DE102018200253A1

DE102018200253A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102018200253A1
Application number: DE102018200253.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Maier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug, in der ein Katalysator und in Strömungsrichtung dahinter ein Partikelfilter angeordnet sind, zur Regeneration des Partikelfilters,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte während einer Schubphase des Kraftfahrzeuges,
- Auslesen einer aktuellen Abgastemperatur aus einem Steuergerät,
- Bei einer Abgastemperatur über einem Schwellwert, bestimmen eines Luftmassendurchsatzes durch die Brennkraftmaschine,
- Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine ohne eine Fremdzündung, bis der Partikelfilter regeneriert oder die Schubphase beendet ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird für die Regeneration des Partikelfilters weniger Kraftstoff benötigt als bei anderen Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2013 220 881 A1 hingewiesen. In dieser ist ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Partikelfilters einer Abgasnachbehandlungsanlage während einer Regeneration eines Partikelfilters beschrieben, welche in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Verfahren weist auf:

A) ein Messen der Temperatur des Partikelfilters,
B) ein Erfassen eines Beladungszustands des Partikelfilters,
C) ein Einstellen des Massenstroms an Luft, welche den Partikelfilter durchströmt, in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur und dem erfassten Beladungszustand des Partikelfilters.

Der Massenstrom an Luft wird dabei so eingestellt, dass der Partikelfilter durch den Massenstrom an Luft gekühlt wird.
Weiter ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 022 153 A1 ebenfalls ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters bekannt. Beschrieben sind ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Regeneration mindestens eines mit Rußpartikeln beladenen Partikelfilters einer Abgasanlage für einen Ottomotor, sowie ein Kraftfahrzeug, umfassend die Steuereinrichtung.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

als erster Schritt wird eine Temperatur des Partikelfilters und/oder eines Abgasstroms des Ottomotors bestimmt. Solange die Temperatur des Partikelfilters und/oder des Abgasstroms kleiner einer vorbestimmten Mindesttemperatur zur Oxidation der Rußpartikel ist, erfolgt ein Durchführen wenigstens eines der folgenden Schritte:
- - Ein Spätverstellen eines Zündwinkels des Ottomotors oder ein Abschalten der Kraftstoffzufuhr wenigstens eines Zylinders des Ottomotors und ein gleichzeitiges Absenken eines Verbrennungslambdas wenigstens eines nicht abgeschalteten Zylinders auf einen Wert kleiner als 1.
- - Wenn die Temperatur des Partikelfilters und/oder des Abgasstroms zumindest der vorbestimmten Mindesttemperatur zur Oxidation der Rußpartikel entspricht, erfolgt ein Durchführen wenigstens einer der folgenden Maßnahmen zur Erhöhung eines Sauerstoffanteils des Abgases:
- - Es wird ein Erhöhen einer Öffnung einer Drosseleinrichtung des Ottomotors bei Vorliegen eines Schubbetriebs, oder ein Anheben des Verbrennungslambdas auf einen Wert größer 1 oder ein Abschalten oder ein abgeschaltet lassen der Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem Zylinder des Ottomotors durchgeführt.

