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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer luftverdichtenden
Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 10 2006
010 095 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer luftverdichtenden
Brennkraftmaschine bekannt, bei welchem Brennräumen der
Brennkraftmaschine Kraftstoff und ein zur Verbrennung des Kraftstoffes
vorgesehenes Verbrennungsgas zugeführt werden. Das Verbrennungsgas kann
neben einem Luftanteil einen Anteil von aus dem Abgastrakt zurückgeführtem
Abgas aufweisen. Das Abgas kann dabei über einen stromab
von einem im Abgastrakt angeordneten Partikelfilter abzweigenden
Niederdruckpfad und/oder über einen von einem Abgaskrümmer
abzweigenden Hochdruckpfad rückgeführt werden.
Zur Steuerung einer Regeneration des Partikelfilters werden mittels
einer in einer Luftzufuhrleitung angeordnete Drosselklappe eine
Luftmenge und die über den Hochdruckpfad und/oder den Niederdruckpfad
rückgeführte Abgasmenge in einer vordefinierten
Reihenfolge eingestellt. Dadurch kann eine Schädigung des
Partikelfilters vor Überhitzung bei der Regeneration vermieden werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer luftverdichtenden
Brennkraftmaschine mit einem eine katalytisch und/oder filtertechnisch
wirksame Abgasreinigungseinheit aufweisenden Abgastrakt anzugeben,
bei welchem insbesondere auch bei einer Regeneration der Abgasreinigungseinheit
ein möglichst stickoxidarmes Abgas erzeugt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
einen Sauerstoffmassengehalt im Verbrennungsgas im Wesentlichen
durch Betätigung eines im Niederdruckpfad angeordneten Niederdruck-AGR-Ventils
und/oder einer im Abgastrakt angeordneten Stauklappe und eines im Hochdruckpfad
angeordneten Hochdruck-AGR-Ventils wenigstens annähernd
auf einen vorgebbaren Sollwert einzustellen.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass sich über den Sauerstoffmassengehalt
im Verbrennungsgas der Stickoxidgehalt des bei der Verbrennung in
den Brennräumen entstehenden Abgases besonders wirkungsvoll
beeinflussen lässt. Weiter wurde erkannt, dass hierfür
einerseits eine Einstellung des Anteils insgesamt rückgeführten
Abgases im Verbrennungsgas (Gesamt-AGR-Rate) und andererseits eine
Einstellung von dessen Niederdruckanteil und Hochdruckanteil in
besonders vorteilhafter Weise geeignet sind. Dabei erfolgt die Einstellung
der jeweiligen Anteile durch Betätigung eines im Niederdruckpfad
angeordneten Niederdruck-AGR-Ventils und/oder einer im Abgastrakt
angeordneten Stauklappe und eines im Hochdruckpfad angeordneten
Hochdruck-AGR-Ventils.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
nicht nur einen insbesondere in Bezug auf eine Stickoxid-Rohemission
schadstoffarmen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine, sondern gleichfalls
einen diesbezüglich schadstoffarmen Sonderbetrieb zur Regeneration
der im Abgastrakt vorgesehenen katalytisch und/oder filtertechnisch
wirksamen Abgasreinigungseinheit. Diese ist bevorzugt als Partikelfilter
bzw. als Stickoxid-Speicherkatalysator ausgebildet. Partikelfilter
und Stickoxid-Speicherkatalysator können auch gleichzeitig
vorgesehen sein, wobei der Stickoxid-Speicherkatalysator in diesem
Fall bevorzugt stromauf des Partikelfilters als separate Baueinheit
im Abgastrakt angeordnet ist. Falls die Abgasreinigungseinheit einen
Partikelfilter umfasst, so ist dieser bevorzugt katalytisch beschichtet.
Die katalytische Beschichtung kann dabei als eine einen Rußabbrand
fördernde, oxidationskatalytische Beschichtung ausgeführt
sein. Eine Ausführung als Stickoxid-Speicherkatalysator
und/oder als SCR-Katalysator zur Stickoxidreduktion unter oxidierenden Bedingungen
ist ebenfalls möglich. In einem Sonderbetrieb zur Regeneration
der Abgasreinigungseinheit wird wenigstens zeitweise ein gegenüber
dem Normalbetrieb mit Sauerstoff abgereichertes Abgas bereitgestellt
und der Abgasreinigungseinheit zugeführt.
