DE102019200578A1 - Method and arrangement for tempering a gasoline particle filter - Google Patents
Method and arrangement for tempering a gasoline particle filter Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019200578A1 DE102019200578A1 DE102019200578.0A DE102019200578A DE102019200578A1 DE 102019200578 A1 DE102019200578 A1 DE 102019200578A1 DE 102019200578 A DE102019200578 A DE 102019200578A DE 102019200578 A1 DE102019200578 A1 DE 102019200578A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- particle filter
- gasoline
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000005496 tempering Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
- F01N2430/10—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying inlet or exhaust valve timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
- F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Es wird ein Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang 1 eines benzinbetriebenen Verbrennungsmotors 2 angeordneten Benzinpartikelfilters 3 während einer Regeneration angegeben, das ein Durchführen einer Regeneration des Benzinpartikelfilters 3 unter Schubabschaltbedingungen und ein Beeinflussen einer Temperatur T des Benzinpartikelfilters mittels Einstellen einer in den Abgasstrang 1 abgegebenen Luftmenge durch Öffnen und/oder Schließen einer Anzahl an Einlass- und/oder Auslassventilen 4 des Verbrennungsmotors 1 aufweist.
Außerdem werden eine Steuereinheit 5, eine Anordnung 10 zur Temperierung eines Benzinpartikelfilters 3 während einer Regeneration, ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt sowie einen computerlesbaren Datenträger angegeben.
In addition, a control unit 5, an arrangement 10 for tempering a gasoline particle filter 3 during regeneration, a motor vehicle, a computer program product and a computer-readable data carrier are specified.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang eines benzinbetriebenen Verbrennungsmotors angeordneten Benzinpartikelfilters während einer Regeneration, eine Steuereinheit, eine Anordnung zur Temperierung eines Benzinpartikelfilters während einer Regeneration, ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt sowie einen computerlesbaren Datenträger.The present invention relates to a method for temperature control of a gasoline particle filter arranged in an exhaust line of a gasoline-powered internal combustion engine during regeneration, a control unit, an arrangement for temperature control of a gasoline particle filter during regeneration, a motor vehicle, a computer program product and a computer-readable data carrier.
Um gesetzliche Vorgaben hinsichtlich der Emission von Rußpartikeln einzuhalten, werden u. a. Benzinpartikelfilter eingesetzt, die Rußpartikel aus dem von einem Benzinmotor, z. B. einem Ottomotor, erzeugten Abgas filtern. Mit zunehmender Rußbeladung steigt dabei der Abgasgegendruck im Abgasstrang.To comply with legal requirements regarding the emission of soot particles, u. a. Petrol particle filter used, the soot particles from the of a gasoline engine, for. B. a gasoline engine, filter generated exhaust gas. With increasing soot loading, the exhaust gas back pressure in the exhaust system increases.
Um dem entgegen zu wirken und eine ausreichende Filterwirkung zur Senkung der Rußpartikelemission zu erreichen, ist eine Regeneration des Benzinpartikelfilters erforderlich. Zur Regeneration wird dem Benzinpartikelfilter ein mageres Abgas (A > 1) bei einer erhöhten Temperatur von z. B. 600 °C bis 650 °C zugeführt, so dass die herausgefilterten Rußpartikel mittels des im Abgas enthaltenen überschüssigen Sauerstoffs verbrannt werden können.In order to counteract this and to achieve a sufficient filter effect to reduce the soot particle emission, a regeneration of the petrol particle filter is necessary. For regeneration, the gasoline particle filter is a lean exhaust gas (A> 1) at an elevated temperature of z. B. 600 ° C to 650 ° C so that the filtered out soot particles can be burned by means of the excess oxygen contained in the exhaust gas.
Da ein Benzinmotor üblicherweise jedoch mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisch (λ = 1) betrieben wird, werden die für die Regeneration erforderlichen mageren Bedingungen im üblichen Betrieb des Benzinmotors nicht erreicht, sondern diese müssen speziell für die Regeneration erzeugt werden.However, since a gasoline engine is usually operated with a stoichiometric air-fuel mixture (λ = 1), the lean conditions required for the regeneration are not achieved in the normal operation of the gasoline engine, but must be generated specifically for the regeneration.
