DE102018107769A1 - Verfahren für eine Regeneration eines Otto-Partikel-Filters eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren für eine Regeneration eines Otto-Partikel-Filters eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Regeneration eines Otto-Partikel-Filters (OPF) eines Verbrennungsmotors (100) eines Fahrzeugs, aufweisend die folgenden Schritte:
- Erkennen eines Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters (OPF) oberhalb einer Regenerationsschwelle,
- Betreiben des Verbrennungsmotors (100) in einem Aufheizbetrieb (AB) zum Aufheizen des Otto-Partikel-Filters (OPF) auf eine Temperaturschwelle (TS),
- Umschalten wenigstens eines Zylinders (110) des Verbrennungsmotors (100) von einer Kraftstoffzufuhr (K) zu einer Luftzufuhr (L),
- Weiterbetreiben wenigstens eines Zylinders (110) des Verbrennungsmotors (100) in Kraftstoffzufuhr (K).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Regeneration eines Otto-Partikel-Filters eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs sowie eine Kontrollvorrichtung für die Durchführung eines solchen Verfahrens.
  • Es ist bekannt, dass Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren Vorrichtungen zum Nachbehandeln des Abgases des Verbrennungsmotors aufweisen. Insbesondere um Rußpartikel am Austritt in die Umgebung zu hindern, sind Otto-Partikel-Filter bei Verbrennungsmotoren bekannt, welche die Rußpartikel im Abgas des Verbrennungsmotors auffangen und am Austritt in die Umgebung hindern. Solche Otto-Partikel-Filter setzen sich also mit der Zeit durch einzelne Rußpartikel zu und der Beladungszustand erhöht sich. Sobald ein zu hoher Beladungszustand des Otto-Partikel-Filters erreicht worden ist, kann die Funktion der Filterung des Abgases nicht mehr oder nur noch unzureichend erfolgen. Spätestens zu diesem Zeitpunkt ist eine Regeneration oder ein Austausch des Otto-Partikel-Filters notwendig, um das Abgas des Verbrennungsmotors in den dafür vorgeschriebenen Normgrenzen zu halten.
  • Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass die Otto-Partikel-Filter bei hohem Beladungsstand entweder ausgetauscht werden müssen, oder aber während des Betriebs des Fahrzeugs regeneriert werden sollen. Der Austausch eines Otto-Partikel-Filters ist mit einem entsprechenden Werkstattbesuch und den Kosten für diesen Austausch verbunden. Auch führt dies zu einem erhöhten Materialverbrauch, da ein neuer Otto-Partikel-Filter als Ersatz benötigt wird. Eine Regeneration im laufenden Betrieb des Fahrzeugs kann zwar die Einsatzdauer des Otto-Partikel-Filters verlängern, ist jedoch mit einer schlechteren Betriebsweise und damit mit einer entsprechenden Ineffizienz in der Regeneration und im Betrieb während der Regenerationsphase verbunden.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Nutzungsdauer eines Otto-Partikel-Filters zu verlängern.
  • Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Kontrollvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Erfindungsgemäß dient ein Verfahren einer Regeneration eines Otto-Partikel-Filters eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs. Hierfür weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte auf:
    • - Erkennen eines Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters oberhalb einer Regenerationsschwelle ,
    • - Betreiben des Verbrennungsmotors in einem Aufheizbetrieb zum Aufheizen des Otto-Partikel-Filters auf eine Temperaturschwelle,
    • - Umschalten wenigstens eines Zylinders des Verbrennungsmotors von einer Kraftstoffzufuhr zu einer Luftzufuhr,
    • - Weiterbetreiben wenigstens eines Zylinders des Verbrennungsmotors in Kraftstoffzufuhr.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren findet insbesondere auf einem Fahrzeugstand im Stillstand des Fahrzeugs statt. Bei Stillstand des Fahrzeuges kann insbesondere der Aufheizbetrieb wie auch der Regenerationsbetrieb ohne Einfluss auf einen sonst vorhandenen Fahrbetrieb des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren startet damit, dass durch Überwachung des Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters das Überschreiten einer Regenerationsschwelle erkannt wird. Diese Regenerationsschwelle ist vorzugsweise mit einem Puffer ausgestattet zu der Funktionsgrenze des Otto-Partikel-Filters. Sobald also der Beladungsstand so groß geworden ist, dass die Funktionalität des Otto-Partikel-Filters beeinträchtigt oder bedroht ist, wird die Regenerationsschwelle als überschritten erkannt. Im Stillstand des Fahrzeugs, zum Beispiel auf einem Fahrzeugstand in einer Werkstatt, kann nun die Regeneration gestartet werden.