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Als
Verbrennungsgas wird hier wie üblich ein zur Kraftstoffverbrennung
den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführtes
Gasgemisch verstanden, welches zumindest bei vergleichsweise niedriger
Motorlast und/oder Motordrehzahl üblicherweise einen Luftanteil
und einen von Null verschiedenen Anteil von aus dem Abgastrakt abgezweigtem Abgas
aufweist. Luftanteil und Abgasanteil stehen in komplementärer
Beziehung zueinander, wobei der Anteil des Abgases im Verbrennungsgas
in weiten Grenzen variieren kann und typischerweise zwischen 0%
und 50% beträgt. Der Sauerstoffmassengehalt bezieht sich
auf das gesamte, den Brennräumen zugeführte Verbrennungsgas,
einschließlich des gegebenenfalls vorhandenen Anteils an
rückgeführtem Abgas. Letzteres enthält
typischerweise einen von Null verschiedenen Anteil an Sauerstoff,
da die Brennkraftmaschine typischerweise in Bezug auf den zugeführten
Kraftstoff mit Luftüberschuss betrieben wird.
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Der
Niederdruckpfad, über welchen ein Niederdruckanteil des
rückgeführten Abgases den Brennräumen
der Brennkraftmaschine zuführbar ist, zweigt vom Abgastrakt
stromab der Abgasreinigungseinheit ab und mündet in einen
Luftzufuhrtrakt der Brennkraftmaschine, wodurch der Verbrennungsluft
durch die Abgasreinigungseinheit gereinigtes Abgas zugemischt werden
kann. Der Hochdruckpfad, über welchen ein Hochdruckanteil
des rückgeführten Abgases den Brennräumen
der Brennkraftmaschine zuführbar ist, zweigt vom Abgastrakt
stromauf der Abgasreinigungseinheit, vorzugsweise brennkraftmaschinennah
vom Abgaskrümmer, ab und mündet ebenfalls in den
Luftzufuhrtrakt der Brennkraftmaschine, jedoch in Strömungsrichtung
der Verbrennungsluft gesehen stromab der Einmündestelle
des Niederdruckpfads.
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In
Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einstellung des Sauerstoffmassengehalts
im Verbrennungsgas über eine Vorsteuerregelung derart, dass
die Vorsteuerung auf das Niederdruck-AGR-Ventil und/oder die Stauklappe
einwirkt und der Sollwert für den Sauerstoffmassengehalt durch
Betätigung des Hochdruck-AGR-Ventils eingeregelt wird.
Die Einstellung des angestrebten Sauerstoffmassengehalts kann auf
die erfindungsgemäße Weise besonders rasch und
totzeitarm erfolgen, da die Regelung des Hochdruck-AGR-Anteils auf
den typischerweise sehr kurzen Hochdruckpfad einwirkt. Durch die
auf das Niederdruck-AGR-Ventil und/oder die Stauklappe einwirkende
Vorsteuerung wird ein Grundwert für die Gesamt-AGR-Rate
festgelegt. Dadurch verbessert sich das Trägheitsverhalten
der Einstellung nochmals, da die auf das Hochdruck-AGR-Ventil einwirkende
Regelung mit geringeren Stell-Amplituden auskommt. In Fällen,
in denen aufgrund der aktuellen Druckverhältnisse der vorgesehene
Vorsteuerwert auch bei vollständiger Öffnung des
Niederdruck-AGR-Ventils nicht zu erzielen ist, wird die stromab
des Abzweigs des Niederdruck-AGR-Pfades im Abgastrakt angeordnete
Stauklappe zur Erzielung eines ausreichenden Staudrucks betätigt,
so dass die über den Niederdruckpfad rückgeführte
Abgasmenge auf den gewünschten Wert ansteigen kann. Zur
genauen geregelten Einstellung des Sauerstoffmassengehalts wirkt
ein Regler auf das im Hochdruck-AGR-Pfad angeordnete Hochdruck-AGR-Ventil
ein. Eine Betätigung eines oder mehrerer weiterer Stellglieder,
wie beispielsweise einer Drosselklappe in einem Luftzu fuhrtrakt
oder einer Bypassklappe eines Abgasturbolader-Verdichters, geregelt
oder vorgesteuert, kann zusätzlich vorgesehen sein. Der
Istwert oder ein Schätzwert für den Istwert des
Sauerstoffmassengehalts kann aus einem Kennfeld gemäß den
vorhandenen aktuellen Betriebsbedingungen dem Regler zugeführt
werden. Der Istwert kann jedoch auch aus dem Signal einer bevorzugt
in einem Abgaskrümmer angeordneten Lambdasonde abgeleitet
werden. Vorzugsweise wird das Signal der Lambdasonde zur Einregelung
des Sauerstoffmassengehalts im Verbrennungsgas mittels des Hochdruck-AGR-Ventils
herangezogen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Betrieb der Brennkraftmaschine
einen Normalbetrieb und einen Regenerationsbetrieb zur Regeneration
der Abgasreinigungseinheit und der Niederdruckanteil des rückgeführten
Abgases in einem Lastpunkt im Regenerationsbetrieb ist im Vergleich zum
Normalbetrieb des entsprechenden Lastpunkts erhöht. Auf
diese Weise ist eine besonders effektive und effiziente Einstellung
einer auf etwa 550°C bis 700°C erhöhten
Abgastemperatur für eine thermische Partikelfilterregeneration
oder für eine Schwefel- bzw. Sulfatregeneration des gegebenenfalls
vorgesehenen Stickoxid-Speicherkatalysators ermöglicht.
