DE10342456A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Partikelmaterial-Filter-Regeneration - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Partikelmaterial-Filter-Regeneration Download PDFInfo
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Abstract
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einleitung der Regeneration eines Partikelmaterie (PM)-Filters in einem Auslasssystem in einem Verbrennungsmotor. Das Verfahren und die Vorrichtung umfassen die Bestimmung einer Änderung des Drucks von Abgasen, welche durch den PM-Filter strömen, und die darauf ansprechende Veränderung einer Öffnung eines Einlassventils in Strömungsmittelverbindung mit der Verbrennungskammer.
Description
- Technisches Gebiet
- Diese Erfindung betrifft generell ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regeneration von Partikelmaterial- bzw. -materie- bzw. Partikel- (PM) – Filtern und, im Speziellen, ein Verfahren und eine Vorrichtung um die Regeneration von PM-Filtern einzuleiten, indem eine Änderung im Druck von Abgasen, welche einen Filter passieren, bestimmt wird und Arbeitsbedingungen eines Verbrennungsmotors geändert werden, um die Abgastemperatur zu erhöhen und die Regeneration einzuleiten.
- Hintergrund
- Verbrennungsmotoren führen eine große Vielfalt nützlicher Aufgaben aus und sind über die Jahre ein integraler Bestandteil der technologischen Gesellschaft geworden. Anforderungen an Transport und Energieerzeugung wurden hauptsächlich durch Weiterentwicklungen in der Motortechnologie erreicht, und die Benutzung von Motoren wurde für das Funktionieren der Gesellschaft nötig.
- Das Wachstum in der Benutzung von Verbrennungsmotoren führte jedoch zu ernsten Problemen und Fragen, eine davon ist der Grad der Schadstoffe die von der ständig zunehmenden Zahl an Motoren im heutigen Einsatz emittiert werden.
- Der schnelle Anstieg in den Pegeln von NOx und Partikeln, wie Ruß, haben die Anforderung für die Entwicklung von stringenten Standards hervorgerufen, um solche Emissionen so weit wie möglich zu reduzieren.
- Eine Methode zur Reduktion der Menge an unerwünschten Schadstoffen ist, ein Abgasrückführungssystem (EGR = Exhaust Gas Regeneration) im Abgasstrom eines Verbrennungsmotors zu verwenden um Abgase zurück durch den Motor zu leiten, um vollständigere Verbrennung zu erreichen, und damit die Menge an Schadstoffen, die letztendlich in die Atmosphäre abgegeben werden, zu reduzieren. Ein Aspekt von Abgasrückführungssystemen ist, Partikelmaterie-(PM)-Filter, auch bekannt als PM-Fallen, zu integrieren, um Teilchen im Abgasstrom auszufiltern.
- PM-Filter funktionieren gut, müssen jedoch gereinigt werden, zum Beispiel regeneriert, von Zeit zu Zeit, wenn sich die Partikelmaterie anhäuft. Eine gängige Methode, um PM-Filter zu regenerieren, ist, die Temperatur im Filter zu erhöhen, und dadurch die angehäufte Materie dazu zu bringen, zu Verbrennen und zu Brennen. Die Temperaturerhöhung kann aktiv durchgeführt werden durch die Verwendung von Heizelementen, die im Filter installiert sind, oder sie kann durchgeführt werden durch eine Erhöhung der Temperatur der Abgase, welche den Filter passieren.
- Mehrere Versuche wurden gemacht um Motorparameter zu steuern, um die Abgastemperatur zu erhöhen, um die Regeneration einzuleiten. Beispielsweise, im U.S. – Patent Nr. 6,304,815, beschreiben Moraal u.a. ein System, welches ein Drosselventil an einem Ansaugrohr kontrolliert, um die Temperatur zur Regenerierung zu erhöhen. Im U.S. – Patent Nr. 6,196,183, beschreiben Bauer u.a. ein System welches die Einspritzzeit und die Zündzeit variiert um die Regeneration auszulösen. In U.S. – Patent Nr. 6,173,571 beschreiben Kaneko u.a. ein System in welchem zusätzlicher Treibstoff eingespritzt wird um die Temperatur für die Regeneration zu erhöhen.