Da ein mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch durchgeführter Verbrennungsvorgang in einem Benzinmotor zur Bildung eines Abgases mit einem sehr hohen Stickoxidanteil führen kann und folglich vermehrt Stickoxide in die Umgebung abgegeben werden würden, erfolgt die Bildung des mageren Luft-Kraftstoff-Gemischs bevorzugt unter Bedingungen ohne Verbrennung im Benzinmotor.Since a combustion process carried out with a lean air-fuel mixture in a gasoline engine can lead to the formation of an exhaust gas with a very high nitrogen oxide content and consequently more nitrogen oxides would be released into the environment, the formation of the lean air-fuel mixture preferably takes place under conditions without combustion in the petrol engine.
Beispielsweise kann eine sog. Schubabschaltung (auch DFSO, engl. deceleration fuel shut off) genutzt werden, bei der die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird, wenn sich das Kraftfahrzeug durch eigenen Schub fortbewegt. Durch die Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung bei weiterhin durch den Antriebsstrang angetriebenen Benzinmotor wird Luft in den Abgasstrang gepumpt und zu dem Benzinpartikelfilter geleitet, so dass eine Verbrennung der herausgefilterten Rußpartikel erfolgen kann. Dies ist beispielsweise aus der
Während der Regeneration können aufgrund der Exothermie der Rußverbrennung jedoch so hohe Temperaturen auftreten, dass es zu einer Überhitzung kommen kann, die u. a. zu bleibenden Schäden am Benzinpartikelfilter und ggf. auch an weiteren Einrichtungen im Abgasstrang, wie z. B. Sensoren oder anderen Abgasnachbehandlungseinrichtungen, führen kann.Due to the exothermic nature of soot combustion, temperatures so high that it can lead to overheating during the regeneration process. a. to permanent damage to the gasoline particle filter and possibly also to other facilities in the exhaust system, such as. B. sensors or other exhaust gas aftertreatment devices.
Neuere Entwicklungen sehen daher die Entwicklung eines Rußbeladungsmodells und eines Rußverbrennungsmodells vor, das von der Motorsteuerung verwendet wird, um die Regeneration des Benzinpartikelfilters zu steuern. Diese Modelle sagen die Rußbeladung des Benzinpartikelfilters, d. h. die Menge an herausgefilterten Rußpartikeln, anhand des Differenzdrucks über den Benzinpartikelfilter vorher und leiten daraus die Temperatur bei der Regeneration ab (
Wird von der Motorsteuerung eine Überhitzung, d. h. das Überschreiten einer Maximaltemperatur, vorhergesagt, wird trotz Schubabschaltung Kraftstoff eingespritzt, um den Sauerstoffgehalt des Abgases zu verringern und damit die Geschwindigkeit der Rußverbrennung herabzusetzen oder es werden nur so viele Zylinder abgeschaltet, dass die Maximaltemperatur nicht überschritten wird (
Ein weiteres Verfahren zur Regeneration eines Benzinpartikelfilters ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Möglichkeiten zur Regeneration eines Benzinpartikelfilters anzugeben, mit denen die vorstehend beschriebenen Nachteile verringert werden können. Vorrangig sollen der Kraftstoffverbrauch minimiert und eine Überhitzung des Benzinpartikelfilters während der Regeneration verhindert werden.The object of the present invention is to provide possibilities for the regeneration of a gasoline particle filter with which the disadvantages described above can be reduced. The primary aim is to minimize fuel consumption and prevent the petrol particle filter from overheating during regeneration.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Grundgedanke der Erfindung ist es, die Einlass- und Auslassventile eines benzinbetriebenen Verbrennungsmotors während einer Schubabschaltung derart zu steuern, dass die durch den Verbrennungsmotor gepumpte Luftmenge entsprechend einer Temperatur des Benzinpartikelfilters während der Regeneration angepasst wird, um eine Überhitzung des Benzinpartikelfilters zu vermeiden.The basic idea of the invention is to control the intake and exhaust valves of a gasoline-powered internal combustion engine during a fuel cut-off in such a way that the amount of air pumped by the internal combustion engine corresponds to a temperature of the gasoline particle filter during the Regeneration is adjusted to avoid overheating of the gasoline particulate filter.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang eines benzinbetriebenen Verbrennungsmotors angeordneten Benzinpartikelfilters während einer Regeneration weist folglich ein Durchführen einer Regeneration des Benzinpartikelfilters unter Schubabschaltbedingungen und ein Beeinflussen einer Temperatur T des Benzinpartikelfilters mittels Einstellen einer in den Abgasstrang abgegebenen Luftmenge durch Öffnen und/oder Schließen einer Anzahl an Einlass- und/oder Auslassventilen des Verbrennungsmotors auf.A method according to the invention for tempering a gasoline particle filter arranged in an exhaust line of a gasoline-powered internal combustion engine during regeneration consequently has a regeneration of the gasoline particle filter under overrun fuel cut-off conditions and an influencing of a temperature T of the gasoline particle filter by adjusting an air quantity discharged into the exhaust gas line by opening and / or closing one Number of intake and / or exhaust valves of the internal combustion engine.