Die beim Regenerationsbetrieb im Vergleich zum Normalbetrieb vorgesehene
Verminderung des Hochdruck-AGR-Anteils ermöglicht einen
erhöhten Wärmeenergietransport zur Abgasreinigungseinheit.
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Die
erfindungsgemäße Verfahrensführung mit
einer im Vergleich zum Normalbetrieb verminderten Hochdruck-AGR-Rate
im Regenerationsbetrieb hat zudem weitere Vorteile. Zum einen ist
die Temperaturbelastung des Hochdruck-AGR-Pfades, wie auch der Brennkraftmaschine
selbst vermindert. Weiterhin wird eine Kondensation von unverbrannten Kraftstoffbestandteilen
speziell im Hochdruck-AGR-Pfad verringert, welche aus einer typischerweise
im Regenerationsbetrieb vorgenommenen Kraftstoffnacheinspritzung
in die Brennräume oder in den Abgaskrümmer resultieren
kann. Eine Kraftstoffnacheinspritzung wird zur Anhebung des Anteils
an reduzierenden Bestandteilen im Abgas vorgenommen. Dies ist beispielsweise
vorgesehen, wenn bei einer Nitratregeneration zur Entfernung von im
Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeicherten Stickoxiden oder
bei einer Sulfatregeneration zur Entfernung von eingespeicherten
Schwefeloxiden ein reduzierend wirkendes Abgas bereitgestellt wird. Da
weiterhin eine Anreicherung des Abgases durch Nacheinspritzung vorgesehen
ist, um durch Nachoxidation von unverbrannten Abgasbestandteilen
im Abgastrakt die Abgastemperatur bzw. die Temperatur der Abgasreinigungseinheit
zu erhöhen, ist in einem Regenerationsbetrieb zur Regeneration
der Abgasreinigungseinheit zumindest zeitweise, typischerweise sogar überwiegend
eine Kraftstoffnacheinspritzung aktiv. Mit einem im Regenerationsbetrieb bevorzugt
vorgesehenen überwiegenden Niederdruckanteil des insgesamt
rückgeführten Abgases ist in vorteilhafter Weise
eine Verschmutzung von rückgeführtes Abgas aufnehmenden
Leitungen vermindert, da der Niederdruckanteil des rückgeführten
Abgases durch die Abgasreinigungseinheit gereinigt wurde und daher
annähernd frei von Partikeln und/oder unverbrannten bzw.
kondensierbaren Kraftstoffbestandteilen ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der eingestellte Anteil
des rückgeführten Abgases im Verbrennungsgas in
einem Lastpunkt im Regenerationsbetrieb wenigstens annähernd
gleich dem Anteil des rückgeführten Abgases im
Verbrennungsgas im Normalbetrieb des entsprechenden Lastpunkts.