- In den oben beschriebenen Systemen wird jedoch die Leistung des Motors nachteilig beeinflusst indem bestimmte Motorparameter zum Zweck der Erhöhung der Abgastemperatur geändert werden. Zum Beispiel kann eine Erhöhung in der Treibstoffmenge zum Motor die Abgastemperatur, aber auch den Treibstoffverbrauch erhöhen. Einspritz- und Zündzeiten zu ändern beeinflusst die Motorleistung, beispielsweise indem der Motor klopft.
- Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme zu lösen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einleiten der Regenerierung eines Partikelmaterie-(PM)-Filters im Abgassystem eines Verbrennungsmotors beschrieben. Die Methode beinhaltet die Schritte der Bestimmung einer Änderung des Drucks von Abgasen, welche durch den PM-Filter strömen, und darauf ansprechendes Ändern der Öffnung eines Einlassventils in Strömungsmittelverbindung mit einer Verbrennungskammer.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Einleitung der Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgasrückführungssystem eines Verbrennungsmotors, der über eine Verbrennungskammer und ein Einlassventil in Strömungsmittelverbindung verfügt, beschrieben. Die Vorrichtung umfasst Mittel zur Bestimmung einer Änderung im Druck von Abgasen die durch den PM-Filter fließen, und eine Steuerung zur darauf ansprechenden Veränderung der Öffnung eines Einlassventils.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungmotors, welcher ein Einlass- und ein Auslasssystem umfasst; -
2 ist eine diagrammatische und Querschnitts-Illustration eines Teils eines Verbrennungsmotors; -
3 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einem Auslasssystem gemäß eines alternativen Ausführungsbeispiels; -
4 ist ein Graph, der die Kontrolle eines Einlassventils in einem Verbrennungsmotor zeigt; -
5 ist ein Flussdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt; und -
6 ist ein Flussdiagramm, das ein alternatives Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt. - Detaillierte Beschreibung
- Bezugnehmend auf die Zeichnungen und die beigefügten Ansprüche, wird ein Verfahren und eine Vorrichtung
100 zur Einleitung der Regeneration eines Partikelmaterie-(PM)-Filters 106 in einem Auslasssystem103 in einem Verbrennungsmotor102 beschrieben. Das Auslasssystem103 kann ein Abgasrückführungssystem (EGR)104 umfassen.1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors102 , der eine Einlassdurchlassbahn108 und eine Auslassdurchlassbahn110 umfasst. Ein Motorblock202 bietet Platz für mindestens einen Zylinder112 .1 zeigt sechs Zylinder112 . Es kann jedoch jede Zahl an Zylindern112 benutzt werden, zum Beispiel drei, sechs, acht, zehn, zwölf oder jede andere Zahl. Die Einlassdurchlassbahn108 zeigt einen Einlasspfad für jeden Zylinder112 für Luft, rückgeführte Abgase, oder eine Kombination davon. Die Auslassdurchlassbahn110 bietet einen Abgaspfad für jeden Zylinder112 für Abgase. - In der Ausführung, die in