Unter Einlassventilen sind Zuführeinrichtungen zur Zufuhr von Luft oder, in Abhängigkeit der Motorbauart, eines Luft-Kraftstoff-Gemischs zum Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors zu verstehen. Unter Auslassventilen sind Abführeinrichtungen zum Abführen von Abgasen aus dem Verbrennungsraum in den Abgasstrang des Verbrennungsmotors zu verstehen. Jeder Motorzylinder verfügt über mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil. Es können jedoch auch mehrere, beispielsweise drei, vier, fünf oder acht Einlassventile je Motorzylinder vorhanden sein.Inlet valves are to be understood as supply devices for supplying air or, depending on the type of engine, an air / fuel mixture to the combustion chamber of the internal combustion engine. Exhaust valves are to be understood as discharge devices for discharging exhaust gases from the combustion chamber into the exhaust line of the internal combustion engine. Each engine cylinder has at least one intake and one exhaust valve. However, there may also be several, for example three, four, five or eight intake valves per engine cylinder.
Während der Regeneration unter Schubabschaltbedingungen ist, wie eingangs beschrieben, die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbrochen. Die Ein- und Auslassventile des Verbrennungsmotors sind zumindest teilweise geöffnet, so dass Luft durch den Verbrennungsmotor in den Abgasstrang strömt und den Benzinpartikelfilter erreicht. Unter Einhaltung einer geeigneten hohen Temperatur werden herausgefilterte Rußpartikel im Benzinpartikelfilter mittels dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff oxidiert und damit entfernt. Die Filterwirkung des Benzinpartikelfilters wird wiederhergestellt.As described at the beginning, the fuel supply to the internal combustion engine is interrupted during regeneration under overrun fuel cutoff conditions. The intake and exhaust valves of the internal combustion engine are at least partially open, so that air flows through the internal combustion engine into the exhaust system and reaches the gasoline particle filter. When a suitable high temperature is maintained, soot particles filtered out are oxidized in the gasoline particle filter by means of the oxygen contained in the air and are thus removed. The filtering effect of the petrol particle filter is restored.
Durch Einstellen der in den Abgasstrang abgegebenen Luftmenge wird die den Benzinpartikelfilter erreichende Sauerstoffmenge variiert, so dass die Oxidationsreaktion beeinflusst wird. Der Ablauf der Oxidationsreaktion wirkt sich auf die Temperatur des Benzinpartikelfilters aus, so dass folglich durch Einstellen der Luftmenge die Temperatur des Benzinpartikelfilters beeinflusst wird.By adjusting the amount of air discharged into the exhaust line, the amount of oxygen reaching the gasoline particle filter is varied so that the oxidation reaction is influenced. The course of the oxidation reaction has an effect on the temperature of the gasoline particle filter, so that the temperature of the gasoline particle filter is consequently influenced by adjusting the amount of air.
Das Einstellen der abgegebenen Luftmenge erfolgt durch Öffnen und/oder Schließen einer Anzahl an Einlass- und/oder Auslassventilen. Mit anderen Worten können einige oder alle Einlass- und/oder Auslassventile geöffnet oder geschlossen werden, um die Luftmenge einzustellen. Auch ein teilweises Öffnen und/oder Schließen von Einlass- und/oder Auslassventilen ist möglich. The amount of air delivered is set by opening and / or closing a number of inlet and / or outlet valves. In other words, some or all of the intake and / or exhaust valves can be opened or closed to adjust the amount of air. Partial opening and / or closing of intake and / or exhaust valves is also possible.