Gegenüber der häufig gewählten Abschaltung
der Abgasrückführung beim Regenerationsbetrieb
ist durch die erfindungsgemäß vorgesehene Beibehaltung
einer ohnehin im entsprechenden Lastpunkt im Normalbetrieb vorgesehenen
von Null verschiedenen AGR-Rate eine verbesserte Stickoxidemission
ermöglicht. Da der Zeitanteil des Regenerationsbetriebs
beispielsweise für thermische Partikelfilterregenerationen
in Bezug auf die Gesamtbetriebszeit der Brennkraftmaschine nicht
unbeachtlich ist, kann durch die erfindungsgemäße
Vorgehensweise die Stickoxidemission insgesamt signifikant abgesenkt werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der eingestellte Anteil
des rückgeführten Abgases im Verbrennungsgas in
einem Lastpunkt im Regenerationsbetrieb größer
als der Anteil des rückgeführten Abgases im Verbrennungsgas
im Normalbetrieb des entsprechenden Lastpunkts. Insbesondere bei gleichzeitig
erhöhtem Niederdruckanteil lassen sich auf diese Weise
kleinere Werte für den Sauerstoffmassengehalt im Verbrennungsgas
realisieren, was einerseits die Stickoxidrohemissionswerte weiter
vermindert, andererseits effektiv eine Absenkung des Abgaslambdawertes
auf Werte knapp oberhalb von eins bis zu Werten entsprechend eine
deutlich reduzierenden Abgaszusammensetzung (λ ca. 0,8)
ermöglicht. Dies ermöglicht wiederum eine verbesserte Kontrolle
eines Regenerationsbetriebs, also eines thermischen Rußabbrands
in einem gegebenenfalls vorgesehenen Partikelfilter oder auch einer
Nitrat- oder Sulfatregeneration eines Stickoxid-Sspeicherkatalysators.
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Dabei
ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass
im überwiegenden Teil der Lastpunkte im Normalbetrieb mit
Abgasrückführung der Niederdruckanteil des rückgeführten
Abgases in einem Bereich von 30% bis 80%, insbesondere in einem
Bereich von 50% bis 70% eingestellt wird. Weiter ist vorgesehen,
dass im überwiegenden Teil der Lastpunkte im Regenerationsbetrieb
mit Abgasrückführung der Niederdruckanteil des
rückgeführten Abgases in einem Bereich von 50%
bis 100% eingestellt wird.
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Diese
Einstellungen ermöglichen einen insbesondere in Bezug auf
Stickoxid emissionsarmen Normal- und Regenerationsbetrieb bzw. eine
effiziente Durchführung eines Regenerationsbetriebs zur thermischen
Partikelfilterregeneration bzw. zur Nitrat- oder Sulfatregeneration
eines Stickoxid-Speicherkatalysators.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Sollwert für
den Sauerstoffmassengehalt im Verbrennungsgas in Abhängigkeit
vom Anteil des aus dem Abgastrakt rückgeführten
Abgases im Verbrennungsgas vorgegeben. Dabei ist es insbesondere vorgesehen,
dass für einen vorgegebenen Anteil von aus dem Abgastrakt
rückgeführten Abgases im Verbrennungsgas als Sollwert
für den Sauerstoffmassengehalt im Verbrennungsgas der kleinstmögliche Wert
zur Einhaltung einer vorgebbaren oberen Rauchgrenze des Abgases
gewählt wird. Vorzugsweise werden für eine Vielzahl
von Lastpunkten, welche zumindest den überwiegenden Teil
eines Drehmoment-Drehzahlkennfeldes abdecken, Werte für die
Gesamt-AGR-Rate und daran geknüpfte Mindestwerte für
den Sauerstoffmassengehalt vorab derart ermittelt bzw. festgelegt,
dass eine vorgebbare Rauchgrenze zumindest nicht überschritten
wird. Die entsprechenden Einstellwerte werden vorzugsweise in einem
auslesbaren Speicher vorgehalten.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung
genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend
in den Figurenbeschreibungen genannten und/oder in den Figuren alleine
gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der
jeweils angegeben Kombination sondern auch in anderen Kombinationen
oder in der Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Die Figuren zeigen in:
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1 eine
schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführung
einer Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und
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2 ein
Diagramm für Abhängigkeiten des Verbrennungslambdawerts λ_O2
vom Sauerstoffmassengehalt Y_O2 im Verbrennungsgas für
verschiedene Gesamt-AGR-Raten und verschiedene Niederdruckanteile
des insgesamt rückgeführten Abgasstroms.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführung
einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine 1 mit zweistufiger
Aufladung und zweistufiger Abgasrück führung, bei
welcher das weiter unten näher erläuterte Verfahren
anwendbar ist. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst einen Motorblock 2 mit
Arbeitszylindern 3 mit nicht näher gekennzeichneten
Brennräumen, wobei den Arbeitszylindern 3 bzw.