1 gezeigt ist, ist ein zweistufiges Turboladersystem114 gezeigt. Das Turboladersystem114 umfasst eine erste Turboladerstufe116 mit einer Niederdruckturbine122 und einer ersten Kompressorstufe124 . Das Turboladersystem114 umfasst auch eine zweite Turboladerstufe118 , das eine Hochdruckturbine120 und eine zweite Kompressorstufe126 umfasst. Das zweistufige Turboladersystem114 arbeitet um den Druck der Luft und der Abgase, die zu den Zylindern112 über die Einlassdurchlassbahn108 geleitet werden, zu erhöhen, und um ein gewünschtes Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis während einer erweiterten Öffnungsdauer eines Einlassventils zu halten, wie weiter unter detaillierter beschrieben ist. Es wird darauf hingewiesen dass ein zweistufiges Turboladersystem114 nicht benötigt wird für die vorliegende Erfindung. Andere Typen von Turboladersystemen, wie Hochdruck-Einstufen-Turboladersysteme, ein Turboladersystem mit variabler Geometrie und ähnliches können benutzt werden. Außerdem kann die vorliegende Erfindung mit einem Motor102 benutzt werden, der überhaupt kein Turboladersystem hat. - Ein Drosselventil
134 , das in der Einlassdurchlassbahn108 angeordnet ist, kann benutzt werden um die Menge an Luft und rückgeführten Abgasen, die zu den Zylindern112 geführt werden, zu steuern. Das Drosselventil134 ist gezeigt zwischen der zweiten Kompressorstufe126 und einem Nachkühler136 . Jedoch kann das Drosselventil134 an jeder Stelle in der Einlassdurchlassbahn108 angeordnet sein. Die Arbeit des Drosselventils134 ist weiter untern detaillierter beschrieben. - Das EGR-System
104 , das in1 gezeigt ist, ist typisch für ein Niederdruck-EGR-System in einem Verbrennungsmotor. Variationen des EGR-Systems104 können gleichwertig verwendet werden mit der vorliegenden Erfindung. Außerdem können andere Typen von EGR-Systemen verwendet werden, z.B. by-pass, Venturi, kolbengepumpt, peak clipping und Staudruck können ebenfalls verwendet werden. Außerdem kann das Auslasssystem103 überhaupt kein EGR-System104 haben. - Ein Oxidationskatalysator
128 bekommt Abgase von der Niederdruckturbine122 . Der Oxidationskatalysator128 kann auch mit einem NOx-reduzierendem Katalysator kombiniert werden um NOx-Emissionen weiter zu reduzieren. Ein PM-Filter106 bekommt Abgase von dem Oxidationskatalysator128 . Obwohl der Oxidationskatalysator128 und der PM-Filter106 als separate Einheiten gezeigt sind, können sie alternativ in einer Einheit kombiniert werden. - Einige der Abgase werden vom PM-Filter
106 durch den Auspuff bzw. Auslass geleitet. Jedoch wird ein Teil der Abgase durch die Einlassdurchlassbahn108 , durch einen EGR-Kühler130 , durch ein EGR-Ventil132 und durch das Turboladersystem114 zurückgeführt. -
3 zeit eine Variation des EGR-Systems104 von1 . In3 werden einige der Abgase von der Niederdruckturbine122 zurückgeführt durch den Oxidationskatalysator128 und durch den PM-Filter106 . Jedoch wird ein Teil der Abgase durch den Einlassanschluss108 von der Niederdruckturbine122 zurückgeführt, d.h. bevor sie in den Oxidationskatalysator128 gelangen, durch einen zusätzlichen PM-Filter302 , dann durch den EGR-Kühler130 , das EGR-Ventil132 und das Turboladersystem114 . Der zusätzliche PM-Filter302 kann in der Größe kleiner sein als der PM-Filter106 im Hauptabgasstrom, weil nur ein Teil der Abgase gefiltert werden muss. Außerdem wird durch Installation des zusätzlichen PM-Filters302 in den Rückführpfad des EGR-Systems104 die Packung und Rückführung des Filters302 und der zugehörigen Einlass- und Auslass-Leitungsverbindungen kompakter und kontrollierbarer in der Nähe des Motors102 . - Bezugnehmend auf
2 wird eine diagrammatische und Querschnitts-Illustration eines Teils eines Verbrennungsmotors102 gezeigt. Ein Zylinderkopf211 ist verbunden mit dem Motorblock202 . Der Zylinderkopf211 umfasst einen oder mehrere Zylinder112 , beispielsweise sechs Zylinder wie in den1 und3 gezeigt wird. Zum Zweck der Illustration ist2 unten beschrieben mit Bezug auf einen Zylinder112 . - Der Zylinder