  • Um die Regeneration durchzuführen, muss der Beladungsstand des Otto-Partikel-Filters reduziert werden. Dies soll durch Verbrennung bzw. katalytische Verbrennung erfolgen. Um dies zur Verfügung stellen zu können, muss in einem ersten Schritt der Otto-Partikel-Filter auf eine entsprechende Mindesttemperatur gebracht werden, um die Verbrennung der im Otto-Partikel-Filter gespeicherten Rußpartikel zur Verfügung stellen zu können. Dieses Erreichen einer Temperaturschwelle in Form der Mindesttemperatur erfolgt im Aufheizbetrieb und einer entsprechenden Betriebsweise des Verbrennungsmotors. Die Möglichkeiten, welche diesen Aufheizbetrieb schneller und effizienter gestalten, sind später noch näher erläutert.
  • Unter der Temperaturschwelle ist dabei diejenige Temperatur oder derjenige Temperaturbereich zu verstehen, ab welchem der Regenerationsprozess in Form des katalytischen oder freien Verbrennens der Rußpartikel im Otto-Partikel-Filter möglich wird. Selbstverständlich ist im Laufe der Regeneration auch eine weitere Steigerung der Temperatur und damit eine Beschleunigung des Regenerationsprozesses oder eine effizientere Verbrennung der Rußpartikel möglich.
  • Um die katalytische oder freie Verbrennung der Rußpartikel für die Regeneration des Otto-Partikel-Filters zu ermöglichen, ist eine Sauerstoffzufuhr notwendig. Neben einer gezielten Sauerstoffzufuhr aus einer Sauerstoffflasche kann auch die Umgebungsluft als sauerstoffhaltiges Gas eingesetzt werden. Um ein separates Anschließen einer entsprechenden Sauerstoffzufuhr zu vermeiden, wird nach Erreichen der Temperaturschwelle ein Umschalten wenigstens eines Zylinders des Verbrennungsmotors von einer Kraftstoffzufuhr zu einer Luftzufuhr durchgeführt. Darunter ist zu verstehen, dass in Kraftstoffzufuhr der Zylinder im Normalbetrieb betrieben wird. Mit anderen Worten wird Kraftstoff als Kraftstoffgemisch in den Verbrennungsmotor eingespritzt und im Zylinder verdichtet, bis eine Zündung erfolgt, welche den Kolben des Zylinders wieder in die entgegengesetzte Richtung drückt. Wird die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet und auf Luftzufuhr umgeschaltet, so wird in den Zylinder ausschließlich Luft und kein Kraftstoffgemisch mehr eingebracht. Dies führt dazu, dass dieser Zylinder keine Kraftentfaltung mehr zur Verfügung stellt, sondern als passiver Zylinder von den anderen, noch aktiven Zylindern mitbetrieben wird. Mit anderen Worten wird dieser Zylinder vom Kraftbetrieb in den Pumpbetrieb umgeschaltet und pumpt nun Luft aus der Umgebung in den nachfolgenden Abgasstrang der Abgasanlage. Um diese Pumpfunktionalität zur Verfügung zu stellen, wird wenigstens einer der weiteren Zylinder des Verbrennungsmotors in Kraftstoffzufuhr weiterbetrieben, so dass ein entsprechendes Motordrehmoment weiter zur Verfügung gestellt wird, und insbesondere die notwendige Kraft für den Pumpbetrieb unter Luftzufuhr des umgeschalteten Zylinders zur Verfügung stellen kann.
  • Dadurch, dass nun wenigstens ein Zylinder in Luftzufuhr betrieben wird, welcher durch den wenigstens einen anderen Zylinder in Kraftstoffzufuhr angetrieben wird, kann sauerstoffhaltiges Gas in Form von Umgebungsluft in den aufgeheizten Otto-Partikel-Filter eindringen. Die Kombination aus hoher Temperatur über der Temperaturschwelle einerseits und dem zugeführten Luftsauerstoff durch den umgestalteten Zylinder andererseits führt dazu, dass hier nun eine freie oder eine katalytische Verbrennung der im Otto-Partikel-Filter vorhandenen Rußpartikel stattfinden kann. Dieser Betrieb mit umgestaltetem Zylinder in Luftzufuhr und weiterbetriebenem Zylinder in Kraftstoffzufuhr kann auch als Regenerationsbetrieb bezeichnet werden, und führt dazu, dass sich über den Regenerationsbetrieb der Beladungsstand des Otto-Partikel-Filters mit Rußpartikeln durch die Verbrennung derselben reduziert.