deren jeweiligem Brennraum mittels einer Hochdruckpumpe 4 Kraftstoff
zuführbar ist. Eine Frischluftanlage 5 führt
den Arbeitszylindern 3 bzw. deren jeweiligem Brennraum
Frischluft als Verbrennungsluft zu und ein Abgastrakt 6 führt
Abgas aus den Arbeitszylindern 3 ab. In der Frischluftanlage 5 sind
in Strömungsrichtung der Frischluft gesehen ein Luftfilter 7,
ein erster Verdichter 8 eines Niederdruck-Abgasturboladers 9,
ein zweiter Verdichter 10 eines Hochdruck-Abgasturboladers 11,
ein Ladeluftkühler 12 und eine Drosselklappe 13 angeordnet.
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Im
Abgastrakt 6 sind ausgehend vom Motorblock 2 in
Strömungsrichtung des Abgases eine erste Turbine 14 des
Hochdruck-Abgasturboladers 11, eine zweite Turbine 15 des
Niederdruck-Abgasturboladers 9, eine Abgasreinigungseinheit 16 und
eine nachgeschaltete Abgasaufstauklappe 17 angeordnet.
Die Abgasreinigungseinheit 16 kann als Partikelfilter in
Sintermetallausführung oder als wanddurchströmte
Filtereinheit in Wabenkörperbauweise oder auch als Stickoxid-Speicherkatalysator
oder auch als Kombination von beiden ausgebildet sein. Stromauf und/oder
stromab der Abgasreinigungseinheit 16 können ein
oder mehrere weitere reinigungswirksame Abgasnachbehandlungseinheiten,
wie beispielsweise ein Oxidationskatalysator, ein SCR-Katalysator
und/oder ein Stickoxid-Speicherkatalysator im Abgastrakt 6 angeordnet
sein, was nicht gesondert dargestellt ist. Derartige Abgasreinigungseinheiten
sind dem Fachmann bekannt, weshalb hier nicht näher darauf
eingegangen wird. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit
wird nachfolgend davon ausgegangen, dass die Abgasreinigungseinheit 16 einen
Partikelfilter mit vorgeschaltetem Oxidationskatalysator umfasst.
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Stromauf
des zweiten Verdichters 10 zweigt ein den Hochdruck-Abgasturbolader 11 umgehender Verdichterbypass 18 ab,
in welchem ein Verdichterbypassventil 19 angeordnet ist,
so dass mittels des ersten Verdichters 8 komprimierte Frischluft
bzw. ein Frischluft-Abgasgemisch, abhängig von einem Betriebszustand
der Brennkraftmaschine 1 und einer daraus resultierenden
Stellung des Verdichterbypassventils 19, beispielsweise
bei vollständig geschlossenem Verdichterbypassventil 19 den
zweiten Verdichter 10 passieren kann und dadurch weiter komprimierbar
ist, oder bei vollständig geöffnetem Verdichterbypassventil 19 den
zweiten Verdichter 10 über den Verdichterbypass 18 umströmt
oder bei teilweise geöffnetem Verdichterbypassventil 19 ein
Teil des Frischluft-Abgasgemisches komprimierbar ist. Auf diese
Weise ist ein Ladedruck der Brennkraftmaschine 1 regelbar
bzw. bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine 1,
bei welchen der Hochdruck-Abgasturbolader 11 aufgrund eines
zu geringen Abgasdrucks noch nicht betreibbar ist, der zweite Verdichter 10 über
den Verdichterbypass 18 umgehbar.
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Im
Abgastrakt 6 sind ebenfalls Bypässe 20, 21 angeordnet,
welche jeweils eine Turbine 14, 15 umgehen, ein
erster Turbinenbypass 20, in welchem ein erstes Turbinenbypassventil 22 angeordnet
ist und ein zweiter Turbinenbypass 21, in welchem ein zweites
Turbinenbypassventil 23 angeordnet ist. Bei niedrigen Drehzahlen
der Brennkraftmaschine 1 und daraus folgend einem niedrigen
Abgasdruck ist der Hochdruck-Abgasturbolader 11 noch nicht
betreibbar, daher ist in diesem Betriebszustand das erste Turbinenbypassventil 22 derart
ansteuerbar, dass ein Abgasmassenstrom über den ersten
Turbinenbypass 20 an der ersten Turbine 14 vorbei
leitbar ist und so vollständig zum Antrieb der zweiten
Turbine 15 des Niederdruck-Abgasturboladers 9 nutzbar
ist.