112 umfasst einen Kolben212 , der gleitend bewegbar ist im Zylinder112 . Eine Kurbelwelle213 ist rotierbar angeordnet im Motorblock202 . Eine Verbindungsstange215 verbindet den Kolben212 mit der Kurbelwelle213 so dass eine Gleitbewegung des Kolbens212 innerhalb des Zylinders112 in einer Rotation der Kurbelwelle213 resultiert. Entsprechend resultiert eine Rotation der Kurbelwelle213 in einer Gleitbewegung des Kolbens212 . Zum Beispiel entspricht eine oberste Position des Kolbens 212 im Zylinder112 einer oberen Totpunkt-Position der Kurbelwelle213 , und eine unterste Position des Kolbens 212 im Zylinder112 entspricht einer unteren Totpunkt-Position der Kurbelwelle213 . - Wie der Fachmann erkennen wird, bewegt sich der Kolben
212 in einem konventionellen Vier-Takt-Motor-Zyklus zwischen der obersten Position und der untersten Position während eines Verbrennungs- (oder Expansions-)Takts, eines Abgastakts, und eines Einlasstakts, und eines Kompressionstakts hin und her. Zwischenzeitlich rotiert die Kurbelwelle213 von der oberen Totpunkt-Position zur unteren Totpunkt-Position während eines Verbrennungstakts, von der unteren Totpunkt-Position zur oberen Totpunkt-Position während des Auslasstakts, von der oberen Totpunkt-Position zur unteren Totpunkt-Position während des Einlasstakts, und von der unteren Totpunkt-Position zur oberen Totpunkt-Position während des Kompressionstakts. Dann beginnt der Vier-Takt-Zyklus wieder. Jeder Kolbenhub korreliert zu einer 180° – Rotation, oder einem Kurbelwinkel, der Kurbelwelle. Somit kann der Verbrennungstakt bei etwa 0° Kurbelwinkel beginnen, der Abgastakt bei etwa 180°, der Einlasstakt bei etwa 360° und der Kompressionstakt bei etwa 540°. - Der Zylinder
112 umfasst mindestens einen Einlassanschluss208 und mindestens einen Auslassanschluss210 , die sich jeweils zu einer Verbrennungskammer206 hin öffnen. Der Einlassanschluss208 ist gekoppelt zur Einlassdurchlassbahn108 und der Auslassanschluss210 ist gekoppelt zur Auslassdurchlassbahn110 . Der Einlassanschluss208 wird geöffnet und geschlossen durch eine Einlassventilanordnung214 , und der Auslassanschluss210 wird geöffnet und geschlossen durch eine Auslassventilanordnung216 . Die Einlassventilanordnung214 umfasst, beispielsweise, ein Einlassventil218 mit einem Kopf220 und einem ersten Ende222 , wobei der Kopf220 so dimensioniert und angeordnet ist dass er selektiv den Einlassanschluss208 schließen kann. Ein zweites Ende224 des Einlassventils218 ist verbunden mit einem Kipparm226 oder irgend einem anderen konventionellen Ventil-Betätigungs-Mechanismus. Das Einlassventil218 ist beweglich zwischen einer ersten Position, welche Fluss von dem Einlassanschluss208 erlaubt um in den Zylinder112 einzutreten und einer zweiten Position, in welcher Fluss von dem Ein lassanschluss208 in den Zylinder112 weitgehend blockiert ist. Vorzugsweise wird eine Feder228 am Einlassventil218 angeordnet um das Einlassventil218 zur zweiten, geschlossenen Position vorzuspannen. - Eine Nockenwelle