  • Es ist noch darauf hinzuweisen, dass das Umschalten des wenigstens einen Zylinders von Kraftstoffzufuhr auf Luftzufuhr selbstverständlich mit der tatsächlichen und für das Fahrzeug spezifischen Ausgestaltung der Abgasanlage korreliert. Handelt es sich beispielsweise um eine zweistrahlige Abgasanlage mit entsprechend auch zwei separaten Otto-Partikel-Filtern, so wird das Umschalten für jeden separaten Strang und für jeden separaten Otto-Partikel-Filter auch für einen separaten spezifischen Zylinder erfolgen. Bei dem Sechszylinder, welcher für jeweils drei Zylinder einen eigenen Otto-Partikel-Filter aufweist, muss dementsprechend für jeden Otto-Partikel-Filter ein eigener Zylinder umgeschaltet werden auf Luftzufuhr. In diesem Fall werden also von den sechs Zylindern zwei Zylinder in Luftzufuhr und vier Zylinder in Kraftstoffzufuhr weiterbetrieben.
  • Die voranstehenden Schritte werden insbesondere für eine vollständige oder großteilige Regeneration im Regenerationsbetrieb durchgeführt. Selbstverständlich können Teile der einzelnen Schritte, aber auch das komplette Verfahren automatisiert oder im Wesentlichen automatisiert durchführbar sein. Ist vor einen Otto-Partikel-Filter noch ein weiterer Katalysator geschaltet, so kann auch dort ein Regenerationsbetrieb für eine katalytische Nachbehandlung des Kraftstoffs zur Verfügung gestellt sein. Gleiches gilt auch dann, wenn kein Katalysator vorhanden ist, sondern die entsprechende katalytische Beschichtung Teil des Otto-Partikel-Filters ist.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren im Aufheizbetrieb des Verbrennungsmotors wenigstens eine der folgenden Maßnahmen umgesetzt wird:
    • - Verstellung der Nockenwelle
    • - Verstellung der Kraftstoffeinspritzung
    • - Anpassen der Zündwinkel bei der Kraftstoffeinspritzung
    • - Entdrosselung des Verbrennungsmotors
    • - Schließen einer Abgasklappe
  • Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr der voranstehenden Maßnahmen kombiniert eingesetzt werden, um den Aufheizbetrieb effizienter zu gestalten und/oder zu beschleunigen. Unter einer Entdrosselung des Verbrennungsmotors ist dabei zum Beispiel ein entsprechendes Umstellen eines Turboladers oder Abgasrückführsystems zu verstehen. So können sogenannte Bypassgänge, Wastegates oder aber variable Turbinengeometrien umgestellt werden, um den Aufheizbetrieb zu beschleunigen und/oder effizienter zu gestalten.
  • Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Aufheizbetrieb des Verbrennungsmotors nach Erreichen der Temperaturschwelle beibehalten wird. Das bedeutet, dass auch ein Nachheizen bzw. Weiterheizen im Regenerationsbetrieb zur Verfügung gestellt wird. Dabei kann der Aufheizbetrieb gleichmäßig oder mit reduziertem Aufwand weiterbetrieben werden. Ein Absinken der Temperatur nach dem Erreichen der Temperaturschwelle und damit im Verlauf des Regenerationsbetriebs kann damit wirksam vermieden werden. Insbesondere wird der Aufheizbetrieb unter weiterlaufender Temperaturüberwachung des Verbrennungsmotors bzw. des Otto-Partikel-Filters durchgeführt.
    Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Erreichen der Temperaturschwelle der Verbrennungsmotor mit erhöhter Motordrehzahl betrieben wird. Insbesondere ist die Motordrehzahl erhöht im Vergleich zur Motordrehzahl im Aufheizbetrieb. Dies kann zum Beispiel durch eine erhöhte Zielwertvorgabe für die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt werden. Eine erhöhte Drehzahl führt durch die gleichbleibende Geometrie der einzelnen Zylinder insbesondere zu einem erhöhten und vergrößerten Massenstrom an Luft an dem Pumpbetrieb des Zylinders mit Luftzufuhr. Damit kann durch den vergrößerten Massenstrom auch die Regenerationsgeschwindigkeit gesteigert und die notwendige Regenerationszeit für die Regeneration des Otto-Partikel-Filters reduziert werden.
  • Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Umschalten des wenigstens einen Zylinders zu einer Luftzufuhr, die in einer Kraftstoffzufuhr verbleibenden Zylinder mit einem fetteren Kraftstoffgemisch betrieben werden. Unter einem fetteren Kraftstoffgemisch ist dabei insbesondere ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zu verstehen, welches mehr Kraftstoff für die gleiche Menge an Luft aufweist, so dass durch das Anfetten des Kraftstoffgemischs auch bei gleicher Motorendrehzahl oder bei leicht erhöhter Motorendrehzahl ein Beibehalten oder sogar Vergrößern des zur Verfügung gestellten Drehmoments durch den Verbrennungsmotor möglich wird. Dadurch, dass zumindest einer der Zylinder in Luftzufuhr betrieben wird, müssen die notwendige Pumpfunktionalität und die entsprechenden Reibungsverhältnisse von den verbleibenden und weiterbetriebenen Zylindern in Kraftstoffzufuhr zur Verfügung gestellt werden. Es verbleibt also in Summe ein positives Moment am Verbrennungsmotor, so dass der Regenerationsbetrieb wirkungsvoll zu Ende gebracht werden kann.
  • Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest die Schritte des Betreibers des Verbrennungsmotors in einem Aufheizbetrieb, das Umschalten wenigstens eines Zylinders und das Weiterbetreiben wenigstens eines Zylinders im Stillstand des Fahrzeugs, insbesondere auf einem Fahrzeugstand in einer Werkstatt durchgeführt werden. Dies ist insbesondere zu unterscheiden von einem normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs. Insbesondere werden alle Schritte durchgeführt im Fahrzeugstillstand. Damit kann eine Beeinträchtigung des Fahrbetriebs unterbleiben, und insbesondere während anderer Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten am Fahrzeug in automatisierter Weise das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Regeneration des Otto-Partikel-Filters führen.
  • Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für die Erkennung des Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters ein Beladungsmodell verwendet wird, mit welchem Messwerte des Otto-Partikel-Filters verglichen werden. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Druckdifferenz des Gasdrucks vor dem Otto-Partikel-Filter und nach dem Otto-Partikel-Filter. Je höher der Beladungsstand des Otto-Partikel-Filters ausgestaltet ist, umso größer wird der Druckverlust durch die verringerte Strömungsquerschnittssituation innerhalb des Otto-Partikel-Filters ausgebildet sein. Dadurch, dass dieser Zusammenhang üblicherweise nicht linear ausgestaltet ist, kann die Verwendung eines Beladungsmodells, welches als Simulationsmodell oder als Ergebnis von entsprechenden Messwerten auf dem Prüfstand zur Verfügung gestellt wird, den Erkennungsschritt einfach und kostengünstig für das erfindungsgemäße Verfahren zur Verfügung stellen.
  • Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Erkennen des Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters noch wenigstens eine Randbedingung überprüft wird für die Durchführung der Regeneration, insbesondere eine der folgenden Randbedingungen:
    • - Fahrzeug befindet sich auf einem Fahrzeugstand,
    • - Auslesen und/oder Überprüfung des Fehlerspeichers des Fahrzeugs
    • - Anschluss an eine externe Abgasanlage
  • Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Durch das Prüfen wenigstens einer weiteren Randbedingung wird eine unnötige oder falsche Regeneration vermieden. Zum Beispiel kann in der Korrelation mit dem Auslesen des Fehlerspeichers des Fahrzeugs vermieden werden, dass ein falsch erkannter Beladungsstand des Otto-Partikel-Filters in unerwünschter Weise zum Regenerationsbetrieb führt. Auch kann vermieden werden, dass sich das Fahrzeug nicht auf einem Fahrzeugstand, sondern im normalen Fahrbetrieb befindet, wenn der Regenerationsbetrieb eingeschaltet werden soll.
  • Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren während der Regeneration des Otto-Partikel-Filters ein Zurückschalten des wenigstens einen umgeschalteten Zylinders von der Luftzufuhr zu der Kraftstoffzufuhr erfolgt, während ein weiterer Zylinder von der Kraftstoffzufuhr in die Luftzufuhr umgeschaltet wird. Somit kann zum Beispiel in rotierender Weise ein Durchschalten der Zylinder zwischen Pumpbetrieb und normalem Verbrennungsbetrieb zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere überlappen dabei zeitlich immer zwei Zylinder während des Umschaltens in Luftzufuhr, um einen kontinuierlichen oder im Wesentlichen kontinuierlichen Zufuhrbetrieb an sauerstoffhaltiger Luft im Regenerationsbetrieb gewährleisten zu können. Das Umschalten kann über Sensoren gesteuert oder auf Basis einer festen Schaltzeitspanne erfolgen.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kontrollvorrichtung für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine solche Kontrollvorrichtung weist ein Erkennungsmodul für ein Erkennen eines Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters oberhalb einer Regenerationsschwelle auf. Weiter ist ein Aufheizmodul für ein Betreiben des Verbrennungsmotors in einem Aufheizbetrieb zum Aufheizen des Otto-Partikel-Filters auf eine Temperaturschwelle vorgesehen. Darüber hinaus weist die Kontrollvorrichtung ein Regenerationsmodul für ein Umschalten wenigstens eines Zylinders des Verbrennungsmotors von einer Kraftstoffzufuhr zu einer Luftzufuhr und für ein Weiterbetreiben wenigstens eines Zylinders des Verbrennungsmotors in Kraftstoffzufuhr auf. Die Kontrollvorrichtung bringt damit die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
    • 1 eine Ausführungsform eines Verbrennungsmotors für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 2 eine Temperatursituation über den Verlauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens
    • 3 die Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung.
  • In 1 ist schematisch ein Verbrennungsmotor 100 dargestellt mit hier sechs Zylindern 110. Für jeweils drei der Zylinder 110 des Verbrennungsmotors 100 ist ein separater Strang einer Abgasanlage 120 vorgesehen. Um die Nachbehandlung der Abgase der einzelnen Zylinder 110 gewährleisten zu können, ist hier ein Katalysator KAT und ein Otto-Partikel-Filter OPF für jeden Abgasstrang in der Abgasanlage 120 vorgesehen.
  • Für ein Regenerieren des Otto-Partikel-Filters OPF wird nun wie folgt vorgegangen. In einem ersten Schritt kann der Beladungsstand des Otto-Partikel-Filters OPF erkannt werden und insbesondere die Korrelation beim Überschreiten einer Regenerationsschwelle. Muss also eine Regeneration aufgrund eines zu hohen Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters OPF durchgeführt werden, so befindet sich das Fahrzeug vorteilhafterweise im Stillstand, insbesondere auf einem Fahrzeugstand in einer Werkstatt.
  • Mithilfe der Kontrollvorrichtung 10, wie sie in der 3 schematisch dargestellt ist, kann nun das Regenerationsverfahren durchgeführt werden. Im ersten Schritt erfolgt ein Aufheizen in einem Aufheizbetrieb AB, wie es auch die 2 zeigt. Das Aufheizen bezieht sich dabei auf die entsprechende Temperatur des Otto-Partikel-Filters OPF. Um die notwendige Temperatur und Wärme für diesen Aufheizschritt zur Verfügung stellen zu können, wird der Verbrennungsmotor 100 mit allen Zylindern 110 normal betrieben. Das bedeutet, dass alle Zylinder 110 oder insbesondere die Mehrzahl der Zylinder 110 in einer Kraftstoffzufuhr K betrieben werden, also mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch befeuert werden, um durch die kontrollierte Verbrennung im Zylinder 110 die gewünschten Drehmomente und durch die Abwärme das gewünschte Aufheizen des Otto-Partikel-Filters OPF zur Verfügung stellen zu können.
  • Sobald gemäß 2 nach Ablauf einer entsprechenden Aufheizphase des Aufheizbetriebes AB eine Temperaturschwelle TS erreicht ist, kann dieser Aufheizbetrieb AB abgeschaltet oder zumindest teilweise weiterbetrieben werden. Nun ist die Temperatur am Otto-Partikel-Filter OPF groß genug, um den Regenerationsbetrieb durchzuführen. Für diesen ist neben der notwendigen Temperatur jedoch die Zufuhr von Sauerstoff notwendig. Um dies zu gewährleisten, wird nun für jeden Abgasstrang der Abgasanlage 120 gemäß der 1 einer der jeweils drei Zylinder 110 von Kraftstoffzufuhr K auf Luftzufuhr L umgestellt. Das bedeutet, dass nun kein Kraftstoffgemisch mehr in diese beiden auf Luftzufuhr L umgeschalteten Zylindern 110 eingespritzt wird, sondern diese in einer Art Pumpbetrieb Umgebungsluft in den Abgasstrang der Abgasanlage 120 einfördern. Durch die hohe Temperatur am Otto-Partikel-Filter OPF und die auf diese Weise zur Verfügung gestellte Menge an Luftsauerstoff erfolgt eine Oxidation bzw. eine Verbrennung der Rußpartikel und damit ein Regenerieren des Otto-Partikel-Filters OPF.
