DE19615547C2 - Verfahren zur Regelung der HC-Anreicherungskonzentration im Dieselmotorabgas - Google Patents
Verfahren zur Regelung der HC-Anreicherungskonzentration im DieselmotorabgasInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der
HC-Anreicherungskonzentration im Abgas eines Dieselmotors für
die NOX-Reduktion in einem Dieselkatalysator.
Es ist bekannt, beim Dieselmotor zur Abgasminimierung eine weit
gehende Reduzierung der NOX-Abgaskonzentration dadurch zu errei
chen, daß das aus dem Motor kommende Abgas mit Kohlenwasserstof
fen angereichert wird, welche die NOX-Reduktion in einem nachge
schalteten Dieselkatalysator fördern. Bei einer bekannten
Dieselkatalysatorvariante, dem sogenannten DeNOX-Katalysator, ist
für eine optimale NOx-Reduktion beispielsweise ein HC/NOX-Ver
hältnis von 3/1 im Abgasstrom erforderlich.
Zur HC-Anreicherung des Dieselmotorabgases ist es zum einen be
kannt, diese Kohlenwasserstoffe z. B. in Form von ohnehin vorhan
denem Dieselkraftstoff mittels Zusatzpumpe und Eindüseinrichtung
in die Auspuffanlage geregelt einzuspritzen. Die Verwendung von
Dieselkraftstoff zur HC-Anreicherung hat besonders beim Einsatz
in Kraftfahrzeugen den Vorteil, daß kein zusätzlicher Kohlenwas
serstofftank mitgeführt werden muß. Als Stellgröße dient dabei
die in die Abgasanlage eingespritzte Kohlenwasserstoffmenge.
Alternativ zur Einspritzung in die Auspuffanlage ist es bekannt,
eine geeignete Kraftstoffmenge über die Einspritzanlage des Mo
tors zusätzlich in den Brennraum einzuspritzen, die dann unver
brannt zur HC-Anreicherung des Abgases zur Verfügung steht. Eine
derartige Dieselmotoranlage ist beispielsweise in der Patent
schrift US 5.174.111 beschrieben. Dem dortigen Kraftstoffein
spritzventil kann in geregelter Weise Zusatzluft zugeführt wer
den, mit der die Zerstäubung des Kraftstoffs und damit der Grad
von dessen Verbrennung im Brennraum gesteuert werden kann. Als
Stellgröße für die Regelung der HC-Anreicherungskonzentration im
Dieselmotorabgas dient dort folglich die Menge an Zusatzluft,
die dem Einspritzventil zwecks Kraftstoffzerstäubung zugeführt
wird, wobei diese Einstellung über ein geeignetes Ventil er
folgt. Die Ansaugluftmenge im Ansaugluftkanal bleibt von dieser
Zusatzlufteinstellung für die Regelung der HC-Anreicherungs
konzentration unbeeinflußt. Alternativ ist es auch möglich, eine
geregelt veränderliche Kraftstoffmenge zur HC-Anreicherung nach
der eigentlichen Verbrennung in den Brennraum einzuspritzen.
In der Offenlegungsschrift JP 4-224221 (A) ist ein Betriebsver
fahren für einen Dieselmotor beschrieben, bei dem ein Überschuß
luftverhältnis bei gleichbleibender Kraftstoffeinspritzmenge in
Abhängigkeit von der Katalysatorbett-Temperatur eines Diesel
katalysators so eingestellt wird, daß die Katalysatorbett-
Temperatur in einem Bereich bleibt, in welchem der Katalysator
ein hohes NOX-Umsetzungsverhältnis aufweist.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung
eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, das ver
gleichsweise einfach und ohne aufwendige Zusatzeinrichtungen
realisierbar ist.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines
Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diesem Verfahren
liegt die von den Erfindern festgestellte Erkenntnis zugrunde,
daß sich bei sonst gleichbleibenden Parametern bei Drosselung
der Ansaugluft die HC-Anreicherungskonzentration im Dieselmotor
abgas erhöht. Es wird daher bei diesem Verfahren vorgesehen, die
HC-Anreicherungskonzentration im Dieselmotorabgas durch passen
den Einstellung der Ansaugluftmenge zu regeln, d. h. die Ansaug
luftmenge bildet die Stellgröße dieser Regelung. Eine separate,
geregelte Kohlenwasserstoffeinspritzung zur HC-Anreicherung des
Abgases ist folglich bei diesem Verfahren nicht unbedingt erfor
derlich, so daß auch keine aufwendige, in Abhängigkeit von der
HC-Anreicherungskonzentration anzusteuernde Dosiereinrichtung
für die HC-Zugabe zwingend benötigt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Die einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm einer Dieselmotoranla
ge für ein Kraftfahrzeug mit DeNOX-Kataloysator.
Die in der Figur gezeigte Dieselmotoranlage beinhaltet in her
kömmlicher Weise einen Dieselmotor (1), einen Ansaugtrakt (2)
mit einem Drosselorgan (3) zur Einstellung der Ansaugluftmenge
und eine Abgasleitung (4), in die ein DeNOX-Katalysator (5) ein
gebracht ist. Für eine optimale NOX-Reduktion in diesem Katalysa
tor (5) sollte das HC/NOX-Verhältnis im Abgasstrom des Dieselmo
tors (1) ungefähr 3/1 betragen.