232 , welche eine Nocke234 mit einer oder mehreren Nockenflächen236 umfasst ist angeordnet, um die Einlassventilanordnung214 zyklisch zu betätigen, basierend auf der Konfiguration der Nocke234 , den Nockenflächen236 und der Rotation der Nockenwelle 232 um das gewünschte Timing des Einlassventils zu erreichen. Die Abgasventilanordnung216 ist konfiguriert ähnlich der Einlassventilanordnung214 und wird vorzugsweise betätigt durch eine der Nockenflächen236 der Nocke234 . In einem Ausführungsbeispiel sind die Einlassnockenflächen236 konfiguriert, um das Einlassventil218 in einem konventionellen Otto- oder Dieselzyklus zu betätigen, wobei sich das Einlassventil218 zur zweiten, geschlossenen Position bewegt von zwischen ungefähr 10° vor der unteren Mittenposition des Einlasstakts und etwa 10° nach der unteren Mittenposition des Kompressionstakts. Alternativ kann die Einlassventilanordnung214 und/oder die Abgasventilanordnung216 hydraulisch, pneumatisch, elektronisch oder durch jede Kombination aus Mechanik, Hydraulik, Pneumatik und/oder Elektronik betätigt werden. - In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Einlassventilanordnung
214 einen variablen Einlassventilschließmechanismus238 , der strukturiert und angeordnet ist zur selektiven Unterbrechung der zyklischen Bewegung und Erweiterung der Schließzeit des Einlassventils218 . Dar variable Einlassventilschließmechanismus238 kann hydraulisch, pneumatisch, elektronisch, mechanisch oder durch jede Kombination davon betätigt werden. Zum Beispiel kann der variable Einlassventilschließmechanismus238 selektiv betätigt werden durch hydraulische Flüssigkeit, zum Beispiel bei einem geringen Druck oder einem hohen Druck, in einer Art und Weise dass das Schließen des Einlassventils218 verhindert wird durch die Vorspannung der Feder228 . Das heißt, nachdem das Einlassventil218 angehoben wurde, d.h. geöffnet, durch die Nocke234 , und wenn die Nocke234 nicht länger das Einlassventil218 offen hält, kann die hydraulische Flüssigkeit das Einlassventil218 für eine gewünschte Zeitspanne (Periode) offen halten. Die gewünschte Zeitspanne kann variieren, abhängig von der gewünschten Performance des Motors102 . Somit ermöglicht der variable Einlassventilschließmechanismus 238 dem Motor102 , gemäß einem konventionellen Otto- oder Dieselzyklus zu arbeiten oder gemäß einem Millerzyklus mit variabler Spätschließung. In alternativen Ausführungsbeispielen kann das Einlassventil218 gesteuert werden durch ein nockenloses System (nicht gezeigt), wie ein elektrohydraulisches System, wie in der Technik wohlbekannt ist. - Wie in
4 gezeigt kann das Einlassventil218 damit beginnen, sich zu öffnen, bei einem Kurbelwinkel von etwa 360 Grad, d.h. wenn die Kurbelwelle213 an oder nahe bei der oberen Totpunkt-Position eines Einlasstakts406 ist. Die Schließung des Einlassventils218 kann selektiv variiert werden von ungefähr 540° Kurbelwinkel, d.h. wenn die Kurbelwelle213 bei oder nahe der unteren Totpunkt-Position eines Kompressionstakts407 ist, bis zu etwa 650° Kurbelwinkel, d.h. etwa 70° vor der oberen Totpunkt-Position des Verbrennungstakts. Somit kann das Einlassventil218 offengehalten werden für den überwiegenden Teil des Kompressionstakts407 , d.h. für die erste Hälfte das Kompressionstakts407 und einen Teil der zweiten Hälfte des Kompressionstakts407 . - Ein Regler bzw. eine Steuervorrichtung