Weiter wird zum technischen Umfeld auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2011 006 920 A1 hingewiesen. In dieser Offenlegungsschrift wird ein Verfahren beschrieben zur Steuerung der Regeneration eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, die in ihrem Luftzufuhrkanal eine Drosselklappe und eine Abgasrückführung mit einem Abgasrückführventil zwischen dem Luftzuführkanal und dem Abgaskanal aufweist. Der Abbrand von Partikeln im Partikelfilter wird während eines Regenerationsvorgangs durch Eingriffe beim Luftdurchsatz mit zusätzlichen Kraftstoffeinspritzungen eingeleitet und kontrolliert. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Regenerationsvorgang in eine konventionelle Regenerationsphase und in eine erweiterte Regenerationsphase zur schnellen Oxidation von Rußpartikeln im Partikelfilter aufgeteilt wird, wobei innerhalb der erweiterten Regenerationsphase auf Nacheinspritzungen, wie sie in der konventionellen Regenerationsphase angewendet werden, verzichtet wird.
In anderen Fällen wird ein Abbauen des Rußanteils im Partikelfilter entweder durch extremes Katalysatorheizen oder durch einen Verbau des Partikelfilters nahe an dem Katalysator erreicht. Liegt zwischen dem Ottopartikelfilter und dem Hauptkatalysator noch ein Unterflur-Katalysator, reicht selbst bei extremen Katalysatorheizen die erzeugte Temperatur im Ottopartikelfilter nicht aus, um den selbständigen Rußabbrand zu ermöglichen.
Nachteilig ist, dass nicht immer ein vollständiger Rußabbrand erreicht wird und dass das Fahrzeug in einem extremen Fall in die Werkstatt gebracht werden muss, um den Partikelfilter zu reinigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, um den oben genannten Nachteil zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahrensschritte im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
In vorteilhafter Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren CO₂ eingespart, da die zum Abbrand eingesetzte Kraftstoffmasse deutlich geringer ist als bei der Katalysatorheizstrategie. In vorteilhafter Weise wird dem Kunden im Extremfall kein Werkstattaufenthalt zugemutet. Verbrennungsaussetzer erhöhen eine Katalysatortemperatur einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine, arbeitet somit nach dem Otto-Prinzip, erheblich und damit auch die Temperatur in einem Ottopartikelfilter. Erfindungsgemäßes Ziel ist es, in einer Schubabschaltung, d. h. das Kraftfahrzeug mit der Brennkraftmaschine befindet sich im Schubbetrieb, geringe Mengen Kraftstoff einzuspritzen, um die Abgastemperatur gezielt zu erhöhen. Hierzu wird die durch die Zylinder der Brennkraftmaschine durchgesetzte Luftmasse oder Luftmenge während der Schubabschaltung bestimmt. Die Temperatur im Katalysator ist über ein Abgastemperaturmodell in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine bekannt, eine Drehzahl und weitere Parameter der Brennkraftmaschine ebenso. Über diese Parameter wird eine exakt definierte Kraftstoffmasse, ohne diese zu zünden, in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt. Dies wird solange wiederholt, bis der Ruß im Ottopartikelfilter abgebrannt ist und maximal solange wie ein Fahrer das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb bewegt. Optimal bewegt sich die über das Abgastemperaturmodell berechnete Ottopartikelfiltertemperatur beim Rußabbrand zwischen 650 und 700°C.
Daher wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, in der ein Katalysator und in Strömungsrichtung dahinter ein Partikelfilter angeordnet sind, zur Regeneration des Partikelfilters, mit Durchführung folgender Verfahrensschritte während einer Schubphase des Kraftfahrzeugs vorgeschlagen:

- Auslesen einer aktuellen Abgastemperatur aus einem Steuergerät,
- Bei einer Abgastemperatur über einem Schwellwert, bestimmen eines Luftmassendurchsatzes durch die Brennkraftmaschine,
- Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine ohne eine Fremdzündung, bis der Partikelfilter regeneriert oder die Schubphase beendet ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird für die Regeneration des Partikelfilters weniger Kraftstoff benötigt als bei anderen Verfahren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013220881 A1 [0002]
DE 102012022153 A1 [0004]
DE 102011006920 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug, in der ein Katalysator und in Strömungsrichtung dahinter ein Partikelfilter angeordnet sind, zur Regeneration des Partikelfilters, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte während einer Schubphase des Kraftfahrzeuges, - Auslesen einer aktuellen Abgastemperatur aus einem Steuergerät, - Bei einer Abgastemperatur über einem Schwellwert, bestimmen eines Luftmassendurchsatzes durch die Brennkraftmaschine, - Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine ohne eine Fremdzündung, bis der Partikelfilter regeneriert oder die Schubphase beendet ist.