Um dies zu gewährleisten, beinhaltet die Dieselmotoranlage einen
entsprechenden Regelkreis mit einem als Regler fungierenden,
zentralen Steuergerät (6), das beispielsweise vom Motorsteuerge
rät gebildet sein kann, einer Abgassensorik (7) und dem Drossel
organ (3) im Ansauglufttrakt (2) als Stellglied. Die Abgassenso
rik (7) ist zur Messung der HC-Konzentration und der NOX-Konzen
tration im Abgasstrom vor dem Katalysator (5) eingerichtet. Der
artige Sensoren sind bekannt und bedürfen hier keiner näheren
Beschreibung. Beispielsweise kann hierfür unter anderem eine ge
eignete Lambda-Sonde zum Einsatz kommen.
Die gezeigte Dieselmotoranlage wird verfahrensgemäß wie folgt
betrieben. Für jeden Arbeitstakt wird zunächst die vom Motor
steuergerät als optimal ermittelte Kraftstoffmenge für die Ver
brennung eingespritzt. Der Regler (6) erfaßt über die Abgassen
sorik (7) laufend das im Abgasstrom vor dem Katalysator (5) vor
liegende HC/NOX-Verhältnis. Sobald er erkennt, daß dieses Ver
hältnis vom optimalen Wert von 3/1 abweicht, steuert er das
Drosselorgan (3) passend an, um mit einer entsprechenden Ände
rung des Öffnungswinkels des Drosselorgans (3) die Abweichung
der HC-Anreicherungskonzentration im Abgas wieder zu eliminie
ren. Ist beispielsweise die momentane HC-Anreicherungskonzen
tration zu niedrig, wird das Drosselorgan (3) in Richtung seiner
Geschlossenstellung verstellt und damit die Ansaugluftmenge et
was reduziert, bis die HC-Anreicherungskonzentration wieder auf
ihren optimalen Wert angestiegen ist.
Mit dieser einfach realisierbaren Regelung wird folglich gewähr
leistet, daß im DeNOX-Katalysator (5) immer die richtige HC-
Anreicherungskonzentration zur optimalen NOX-Reduktion vorliegt.
Da die Regelung in einfacher Weise auf das ohnehin als regulier
bares Element vorhandene Drosselorgan (3) einwirkt, sind aufwen
dige Einspritz- und Dosiereinrichtungen zur zusätzlichen Zugabe
von Kohlenwasserstoffen in das Abgas nicht unbedingt erforder
lich. Bei Bedarf kann optional das Nacheinspritzen einer kon
stanten Kraftstoffgrundmenge zur HC-Anreicherung in den Brenn
raum nach Beendigung des eigentlichen Verbrennungsvorgangs vor
gesehen werden, wobei keine aufwendige Regelung hinsichtlich
dieser Grundmenge erforderlich ist. Alternativ dazu kann die
Kraftstoffgrundmenge zur HC-Anreicherung auch mittels einer di
rekt in die Abgasleitung (4) eingesetzten Eindüseinrichtung und
einer zugehörigen Zusatzpumpe in das Dieselmotorabgas einge
sprüht werden. Auch in diesem Fall braucht diese Einspritzmenge
in die Abgasleitung (4) nicht verändert zu werden, sondern kann
konstant gehalten werden, was eine aufwendige Dosierregelung er
übrigt, da die Einregelung der HC-Anreicherungskonzentration al
lein über die geeignete Verstellung des Drosselorgans (3) im An
saugtrakt (2) vorgenommen wird.
Claims (1)
1. Verfahren zur Regelung der Anreicherungskonzentration von
Kohlenwasserstoffen im Abgas eines Dieselmotors, die für die NOX-
Reduktion in einem Dieselkatalysator genutzt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Stellgröße zur Regelung der HC-Anreicherungskonzentration
die über ein zugehöriges Drosselorgan einstellbare Ansaugluft
menge für den Dieselmotor herangezogen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19615547A DE19615547C2 (de) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Verfahren zur Regelung der HC-Anreicherungskonzentration im Dieselmotorabgas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19615547A DE19615547C2 (de) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Verfahren zur Regelung der HC-Anreicherungskonzentration im Dieselmotorabgas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19615547A1 DE19615547A1 (de) | 1997-10-23 |
DE19615547C2 true DE19615547C2 (de) | 1999-02-18 |
Family
ID=7791788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19615547A Expired - Lifetime DE19615547C2 (de) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Verfahren zur Regelung der HC-Anreicherungskonzentration im Dieselmotorabgas |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1722086B1 (de) | 2005-05-03 | 2010-03-10 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Verfahren zur Steuerung der Einlassluft einer Brennkraftmaschine, insbesondere zum Regenerieren eines Stickstoffoxidadsorbers |
WO2016073588A1 (en) | 2014-11-04 | 2016-05-12 | Cummins Inc. | Systems, methods, and apparatus for operation of dual fuel engines |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04224221A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-13 | Toyota Motor Corp | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
US5174111A (en) * | 1991-01-31 | 1992-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
-
1996
- 1996-04-19 DE DE19615547A patent/DE19615547C2/de not_active Expired - Lifetime
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DE19615547A1 (de) | 1997-10-23 |
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