Beispielsweise kann die Temperatur T des Benzinpartikelfilters ermittelt und mit einer Maximaltemperatur verglichen werden. Überschreitet die Temperatur des Benzinpartikelfilters die Maximaltemperatur, wird die in den Abgasstrang abgegebene Luftmenge verringert, indem eine Anzahl der Einlass- und/oder Auslassventile des Verbrennungsmotors geschlossen wird.For example, the temperature T of the gasoline particle filter can be determined and compared with a maximum temperature. If the temperature of the petrol particle filter exceeds the maximum temperature, the amount of air discharged into the exhaust system is reduced by closing a number of the intake and / or exhaust valves of the internal combustion engine.
Wird hingegen festgestellt, dass die Temperatur T des Benzinpartikelfilters eine Mindesttemperatur unterschreitet, wird die in den Abgasstrang abgegebene Luftmenge erhöht, indem eine Anzahl der Einlass- und/oder Auslassventile des Verbrennungsmotors geöffnet wirdIf, on the other hand, it is found that the temperature T of the petrol particle filter falls below a minimum temperature, the amount of air discharged into the exhaust system is increased by opening a number of the intake and / or exhaust valves of the internal combustion engine
Mittels des Verfahrens lässt sich die Temperatur des Benzinpartikelfilters auf einfache Art und Weise beeinflussen und es können die für eine Regeneration des Benzinpartikelfilters notwendigen Temperaturbedingungen eingestellt werden. Eine Überhitzung sowie eine damit verbundene thermische Schädigung des Benzinpartikelfilters können verhindert werden. Vorteilhaft ist hierfür keine zusätzliche Kraftstoffzufuhr notwendig, so dass der Kraftstoffverbrauch sowie die Emission von Luftschadstoffen gesenkt werden können.The temperature of the gasoline particle filter can be influenced in a simple manner by means of the method and the temperature conditions necessary for regeneration of the gasoline particle filter can be set. Overheating and the associated thermal damage to the petrol particle filter can be prevented. No additional fuel supply is advantageously necessary for this, so that the fuel consumption and the emission of air pollutants can be reduced.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann eine Anzahl der Einlass- und/oder Auslassventile mittels eines variablen Ventilsteuerungssystem, beispielsweise eines kontinuierlich variablen Ventilsteuerungssystems, geschlossen oder geöffnet werden. Bei dem kontinuierlich variablen Ventilsteuerungssystem kann es sich beispielsweise um ein elektrohydraulisches System zur vollvariablen Steuerung der Einlassventile handeln.According to various design variants, a number of the intake and / or exhaust valves can be closed or opened by means of a variable valve control system, for example a continuously variable valve control system. The continuously variable valve control system can be, for example, an electro-hydraulic system for fully variable control of the intake valves.
Die Verwendung eines variablen Ventilsteuerungssystems vereinfacht das Öffnen und/oder Schließen einer Anzahl an Einlass- und/oder Auslassventilen. Zudem können Zwischenstellungen, z. B. halb geöffnet, einfach eingestellt und die Ventile ggf. unabhängig voneinander oder in Gruppen gesteuert werden. Dies führt zu einer einfachen und genauen Beeinflussung der Temperatur des Benzinpartikelfilters.The use of a variable valve control system simplifies the opening and / or closing of a number of intake and / or exhaust valves. In addition, intermediate positions, e.g. B. half open, simply set and the valves can be controlled independently or in groups if necessary. This leads to a simple and precise influence on the temperature of the petrol particle filter.
Ein variables Ventilsteuerungssystem kann ggf. zur Beeinflussung der Motorleistung und des Kraftstoffverbrauchs bereits vorhanden sein. Zusätzliche Komponenten, die den Bauraum belegen und weitere Kosten verursachen, können vermieden werden.A variable valve control system may already exist to influence engine performance and fuel consumption. Additional components that occupy the installation space and incur additional costs can be avoided.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Temperatur des Benzinpartikelfilters mittels einer Änderung der in den Abgasstrang abgegebenen Luftmenge geregelt werden.According to further embodiment variants, the temperature of the petrol particle filter can be regulated by changing the amount of air discharged into the exhaust line.
