu leiten.A method of an internal combustion engine having an aftertreatment system, the method comprising: Recycling at least a portion of the exhaust gas from downstream of the aftertreatment system to upstream of the aftertreatment system without directing the at least one recirculated portion of the exhaust gas through the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Nachbehandlungssystem weiterhin ein Venturi in dem Strömungsweg an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Nachbehandlungssystems umfasst, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: selektives Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu einer Verengung des Venturis.Method according to Claim 27 wherein the aftertreatment system further comprises a venturi in the flowpath at an upstream end of the aftertreatment system, the method further comprising: selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to a constriction of the venturi. Verfahren nach Ansprüche 27 oder 28, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: selektives Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Nachbehandlungssystems durch einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal in einen Kompressor eines Turboladers.Method according to Claims 27 or 28 The method further comprising: selectively recirculating exhaust gases from downstream of the aftertreatment system through a low pressure exhaust gas recirculation passage into a compressor of a turbocharger. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: selektives Ablassen von Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors durch einen Entlüftungskanal, der zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems führt.Method according to Claim 29 wherein the method further comprises selectively venting intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor through a vent passage leading to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei das Nachbehandlungssystem einen Oxidationskatalysator stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters umfasst und wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Regenerieren des Dieselpartikelfilters.Method according to one of Claims 27 to 30 wherein the aftertreatment system comprises an oxidation catalyst upstream of a diesel particulate filter and wherein the method further comprises: regenerating the diesel particulate filter. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Rückführen mindestens eines Teils des Abgases während einer Aufwärmphase des Nachbehandlungssystems.Method according to one of Claims 27 to 30 wherein the method further comprises recycling at least a portion of the exhaust gas during a warm-up phase of the aftertreatment system. Nachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, wobei das Nachbehandlungssystem ausgelegt ist, um mindestens einen Teil der Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu stromaufwärts des Nachbehandlungssystems zurückzuführen, ohne den mindestens einen rückgeführten Teil des Abgases durch die Brennkraftmaschine zu leiten. An after-treatment system for an internal combustion engine, wherein the aftertreatment system is configured to recirculate at least a portion of the exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to upstream of the aftertreatment system without passing the at least one recirculated portion of the exhaust gas through the internal combustion engine. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 33, welches weiterhin in dem Abgasströmungsweg an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Nachbehandlungssystems ein Venturi umfasst, wobei das Nachbehandlungssystem einen Kanal umfasst, der ausgelegt ist, um Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystems zu einer Verengung des Venturis selektiv rückzuführen.Aftertreatment after Claim 33 further comprising a venturi in the exhaust flow path at an upstream end of the aftertreatment system, the aftertreatment system including a channel configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the aftertreatment system to a constriction of the venturi. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 33 oder 34, welches weiterhin einen Oxidationskatalysator stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters umfasst, wobei das Nachbehandlungssystem ausgelegt ist, um den Dieselpartikelfilter selektiv zu regenerieren.Aftertreatment after Claim 33 or 34 , which further comprises an oxidation catalyst upstream of a diesel particulate filter, wherein the after-treatment system is configured to selectively regenerate the diesel particulate filter. Nachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 33 bis 35, wobei das Nachbehandlungssystem ausgelegt ist, um mindestens einen Teil des Abgases während einer Aufwärmphase des Nachbehandlungssystems rückzuführen.Aftertreatment system according to one of Claims 33 to 35 wherein the aftertreatment system is configured to recirculate at least a portion of the exhaust gas during a warm-up phase of the aftertreatment system. Brennkraftmaschinen-Baugruppe, welche das Nachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 33 bis 36 umfasst, wobei die Brennkraftmaschinen-Baugruppe einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal umfasst, der ausgelegt ist, um Abgase von stromabwärts des Nachbehandlungssystem in einen Kompressor eines Turboladers selektiv zurückzuführen.Internal combustion engine assembly, which the aftertreatment system according to one of Claims 33 to 36 wherein the engine assembly includes a low pressure exhaust gas recirculation passage configured to selectively recirculate exhaust gases from downstream of the aftertreatment system into a compressor of a turbocharger. Brennkraftmaschinen-Baugruppe nach Anspruch 37, wobei die Brennkraftmaschinen-Baugruppe weiterhin einen Entlüftungskanal umfasst, der ausgelegt ist, um Einlassluft selektiv von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses des Turboladerkompressors zu einem Punkt stromabwärts eines Turboladerturbinenauslasses und stromaufwärts des Nachbehandlungssystems abzulassen.Internal combustion engine assembly after Claim 37 wherein the engine assembly further comprises a vent passage configured to selectively discharge intake air from an outlet or from downstream of an outlet of the turbocharger compressor to a point downstream of a turbocharger turbine outlet and upstream of the aftertreatment system. Verfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei das Verfahren umfasst: selektives Ablassen von Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses eines Turboladerkompressors durch einen Entlüftungskanal, der zu einem Punkt stromabwärts eines Auslasses einer Turboladerturbine führt.Method for an internal combustion engine, the method comprising: selectively bleeding intake air from an outlet or from downstream of an outlet of a turbocharger compressor through a bleed passage leading to a point downstream of an outlet of a turbocharger turbine. Verfahren nach Anspruch 39, weiterhin umfassend: Ablassen der Einlassluft durch den Entlüftungskanal zu dem Punkt stromabwärts des Turboladerturbinenauslasses, wobei sich der Punkt auch stromaufwärts eines Nachbehandlungssystems befindet, das einen Oxidationskatalysator und einen Dieselpartikelfilter umfasst, wobei sich der Oxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befindet.Method according to Claim 39 , further comprising: exhausting the intake air through the vent passage to the point downstream of the turbocharger turbine outlet, which point is also upstream of an aftertreatment system comprising an oxidation catalyst and a diesel particulate filter, wherein the oxidation catalyst is upstream of the diesel particulate filter. Verfahren nach Anspruch 40, weiterhin umfassend: Rückführen von Abgasen von stromabwärts des Dieselpartikelfilters durch einen Abgasrückführungskanal.Method according to Claim 40 , further comprising: recirculating exhaust gases from downstream of the diesel particulate filter through an exhaust gas recirculation passage. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 41, welches weiterhin umfasst: Steuern einer Abgastemperatur zumindest teilweise durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal.Method according to one of Claims 39 to 41 , which further comprises: controlling an exhaust gas temperature at least partially by selectively venting intake air through the vent passage. Verfahren nach Anspruch 42, weiterhin umfassend: Reduzieren der Abgastemperatur durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal, um die Temperatur auf unter eine obere Schwellentemperatur eines Nachbehandlungssystems stromabwärts der Turboladerturbine zu reduzieren.Method according to Claim 42 , further comprising: reducing the exhaust gas temperature by selectively venting intake air through the vent passage to reduce the temperature to below an upper threshold temperature of an aftertreatment system downstream of the turbocharger turbine. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 43, welches weiterhin umfasst: selektives Ablassen der Einlassluft durch den Entlüftungskanal während eines Regenerationsvorgangs für einen Dieselpartikelfilter.Method according to one of Claims 39 to 43 further comprising: selectively bleeding the intake air through the bleed passage during a diesel particulate filter regeneration operation. Verfahren nach Anspruch 44, weiterhin umfassend: Hemmen von Einleiten eines selektiven katalytischen Reduktionsmittels in eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion während eines oder mehrerer Regenerationsvorgänge für den Dieselpartikelfilter.Method according to Claim 44 further comprising inhibiting introduction of a selective catalytic reductant into a selective catalytic reduction device during one or more regeneration events for the diesel particulate filter. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 45, welches weiterhin umfasst: Steuern einer Pumpgrenze des Turboladerkompressors durch selektives Ablassen von Einlassluft durch den Entlüftungskanal.Method according to one of Claims 39 to 45 which further comprises: Controlling a surge line of the turbocharger compressor by selectively venting intake air through the vent passage. Brennkraftmaschinen-Baugruppe, welche eine Brennkraftmaschine, einen Turbolader, einen Entlüftungskanal und ein Ventil umfasst, wobei das Ventil und der Entlüftungskanal ausgelegt sind, um selektiv Einlassluft von einem Auslass oder von stromabwärts eines Auslasses eines Turboladerkompressors zu einem Punkt stromabwärts eines Auslasses einer Turboladerturbine abzulassen.An internal combustion engine assembly comprising an internal combustion engine, a turbocharger, a vent passage and a valve, wherein the valve and the vent passage are configured to selectively exhaust intake air from an outlet or from downstream of an outlet of a turbocharger compressor to a point downstream of an outlet of a turbocharger turbine. Brennkraftmaschinen-Baugruppe nach Anspruch 47, welche weiterhin ein Nachbehandlungssystem stromabwärts der Turboladerturbine umfasst, wobei das Nachbehandlungssystem einen Oxidationskatalysator und einen Dieselpartikelfilter umfasst, wobei sich der Oxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befindet, wobei der Entlüftungskanal an den Punkt stromabwärts des Turboladerturbinenauslasses anbindet, wobei sich der Punkt auch stromaufwärts des Nachbehandlungssystems befindet.Internal combustion engine assembly after Claim 47 which further comprises an aftertreatment system downstream of the turbocharger turbine, the aftertreatment system comprising an oxidation catalyst and a diesel particulate filter, wherein the oxidation catalyst is upstream of the diesel particulate filter, wherein the venting channel ties to the point downstream of the turbocharger turbine outlet, which point is also upstream of the aftertreatment system. Brennkraftmaschinen-Baugruppe nach Anspruch 48, wobei das Nachbehandlungssystem weiterhin eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion umfasst.Internal combustion engine assembly after Claim 48 wherein the aftertreatment system further comprises a selective catalytic reduction device. Brennkraftmaschinen-Baugruppe nach einem der Ansprüche 47 bis 49, welche weiterhin einen Abgasrückführungskanal umfasst, welcher Abgase von stromabwärts der Turboladerturbine zu stromaufwärts des Turboladerkompressors zurückführt.Internal combustion engine assembly according to one of Claims 47 to 49 , which further comprises an exhaust gas recirculation passage, which recirculates exhaust gases from downstream of the turbocharger turbine to upstream of the turbocharger compressor.
DE102018106420.9A 2017-03-23 2018-03-20 A POST-TREATMENT SYSTEM, A COMBUSTION ENGINE ASSEMBLY AND RELATED METHODS Pending DE102018106420A1 (en)

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