244 kann elektrisch verbunden werden mit dem variablen Einlassventilschließmechanismus238 . Vorzugsweise ist der Regler244 konfiguriert um die Arbeit des variablen Einlassventilschließmechanismuses238 basierend auf einem oder mehr Motorparametern, beispielsweise Motordrehzahl, Last, Druck und/oder Temperatur zu steuern, um eine gewünschte Motorleistung zu erreichen. Es sei darauf hingewiesen dass die Funktionen des Reglers244 durch einen einzelnen Regler oder durch eine Vielzahl von Reglern ausgeführt werden können. - Bezugnehmend auf
1 sind Mittel138 zur Bestimmung des Drucks im PM-Filter106 gezeigt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Mittel138 zur Bestimmung des Drucks einen Drucksensor140 . Jedoch können andere Mittel138 verwendet werden. Beispielsweise kann der Druck der Abgase im PM-Filter106 geschätzt werden durch ein Modell, das auf einem oder mehreren Parametern des Motors102 basiert. Die Parameter können unter anderem Motorlast, Motordrehzahl, Temperatur, Treibstoffverbrauch und ähnliches umfassen. - Mittel
142 zur Bestimmung des Flusses von Abgasen durch den PM-Filter106 können benutzt werden. Vorzugsweise umfassen die Mittel142 zur Bestimmung des Flusses der Abgase einen Flusssensor144 . Der Flusssensor142 kann alleine benutzt werden um den Druck im PM-Filter106 basierend auf Änderungen im Fluss der Abgase zu bestimmen, oder er kann in Verbindung mit dem Drucksensor140 benutzt werden um genauere Druckänderungsbestimmungen zu ermöglichen. - Nochmals bezugnehmend auf
3 ist eine zusätzliche Einrichtung bzw. Mittel304 zur Bestimmung des Drucks, vorzugsweise ein zusätzlicher Drucksensor306 , angeordnet am zusätzlichen PM-Filter302 . In ähnlicher Art und Weise können zusätzliche Mittel308 zur Bestimmung des Flusses von Abgasen benutzt werden, um den Druck innerhalb des zusätzlichen PM-Filters302 bestimmen zu helfen. Die zusätzlichen Mittel308 zur Bestimmung des Flusses von Abgasen umfassen vorzugsweise einen zusätzlichen Flusssensor310 . Die Benutzung des zusätzlichen Flusssensors310 und des zusätzlichen Drucksensors306 ist typischerweise ähnlich zur beschriebenen, in Bezug auf die Druck- und Flusssensoren140 ,144 von1 . - Industrielle Anwendbarkeit
- Die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung kann beschrieben werden mit Bezug auf das Flussdiagramm von
5 . - In einem ersten Kontroll- bzw. Steuerblock
502 wird eine Änderung im Druck von Abgasen, die den PM-Filter106 passieren, bestimmt. Die Änderung im Druck resultiert aus einer Anhäufung von Partikelmaterie, was eine Notwen digkeit erkennen läst, den PM-Filter106 zu regenerieren, d.h. die angehäufte Partikelmaterie abzubrennen. Zum Beispiel erhöht sich der Druck im PM-Filter wenn sich Partikelmaterie anhäuft. - In einem ersten Entscheidungsblock
504 wird bestimmt, ob die Rate der Druckänderung eine vorbestimmte Schwelle überschritten hat, d.h. einen erlaubten maximalen Drucklevel. Wenn die vorbestimmte Schwelle nicht überschritten wurde, fährt die Überwachung des Drucks fort. Wenn jedoch die vorbestimmte Drucklevelschwelle überschritten wurde, fährt die Steuerung mit einem zweiten Block506 fort. - Im zweiten Kontrollblock