Mit anderen Worten kann die Temperatur des Benzinpartikelfilters als Regelgröße über die Luftmenge als Stellgröße beeinflusst werden. Durch die Regelung kann eine ständige oder periodische Überwachung der Temperatur des Benzinpartikelfilters realisiert werden. Bei Abweichungen der Temperatur von einem Sollbereich kann die Luftmenge automatisiert variiert werden, um die Temperatur wieder zurück in den Sollbereich zu bringen. In other words, the temperature of the petrol particle filter can be influenced as a controlled variable via the air quantity as a manipulated variable. The control enables constant or periodic monitoring of the temperature of the petrol particle filter. If the temperature deviates from a target range, the air volume can be varied automatically to bring the temperature back into the target range.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Temperatur des Benzinpartikelfilters mittels eines Temperatursensors und/oder unter Verwendung eines Temperaturmodells ermittelt werden.According to further embodiment variants, the temperature of the petrol particle filter can be determined by means of a temperature sensor and / or using a temperature model.
Der Temperatursensor kann beispielsweise im oder am Benzinpartikelfilter angeordnet sein und die Temperatur des Benzinpartikelfilters direkt messen. Alternativ kann der Temperatursensor im Abgasstrang, z. B. unmittelbar stromabwärts des Benzinpartikelfilters, angeordnet sein und die Temperatur des Abgases bzw. der dem Benzinpartikelfilter zugeführten Luft messen, aus der auf die Temperatur des Benzinpartikelfilters geschlossen werden kann. Die Temperaturermittlung mittels eines Temperatursensors hat den Vorteil, dass die Temperatur des Benzinpartikelfilters sehr genau ermittelt werden kann.The temperature sensor can, for example, be arranged in or on the gasoline particle filter and measure the temperature of the gasoline particle filter directly. Alternatively, the temperature sensor in the exhaust line, e.g. B. be arranged immediately downstream of the gasoline particle filter and measure the temperature of the exhaust gas or the air supplied to the gasoline particle filter, from which the temperature of the gasoline particle filter can be concluded. The temperature determination by means of a temperature sensor has the advantage that the temperature of the petrol particle filter can be determined very precisely.
Alternativ oder zusätzlich kann die Temperaturermittlung unter Verwendung von Temperaturmodellen erfolgen. Ein solches Temperaturmodell kann die Temperatur des Benzinpartikelfilters beispielsweise anhand der Rußbeladung des Benzinpartikelfilters, welche z. B. anhand eines Differenzdrucks über den Benzinpartikelfilter oder mittels eines Rußbeladungsmodells bestimmt werden kann, vorhersagen. Die Temperaturermittlung mittels eines Temperaturmodells hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Temperatursensor und entsprechende Signalübertragungseinrichtungen benötigt werden, so dass Bauraum eingespart werden kann.Alternatively or additionally, the temperature can be determined using temperature models. Such a temperature model can, for example, the temperature of the gasoline particle filter based on the soot loading of the gasoline particle filter, which, for. B. can be determined using a differential pressure across the gasoline particle filter or by means of a soot loading model. The temperature determination by means of a temperature model has the advantage that no additional temperature sensor and corresponding signal transmission devices are required, so that installation space can be saved.
Zudem kann mittels des Temperaturmodells auch eine zukünftige Temperatur des Benzinpartikelfilters, z. B. der Temperaturverlauf während der Regeneration, abgeschätzt werden. Folglich kann die vorhergesagte Temperaturentwicklung bei der Beeinflussung der Temperatur T berücksichtigt werden. Die Luftmenge kann folglich bereits vorausschauend geändert werden.In addition, a future temperature of the gasoline particle filter, e.g. B. the temperature profile during regeneration can be estimated. Consequently, the predicted temperature development can be taken into account when influencing the temperature T. The air volume can therefore be changed in advance.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Regeneration des Benzinpartikelfilters durchgeführt werden, falls die Notwendigkeit der Regeneration anhand eines Rußbeladungsmodells ermittelt wird.According to various design variants, the regeneration of the petrol particle filter can be carried out if the need for regeneration is determined using a soot loading model.
Die Verwendung eines Rußbeladungsmodells ermöglicht die Ermittlung der Notwendigkeit der Regeneration auch in Fällen, in denen keine Messung des Differenzdrucks über den Partikelfilter möglich ist, z. B. bei vollständig geschlossenen Ventilen. Das Rußbeladungsmodell kann die Rußbeladung des Benzinpartikelfilters z. B. anhand des Kraftstoffverbrauchs und den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors vorhersagen.The use of a soot loading model enables the need for regeneration to be determined even in cases where it is not possible to measure the differential pressure via the particle filter, e.g. B. with completely closed valves. The soot loading model can the soot loading of the gasoline particle filter z. B. predict based on fuel consumption and operating conditions of the internal combustion engine.
