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Verfahren zum optimalen Einleiten des Regenerationsprozesses bei Parti-kelfiltern einer Magerbrennkraftmaschine

IP.com Disclosure Number: IPCOM000009328D
Published in the IP.com Journal: Volume 2 Issue 9 (2002-09-25)
Included in the Prior Art Database: 2002-Sep-25
Document File: 1 page(s) / 49K

Publishing Venue

Siemens

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Juergen Carstens: SUBMITTER

Abstract

Das Abgas eines Verbrennungsmotors, der mit ueberstoechiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhaeltnis betrieben wird, enthaelt Partikel, die mit einem speziellen Filter abgeschieden werden. Um ein Verblo-cken des Filters zu vermeiden, wird er regelmaessig regeneriert. Dazu wird die Temperatur des Filters bis auf die Zuendtemperatur der Partikel erhoeht, so dass diese bei einer ausreichenden Sauerstoff-konzentration im Abgas verbrennen. Das Aufheizen erfolgt durch Einspritzen von Kraftstoff in den Auslasstrakt. Dadurch wird der Anteil oxidierender Komponenten im Abgas erhoeht, die bei einer Oxi-dation im Abgastrakt bzw. direkt am Partikelfilter eine Exotherme erzeugen und so das Abgas sowie den Filter aufheizen. Die Aufheizphase wird bei einer Grenzwertueberschreitung der Partikelbeladung eingeleitet und ist wegen der Nacheinspritzer mit einem erhoehten Kraftstoffverbrauch verbunden. Eine Unterbrechung der Aufheizphase vor dem Erreichen der Zuendtemperatur (z.B. weil das Fahrziel erreicht wurde) fuehrt dazu, dass Kraftstoff nutzlos verbraucht wurde. Darueber hinaus koennen waehrend des Russabbrandes unerwuenschte Sekundaeremissionen (z.B. H2S) entstehen. Ist im Fahrzeug ein Navigationssystem vorhanden, koennen optimale Zeitpunkte fuer das Einleiten der Regenerationsprozesse ermittelt werden. Dazu werden die erwartete Fahrtdauer und das Strecken-profil (Autobahn, Stadtfahrt, Bergfahrt, ...) ausgewertet. Auch wenn kein Zielort angegeben wird, kann ein Fahrprofil abgeschaetzt werden (z.B. Autobahnfahrt mit Streckenlaenge bis zur naechsten Aus-fahrt o.ae.). Der Aufheizvorgang wird nur gestartet, wenn die erwartete Fahrtdauer noch gross genug ist, um die Regeneration erfolgreich durchzufuehren. Aufgrund des erwarteten Streckenprofils kann ein optimaler Einleitzeitpunkt festgelegt werden. So kann die Aufheizphase kurz vor einem fuer den Regenerationsprozess guenstigen Streckenabschnitt eingeleitet werden, um mit minimalem Kraftstoff-einsatz die Zuendtemperatur zu erreichen. Gegebenfalls kann auf das aktive Aufheizen teilweise oder vollstaendig verzichtet werden, z.B. bei schneller Autobahnfahrt. Es ist auch moeglich, den Regenera-tionsprozess einzuleiten, bevor der Grenzwert fuer die Partikelbeladung erreicht ist. Dadurch kann die Regeneration abgeschlossen werden, bevor ein laengerer Streckenabschnitt mit unguenstigen Bedin-gungen (Landstrassen- od. Stadtfahrt) erreicht wird. In sensiblen Gebieten (Stadt, Reinluftgebiet) kann die Filterregeneration unterbunden werden, um die Geruchsbelaestigung zu vermeiden. In die Aus-wertung des Streckenprofils zur Bestimmung des optimalen Zeitpunktes fuer den Start des Regenera-tionsprozesses koennen Informationen ueber die aktuelle Verkehrslage (z.B. Stau), Geschwindig-keitsbegrenzungen oder den Fahrertyp einfliessen.

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Verfahren zum optimalen Einleiten des Regenerationsprozesses bei Parti- kelfiltern einer Magerbrennkraftmaschine

Idee: Wolfgang Ludwig, DE-Schwalbach; Roland Schwarz, DE-Regensburg; Tino Arlt, DE-Re- gensburg; Dr. Volker Renz, DE-Regensburg; Dr. Hans-Peter Rabl, DE-Regensburg

Das Abgas eines Verbrennungsmotors, der mit ueberstoechiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhaeltnis betrieben wird, enthaelt Partikel, die mit einem speziellen Filter abgeschieden werden. Um ein Verblo- cken des Filters zu vermeiden, wird er regelmaessig regeneriert. Dazu wird die Temperatur des Filters bis auf die Zuendtemperatur der Partikel erhoeht, so dass diese bei einer ausreichenden Sauerstoff- konzentration im Abgas verbrennen. Das Aufheizen erfolgt durch Einspritzen von Kraftstoff in den Auslasstrakt. Dadurch wird der Anteil oxidierender Komponenten im Abgas erhoeht, die bei einer Oxi- dation im Abgastrakt bzw. direkt am Partikelfilter eine Exotherme erzeugen und so das Abgas sowie den Filter aufheizen. Die Aufheizphase wird bei einer Grenzwertueberschreitung der Partikelbeladung eingeleitet und ist wegen der Nacheinspritzer mit einem erhoehten Kraftstoffverbrauch verbunden. Eine Unterbrechung der Aufheizphase vor dem Erreichen der Zuendtemperatur (z.B. weil das Fahrziel erreicht wurde) fuehrt dazu, dass Kraftstoff nutzlos verbraucht wurde. Darueber hinaus koennen waehrend des Russabbrandes unerwuenschte Sekundaeremissionen (z.B. H2S) entstehen.

Ist im Fahrzeug ein Navigationssystem vorhanden, koennen optimale Zeitpunkte fuer das Einleiten der Regenerationsprozesse ermittelt werden....