  • Für den Aufheizbetrieb AB können dabei eine Vielzahl von Möglichkeiten eingesetzt werden. Darunter zählen unter anderem auch das Schließen einer Abgasklappe 122 und/oder das Schließen eines Wastegates 124.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

  1. Verfahren für eine Regeneration eines Otto-Partikel-Filters (OPF) eines Verbrennungsmotors (100) eines Fahrzeugs, aufweisend die folgenden Schritte: - Erkennen eines Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters (OPF) oberhalb einer Regenerationsschwelle, - Betreiben des Verbrennungsmotors (100) in einem Aufheizbetrieb (AB) zum Aufheizen des Otto-Partikel-Filters (OPF) auf eine Temperaturschwelle (TS), - Umschalten wenigstens eines Zylinders (110) des Verbrennungsmotors (100) von einer Kraftstoffzufuhr (K) zu einer Luftzufuhr (L), - Weiterbetreiben wenigstens eines Zylinders (110) des Verbrennungsmotors (100) in Kraftstoffzufuhr (K).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufheizbetrieb (AB) des Verbrennungsmotors (100) wenigstens eine der folgenden Maßnahmen umgesetzt wird: - Verstellung der Nockenwelle - Verstellung der Kraftstoffeinspritzung - Anpassen der Zündwinkel bei der Kraftstoffeinspritzung - Entdrosselung des Verbrennungsmotors - Schließen einer Abgasklappe
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufheizbetrieb (AB) des Verbrennungsmotors (100) nach Erreichen der Temperaturschwelle (TS) beibehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erreichen der Temperaturschwelle (TS) der Verbrennungsmotor (100) mit erhöhter Motordrehzahl betrieben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umschalten des wenigstens einen Zylinders (110) zu einer Luftzufuhr (L) die in einer Kraftstoffzufuhr (K) verbleibenden Zylinder (110) mit einem fetteren Kraftstoffgemisch betrieben werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schritte des Betreibens des Verbrennungsmotors (100) in einem Aufheizbetrieb (AB), des Umschaltens wenigstens eines Zylinders (110) und des Weiterbetreibens wenigstens eines Zylinders (110) im Stillstand des Fahrzeugs, insbesondere auf einem Fahrzeugstand in einer Werkstadt durchgeführt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erkennung des Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters (OPF) ein Beladungsmodell verwendet wird, mit welchem Messwerte des Otto-Partikel-Filters (OPF) verglichen werden.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erkennen des Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters (OPF) noch wenigstens eine Randbedingung überprüft wird für die Durchführung der Regeneration, insbesondere eine der folgenden Randbedingungen: - Fahrzeug befindet sich auf einem Fahrzeugstand - Auslesen und/oder Überprüfen des Fehlerspeichers des Fahrzeugs - Anschluss an eine externe Abgasanlage
  9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Regeneration des Otto-Partikel-Filters (OPF) ein Zurückschalten des wenigstens einen umgeschalteten Zylinders (110) von der Luftzufuhr (L) zu der Kraftstoffzufuhr (K) erfolgt, während ein weiterer Zylinder (110) von der Kraftstoffzufuhr (K) in die Luftzufuhr (L) umgeschaltet wird.
  10. Kontrollvorrichtung (10) für die Durchführung eines Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend ein Erkennungsmodul (20) für ein Erkennen eines Beladungsstandes des Otto-Partikel-Filters (OPF) oberhalb einer Regenerationsschwelle, ein Aufheizmodul (30) für ein Betreiben des Verbrennungsmotors (100) in einem Aufheizbetrieb (AB) zum Aufheizen des Otto-Partikel-Filters (OPF) auf eine Temperaturschwelle (TS) und ein Regenerationsmodul (40) für ein Umschalten wenigstens eines Zylinders (110) des Verbrennungsmotors (100) von einer Kraftstoffzufuhr (K) zu einer Luftzufuhr (L) und ein Weiterbetreiben wenigstens eines Zylinders (110) des Verbrennungsmotors (100) in Kraftstoffzufuhr (K).
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