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Bei
sehr hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine 1 ist der
auf die Turbinen 14, 15 der Abgasturbolader 9, 11 einwirkende
Abgasdruck sehr hoch, wodurch diese sehr hohe Drehzahlen erreichen.
Daraus folgt eine sehr hohe Verdichterleistung der Verdichter 8, 10 der
Abgasturbolader 9, 11 und dadurch ein sehr hoher
Ladedruck des Frischluft-Abgasgemisches. Dieser darf jedoch einen
vorgegebenen Wert nicht überschreiten, so dass bei Erreichen
dieses vorgegebenen Wertes ein oder beide Turbinenbypässe 20, 21 als
so genanntes Wastegate nutzbar sind. Dabei sind die Turbinenbypassventile 22, 23 derart
ansteuerbar, dass sie beispielsweise teilweise öffnen,
wodurch ein Teil des Abgasmassenstroms an den Turbinen 14, 15 vorbei
leitbar und dadurch der auf die Turbinen 14, 15 einwirkende
und diese antreibende Abgasdruck verringerbar ist. Daraus resultiert eine
geringere Kompression des durch die Verdichter 8, 10 der
Abgasturbolader 9, 11 verdichteten Gases, d. h.
ein geringerer Ladedruck.
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Mittels
dieser Anordnung des Niederdruck-Abgasturboladers 9 und
des Hochdruck-Abgasturboladers 11 ist eine Leistung der
Brennkraftmaschine 1 in unterschiedlichen Drehzahlbereichen optimierbar
und ein jeweils optimaler Ladedruck bereitstellbar. Dadurch ist
insbesondere ein so genanntes Turboloch, d. h. ein fehlender oder
sehr geringer Ladedruck und daraus resultierend eine geringe Leistung
einer derartigen Brennkraftmaschine 1 in niedrigen Drehzahlbereichen
verhinderbar oder dieses Problem zumindest deutlich reduzierbar
und damit beispielsweise ein Fahrverhalten und ein Treibstoffverbrauch
eines durch diese Brennkraftmaschine 1 angetriebenen Fahrzeugs
optimierbar.
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Stromab
der Abgasreinigungseinheit 16, d. h. auf einer Niederdruckseite
des Abgastrakts 6, zweigt vom Abgastrakt 6 eine
Niederdruck-Abgasrückführungs-(AGR)-Leitung 24 ab,
die stromauf des ersten Verdichters 8 des Niederdruck-Abgasturboladers 9 und
stromab des Luftfilters 7 wieder in die Frischluftanlage 5 mündet.
In der Niederdruck-AGR-Leitung 24 ist ausgehend von der
Abzweigung vom Abgastrakt 6 in Strömungsrichtung
eines Niederdruck-AGR-Massenstroms gesehen ein Niederdruck-AGR-Kühler 25 und
ein Niederdruck-AGR-Ventil 26 angeordnet. Optional kann
die Kühlung des Niederdruck-AGR-Massenstroms unter Entfall
des Niederdruck-AGR-Kühlers 25 über die verwendeten
Rohrlängen oder Rohrgestaltungen erfolgen. Die Kühlung
des Niederdruck-AGR-Massenstroms stellt sicher, dass an den Verdichtern 8, 10 im Abgasrückführungsbetrieb
keine unzulässig hohen Temperaturen auftreten.
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Stromauf
der ersten Turbine 14 des Hochdruck-Abgasturboladers 11,
d. h. auf einer Hochdruckseite der Abgasanlage 6, zweigt
von einem Abgaskrümmer 33 des Abgastrakts 6 eine
Hochdruck-AGR-Leitung 27 ab, die stromab der Drosselklappe 13 in
die Frischluftanlage 5 mündet. Mittels dieser
Hochdruck-AGR-Leitung 27 ist ein Hochdruck-AGR-Massenstrom über
ein Hochdruck-AGR-Ventil 28 in die Frischluftanlage 5 leitbar. In
der dargestellten Ausführungsform ist in der Hochdruck-AGR-Leitung 27 ein
Hochdruck-AGR-Kühler 29 angeordnet, welcher gegebenenfalls
mit dem Niederdruck-AGR-Kühler 25 baulich und/oder
funktionell vereinigt sein kann. Optional kann jedoch eine Kühlung
des Hochdruck-AGR-Massenstroms beispielsweise auch über
eine Rohrlänge der Hochdruck-AGR-Leitung 27 erfolgen.