Eine erfindungsgemäße Steuereinheit ist dazu ausgebildet und eingerichtet, ein Eingangssignal einer Temperaturermittlungseinrichtung, ausgebildet zur Ermittlung der Temperatur eines in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors angeordneten Benzinpartikelfilters, zu empfangen und zu verarbeiten und in Abhängigkeit des verarbeiteten Eingangssignals ein Steuersignal an eine Öffnungs- und Schließeinrichtung zum Öffnen und/oder Schließen von Einlass- und/oder Auslassventilen des Verbrennungsmotors auszugeben. A control unit according to the invention is designed and set up to receive and process an input signal of a temperature determination device, designed to determine the temperature of a gasoline particle filter arranged in an exhaust gas line of an internal combustion engine, and, depending on the processed input signal, a control signal to an opening and closing device for opening and closing / or close the intake and / or exhaust valves of the internal combustion engine.
Die Steuereinheit kann hardware- und/oder softwaremäßig realisiert sein und physisch ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Insbesondere kann die Steuereinheit Teil einer Motorsteuerung sein oder in diese integriert sein. In einer typischen Ausgestaltung fungiert die Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs als Steuereinheit.The control unit can be implemented in hardware and / or software and can be configured physically in one or more parts. In particular, the control unit can be part of an engine control or can be integrated into it. In a typical embodiment, the engine control of a motor vehicle functions as a control unit.
Die Temperaturermittlungseinrichtung kann beispielsweise als Temperatursensor oder als Einrichtung zur Verarbeitung eines Temperaturmodells ausgebildet sein.The temperature determination device can be designed, for example, as a temperature sensor or as a device for processing a temperature model.
Die erfindungsgemäße Steuereinheit kann beispielsweise zur Steuerung des oben stehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. Daher dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Steuereinheit. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Steuereinheit entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen Ausführungsvarianten.The control unit according to the invention can be used, for example, to control the method according to the invention explained above. Therefore, the above explanations serve to explain the method according to the invention also to describe the control unit according to the invention. The advantages of the control unit according to the invention correspond to those of the method according to the invention and its design variants.
Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Temperierung eines Benzinpartikelfilters während einer Regeneration weist einen benzinbetriebenen Verbrennungsmotor mit Einlass- und Auslassventilen, eine Öffnungs- und Schließeinrichtung, ausgebildet zum Öffnen und Schließen der Einlass- und/oder Auslassventile, einen sich an den Verbrennungsmotor anschließenden Abgasstrang, einen im Abgasstrang Benzinpartikelfilter, eine Temperaturermittlungseinrichtung, ausgebildet zur Ermittlung der Temperatur des Benzinpartikelfilters, und eine Steuereinheit gemäß vorstehender Beschreibung auf.An arrangement according to the invention for tempering a gasoline particle filter during a regeneration has a gasoline-powered internal combustion engine with intake and exhaust valves, an opening and closing device designed to open and close the intake and / or exhaust valves, an exhaust gas line connected to the internal combustion engine, and one in the exhaust gas line Petrol particle filter, a temperature determining device designed to determine the temperature of the petrol particle filter, and a control unit as described above.
Bevorzugt kann die Öffnungs- und Schließeinrichtung als variables Ventilsteuerungssystem, beispielsweise als kontinuierlich variables Ventilsteuerungssystems, ausgebildet sein.The opening and closing device can preferably be designed as a variable valve control system, for example as a continuously variable valve control system.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise zur Ausführung des oben stehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. The arrangement according to the invention can be used, for example, to carry out the method according to the invention explained above.
Daher dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Anordnung. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen Ausführungsvarianten.Therefore, the above explanations serve to explain the method according to the invention also to describe the arrangement according to the invention. The advantages of the arrangement according to the invention correspond to those of the method according to the invention and its design variants.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine der vorstehend beschriebenen Anordnungen auf. Folglich sind mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug die mit der erfindungsgemäßen Anordnung realisierbaren Vorteile erzielbar.A motor vehicle according to the invention has one of the arrangements described above. Consequently, the advantages which can be achieved with the arrangement according to the invention can be achieved with the motor vehicle according to the invention.