506 wird die Öffnungszeit des Einlassventils218 erweitert, vorzugsweise in den Kompressionstakt407 , wie im Graph von4 gezeigt ist. Während dieser Zeitdauer findet die Kompression des Zylinders112 statt. Da das Einlassventil218 für einen Teil des Kompressionstakts offen ist, wird eine kleine Menge Luft oder rückgeführte Abgase durch den Druck der Kompression aus dem Zylinder112 herausgepresst. Beispielsweise kann sich die Luft von 80% auf 70% in der Massenflussrate reduzieren. Die Reduktion der Luft, mit der gleichen Menge Treibstoff, resultiert in einem reicheren Gemisch, welches, wenn es verbrennt, eine gleiche Wärmemenge produziert, aber bei einer höheren Temperatur. Somit haben die Abgase welche aus dem Zylinder112 kommen eine höhere Temperatur. - Vorzugsweise ist die Temperaturerhöhung der Abgase genug um die Regeneration des PM-Filters
106 auszulösen. Wenn jedoch in einem zweiten Entscheidungsblock508 festgestellt wird, dass die Regeneration nicht ausgelöst wurde, fährt der Regler mit einem dritten Kontrollblock510 fort. In dem dritten Kontrollblock510 wird das Drosselventil134 in der Einlassdurchlassbahn108 von der Regelung244 betätigt zur teilweisen Schließung, wodurch die Menge an Luft, die in den Zylinder112 gelangt, weiter vermindert wird. Diese weitere Reduktion der Luft resultiert in einem noch reicheren Treibstoff / Luft-Gemisch, welches wiederum in noch höheren Abgastemperaturen resultiert. Das Drosselventil134 wird gesteuert in Kooperation mit der erweiterten Öff nungsdauer des Einlassventils 218 um die Abgastemperatur, die zur Auslösung der Regeneration des PM-Filters106 nötig ist, zu erreichen. - Es wird darauf hingewiesen dass andere Methoden zur Erhöhung der Abgastemperatur in Verbindung mit der Erhöhung der Öffnungszeit des Einlassventils
218 verwendet werden können. Zum Beispiel können Turbolader mit variabler Geometrie, intelligente Abfallsteuerungen (waste gates), Injektionstiming des Treibstoffs und ähnliches benutzt werden. - In einem dritten Entscheidungsblock
512 wird bestimmt ob die Änderung im Druck des PM-Filters106 verringert wurde unter die vorbestimmte Schwelle. Wenn ja, kehrt der Motorbetrieb auf normal zurück. -
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine leichte Variation des Ausführungsbeispiels in5 zeigt. - In einem ersten Kontroll- bzw. Steuerblock
602 wird der Druck der Abgase, die durch den PM-Filter106 strömen, bestimmt. - In einem ersten Entscheidungsblock
604 wird bestimmt, ob die Änderung im Druck eine erste vorbestimmte Schwelle überschritten hat. Wenn ja, fährt die Steuerung weiter mit einem zweiten Kontroll- bzw. Steuerblock606 , in welchem die Öffnungszeit des Einlassventils218 erweitert wird. - In einem zweiten Entscheidungsblock
608 wird bestimmt, ob die Regeneration ausgelöst ist. Wenn nicht, fährt die Steuerung mit einem dritten Kontroll- bzw. Steuerblock610 fort, in welchem das Drosselventil134 gesteuert betätigt wird. - In einem dritten Entscheidungsblock
612 wird bestimmt, ob die Änderung des Drucks zurückgegangen ist auf weniger als eine zweite vorbestimmte Schwelle. Wenn ja, kehrt der Betrieb auf normal zurück. - Wenn die erste und zweite vorbestimmte Schwelle gleich sind, ist das Ausführungsbeispiel von
6 identisch zum Ausführungsbeispiel von5 . Jedoch kann es bevorzugt werden, die zweite vorbestimmte Schwelle auf einen Wert geringer als die erste vorbestimmte Schwelle zu setzen um einen Bereich für Aktivierung und Deaktivierung der vorliegenden Erfindung zu schaffen. - Es wird angemerkt dass der zusätzliche PM-Filter
302 , wie gezeigt in3 , von den gleichen Verfahren wie oben bezüglich des originalen PM-Filters aus den1 und3 beschrieben profitieren würde. - Andere Aspekte ergeben sich aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der angefügten Ansprüche.