Unter einem Kraftfahrzeug ist ein durch einen Motor angetriebenes Fahrzeug, z. B. ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug zu verstehen.Under a motor vehicle is a vehicle driven by an engine, e.g. B. to understand a land, air or water vehicle.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bewirken, dass eine der vorstehend beschriebenen Anordnungen eines der vorstehend beschriebenen Verfahren ausführt.A computer program product according to the invention comprises instructions which cause one of the arrangements described above to carry out one of the methods described above.
Unter einem Computerprogrammprodukt ist ein auf einem geeigneten Medium gespeicherter und/oder über ein geeignetes Medium abrufbarer Programmcode zu verstehen. Zum Speichern des Programmcodes kann jedes zum Speichern von Software geeignete Medium, beispielsweise ein in einem Steuergerät verbauter nichtflüchtiger Speicher, eine DVD, ein USB-Stick, eine Flashcard oder dergleichen, Verwendung finden. Das Abrufen des Programmcodes kann beispielsweise über das Internet oder ein Intranet erfolgen oder über ein anderes geeignetes drahtloses oder kabelgebundenes Netzwerk.A computer program product is to be understood as a program code which is stored on a suitable medium and / or can be called up via a suitable medium. Any medium suitable for storing software can be used for storing the program code, for example a non-volatile memory installed in a control unit, a DVD, a USB stick, a flash card or the like. The program code can be called up, for example, via the Internet or an intranet or via another suitable wireless or wired network.
Auf einem erfindungsgemäßen computerlesbaren Datenträger ist das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt gespeichert.The computer program product according to the invention is stored on a computer-readable data carrier according to the invention.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Abbildungen ersichtlich. Die Erfindung wird anhand der Abbildungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Anordnung in einer beispielhaften Ausgestaltung; und -
2 ein Ablaufschema eines beispielhaften Verfahrens.
-
1 an arrangement in an exemplary embodiment; and -
2nd a flow diagram of an exemplary method.
In der
Die Anordnung
Der Verbrennungsmotor
Im Abgasstrang
Dem Benzinpartikelfilter
In Abhängigkeit des verarbeiteten Eingangssignals
Optional können weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen, z. B. Katalysatoren, im Abgasstrang
Mittels der Anordnung
Das Verfahren beginnt bei S1. Im Schritt
Ist eine Regeneration des Benzinpartikelfilters
Im Schritt
Wird im Schritt
Wird die Mindesttemperatur
Während des Verfahrens wird fortlaufend oder periodisch geprüft, ob eine Regeneration weiterhin erforderlich ist (gestrichelte Pfeile). Ist dies nicht der Fall, endet das Verfahren bei
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- AbgasstrangExhaust line
- 22nd
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 33rd
- BenzinpartikelfilterPetrol particle filter
- 44th
- Einlass- und AuslassventileIntake and exhaust valves
- 55
- SteuereinheitControl unit
- 66
- EingangssignalInput signal
- 77
- TemperaturermittlungseinrichtungTemperature determination device
- 88th
- SteuersignalControl signal
- 99
- Öffnungs- und SchließeinrichtungOpening and closing device
- 1010th
- Anordnungarrangement
- 1111
- StrömungsrichtungFlow direction
- 1212th
- Zylinder cylinder
- TT
- Temperatur des BenzinpartikelfiltersPetrol particulate filter temperature
- Tmin T min
- MindesttemperaturMinimum temperature
- Tmax T max
- Maximaltemperatur Maximum temperature
- S1 bis S9S1 to S9
- VerfahrensschritteProcedural steps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102016122025 A1 [0006]DE 102016122025 A1 [0006]
- DE 102011056657 A1 [0008, 0009]DE 102011056657 A1 [0008, 0009]
- JP 2017128152 A [0009]JP 2017128152 A [0009]
- KR 1020140078864 A [0010]KR 1020140078864 A [0010]
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019200578.0A DE102019200578A1 (en) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Method and arrangement for tempering a gasoline particle filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019200578.0A DE102019200578A1 (en) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Method and arrangement for tempering a gasoline particle filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102019200578A1 true DE102019200578A1 (en) | 2020-07-23 |
Family
ID=71402978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102019200578.0A Pending DE102019200578A1 (en) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Method and arrangement for tempering a gasoline particle filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102019200578A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021100357A1 (en) | 2021-01-12 | 2022-07-14 | Ford Global Technologies, Llc | Method for regenerating a particle filter in overrun mode |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011056657A1 (en) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Hyundai Motor Company | A method of preventing damage to a gasoline particulate filter in a cylinder-powered vehicle |
| KR20140078864A (en) | 2012-12-18 | 2014-06-26 | 현대자동차주식회사 | Control method of regeneration of gasoline particulate filter |
| DE102016122025A1 (en) | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for regenerating a gasoline particulate filter |
| JP2017128152A (en) | 2016-01-18 | 2017-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
-
2019
- 2019-01-17 DE DE102019200578.0A patent/DE102019200578A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011056657A1 (en) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Hyundai Motor Company | A method of preventing damage to a gasoline particulate filter in a cylinder-powered vehicle |
| KR20140078864A (en) | 2012-12-18 | 2014-06-26 | 현대자동차주식회사 | Control method of regeneration of gasoline particulate filter |
| DE102016122025A1 (en) | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for regenerating a gasoline particulate filter |
| JP2017128152A (en) | 2016-01-18 | 2017-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021100357A1 (en) | 2021-01-12 | 2022-07-14 | Ford Global Technologies, Llc | Method for regenerating a particle filter in overrun mode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102015102753B4 (en) | METHOD FOR REGENERATION OF A PARTICULATE FILTER, REGENERATION SYSTEM FOR A PARTICULATE FILTER AND METHOD FOR SETTING A REGENERATION PROCESS OF A PARTICULATE FILTER | |
| DE102012221337A1 (en) | Detection of soot combustion in a vehicle | |
| DE102013210896A1 (en) | A method for operating an exhaust aftertreatment and means for controlling an exhaust aftertreatment and exhaust aftertreatment, engine control unit and internal combustion engine with an exhaust aftertreatment | |
| DE602004004221T2 (en) | Regeneration control of a filter | |
| EP3572634B1 (en) | Method and device for treating the waste gas produced by a combustion engine | |
| EP1108862B1 (en) | Method and apparatus for reducing harmful constituents of exhaust gas of a combustion engine | |
| DE102015219777B4 (en) | Exhaust treatment of an internal combustion engine | |
| DE102013220881A1 (en) | Controlling the temperature of a particulate filter of an exhaust aftertreatment system during regeneration of the particulate filter by adjusting a mass flow of air | |
| DE102011108908A1 (en) | A method and apparatus for predicting peak temperature in a vehicle particulate filter | |
| DE102018107769A1 (en) | Method for a regeneration of an Otto particle filter of an internal combustion engine of a vehicle | |
| DE102019200578A1 (en) | Method and arrangement for tempering a gasoline particle filter | |
| EP3311011B1 (en) | Method for mobilising ash in an exhaust-gas particle filter | |
| DE102015221495A1 (en) | Method and apparatus for regeneration of a particulate filter | |
| DE10213170A1 (en) | Operating process comprises using several operating programs for exhaust gas post-treatment system working with particle filter which can be regenerated and monitored when boundary load is exceeded | |
| EP3495646B1 (en) | Particle filter device and method of operation | |
| EP4095364B1 (en) | Method for operating a combustion engine | |
| DE10252732B4 (en) | Method and device for operating an exhaust aftertreatment device of an internal combustion engine | |
| DE102010005317A1 (en) | Engine control device for use in motor vehicle, has control correction amount-calculating device calculating correction amount of engine control based on acceleration request from driver when control process is interrupted | |
| DE102015016966B4 (en) | Method for operating a drive device and corresponding drive device | |
| DE102021209417A1 (en) | Method, computing unit and computer program for determining an amount of air provided by means of an electric air pump in an exhaust system of an internal combustion engine | |
| DE102018220615A1 (en) | Method and control unit for monitoring the regeneration of a particle filter through which an exhaust gas flows, computer program product and computer-readable data carrier | |
| DE102019101139A1 (en) | Method for operating an externally ignited internal combustion engine | |
| DE102005035168B4 (en) | Method and system for regenerating an exhaust aftertreatment device | |
| DE102013108225A1 (en) | Exhaust gas recirculation control device and method for an internal combustion engine | |
| DE102012209114A1 (en) | Method for operating internal combustion engine in motor cars, involves determining secondary air diagnosis value based on difference signal that is determined based on difference of pumping and Nernst voltage signals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: MARKOWITZ, MARKUS, DR.-ING., DE |