Claims (16)
- Ein Verfahren zur Einleitung der Regeneration eines Partikelmaterial(PM)-Filters (106) in einem Auslasssystem (
103 ) in einem Verbrennungsmotor (102 ), welches folgende Schritte umfasst: Bestimmung einer Änderung im Druck von Abgasen, welche durch den PM-Filter (106 ) strömen; und darauf ansprechende Veränderung einer Öffnung eines Einlassventils (218 ) in Strömungsmittelverbindung mit einer Verbrennungskammer (206 ). - Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Veränderung einer Öffnung eines Einlassventils (
218 ) den Schritt der Veränderung einer Öffnungsdauer des Einlassventils (218 ) umfasst. - Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Veränderung einer Öffnung eines Einlassventils (
218 ) den Schritt der Veränderung einer Öffnungsposition des Einlassventils (218 ) umfasst. - Ein Verfahren nach Anspruch 2, wobei die darauf ansprechende Veränderung einer Öffnungsdauer eines Einlassventils (
218 ) den Schritt der Veränderung einer Öffnungsdauer des Einlassventils (218 ) umfasst, und zwar ansprechend darauf, dass die Änderung des Drucks größer ist als eine vorbestimmte Schwelle. - Ein Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Veränderung einer Öffnungsdauer eines Einlassventils (
218 ) den Schritt der Erweiterung der Öffnungsdauer über die normale Öffnungsdauer hinaus umfasst. - Ein Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Erweiterung der Öffnungsdauer über eine normale Öffnungsdauer hinaus den Schritt der Erweiterung der Öffnungsdauer in einen Teil des Kompressionstakts bzw. -hubs des Verbrennungsmotors (
102 ) umfasst. - Ein Verfahren nach Anspruch 5, welches weiterhin den Schritt der Zurücksetzung der Öffnungsdauer des Einlassventils (
218 ) zu der normalen Dauer ansprechend auf eine Änderung des Drucks unter einer vorbestimmten Schwelle umfasst. - Ein Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt der Veränderung eines Drosselventils (
134 ), welches in der Einlassdurchlassbahn (108 ) angeordnet ist, zusammen mit der Veränderung des Einlassventils (218 ) umfasst. - Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung einer Änderung des Drucks den Schritt des Abfühlens einer Differenz des Drucks der Abgase, welche durch den PM-Filter (
106 ) strömen, umfasst. - Eine Vorrichtung (
100 ) zur Einleitung der Regeneration eines Partikelmaterie-(PM)-Filters (106 ) in einem EGR-System (104 ) in einem Verbrennungsmotor (102 ), welcher eine Verbrennungskammer (206 ) und ein Einlassventil (218 ) in Strömungsmittelverbindung umfasst, wobei folgendes vorgesehen ist: Mittel bzw. Einrichtungen (138 ,304 ) zur Bestimmung einer Änderung des Drucks von Abgasen, die durch dem PM-Filter (106 ) strömen; und eine Steuervorrichtung bzw. ein Regler (244 ) zur darauf ansprechenden Veränderung einer Öffnung des Einlassventils (218 ). - Eine Vorrichtung (
100 ) nach Anspruch 10, wobei die Veränderung einer Öffnung des Einlassventils (218 ) mindestens eines von folgendem umfasst: Veränderung einer Öffnungsdauer und Veränderung einer Öffnungsposition des Einlassventils (218 ) - Eine Vorrichtung (
100 ) nach Anspruch 10, welche weiterhin umfasst: Eine Einlassdurchlassbahn (108 ) welche in Strömungsmittelverbindung mit dem Einlassventil (218 ) angeordnet ist; und ein Drosselventil (134 ), welches innerhalb der Einlassdurchlassbahn (108 ) angeordnet ist. - Eine Vorrichtung (
100 ) nach Anspruch 12, wobei das Drosselventil (134 ) durch den Regler (244 ) betätigt wird in Kooperation mit der Veränderung der Öffnungsdauer des Einlassventils (218 ). - Eine Vorrichtung (
100 ) nach Anspruch 10, wobei die Mittel bzw. Einrichtungen (138 ,304 ) zur Bestimmung der Änderung des Drucks einen Drucksensor (140 ,306 ) umfassen. - Eine Vorrichtung (
100 ) nach Anspruch 14, wobei die Steuervorrichtung bzw. der Regler (244 ) angepasst ist zur Erweiterung der Öffnungsdauer des Einlassventils (218 ) über eine normale Öffnungsdauer hinaus als Antwort auf eine Bestimmung der Änderung des Drucks der Abgase größer als eine vorbestimmte Schwelle. - Eine Vorrichtung (
100 ) nach Anspruch 15, wobei die erweiterte Öffnungszeit einen Teil des Kompressionstakts des Verbrennungsmotors (102 ) umfasst.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Effective date: 20130830 |
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