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Die
dargestellte Brennkraftmaschine 1 weist somit eine Abgasrückführung
auf, bei der Abgas stromauf der ersten Turbine 14 des Hochdruck-Abgasturboladers 11 über
einen entsprechenden Hochdruckpfad sowie stromab der Abgasreinigungseinheit 16 über
einen entsprechenden Niederdruckpfad dem Abgastrakt 6 entnehmbar
ist und nach Abkühlung stromauf des ersten Verdichters 8 des
Niederdruck-Abgasturboladers 9 sowie stromab der Drosselklappe 13 der
Frischluftanlage 5 und damit den Brennräumen der
Brennkraftmaschine zuführbar ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist
dabei wahlweise ohne Abgasrückführung, mit Hochdruck-Abgasrückführung
oder Niederdruck-Abgasrückführung oder gleichzeitig
mit Hochdruck-Abgasrückführung und Niederdruck-Abgasrückführung
betreibbar. Somit ist den Brennräumen der Brennkraftmaschine 1 ein
Verbrennungsgas mit einer in weiten Grenzen veränderbaren
Abgasrückführrate zuführbar. Eine Einstellung einer
Abgasrückführungsmenge, d. h. des rückgeführten
Abgasmassenstromes und damit der AGR-Rate, erfolgt mittels der Abgasaufstauklappe 17 und/oder
des Niederdruck-AGR-Ventils 26 sowie mittels des Hochdruck-AGR-Ventils 28,
womit der Niederdruckanteil sowie der Hochdruckanteil des insgesamt
rückgeführten Abgases ebenfalls in weiten Grenzen
einstellbar sind. Dies erzielt insgesamt saubere Abgasrückführungsmassenströme,
eine bessere Abkühlung der Abgasrückführungsmassenströme, keine
Versottung der Abgasrückführungskühler 25, 29 und
eine gute Durchmischung der Abgasrückführungsmassenströme
mit Frischluft in der Frischluftanlage 5. Es sind hohe
Abgasrückführungsraten möglich und es
ist ein homogener oder zumindest teilhomogener Betrieb der Brennkraftmaschine 1 möglich.
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Die
Abgasaufstauklappe 17 und das Niederdruck-AGR-Ventil 26 sind
vorliegend Stellglieder einer als Vorsteuerregelung ausgeführten
Abgasrückführungsregelung. Sowohl das Niederdruck-AGR-Ventil 26 wie
die Abgasaufstauklappe 17 sind vorzugsweise kontinuierlich
verstellbar. Mit Hilfe der Abgasaufstauklappe 17 und des
Niederdruck-AGR-Ventils 26 vor dem ersten Verdichter 8 ist der
Niederdruckanteil am gesamten Abgasrückführungsmassenstrom
einstellbar und letzterer somit ebenfalls beeinflussbar. Solange
ein ausreichendes Druckgefälle zur Förderung des
Niederdruck-Abgasrückführungsmassenstroms vorhanden
ist, ist dieser zunächst ausschließlich über
das Niederdruck-AGR-Ventil 26 einstellbar. Ist dies nicht
mehr der Fall, ist zusätzlich die Abgasaufstauklappe 17 etwas
anstellbar, um das Druckgefälle über das Niederdruck-AGR-Ventil 26 zu
erhöhen. Dabei ist eine sehr gute Durchmischung des Niederdruck-Abgasrückführungsmassenstroms
mit der Frischluft sichergestellt. Ein weiterer Vorteil besteht
unter anderem darin, dass das über den Niederdruckpfad
rückgeführte Abgas sauber und nahezu pulsationsfrei
ist. Zusätzlich steht eine erhöhte Verdichterleistung
zur Verfügung, da bei einem hohen Niederdruckanteil rückgeführten
Abgases ein vergleichsweise hoher Abgasmassenstrom durch die Turbinen 14, 15 leitbar
ist. Da das rückgeführte Abgas nach den Verdichtern 8, 10 durch
den leistungsfähigen Ladeluftkühler 12 leitbar ist,
kann die Temperatur des Frischluft und Abgas umfassenden Verbrennungsgases
auch relativ kalt gehalten werden. Die Brennkraftmaschine 1 ist
je nach Bedarf sowohl mit der Hochdruck-Abgasrückführung
als auch mit der Niederdruck-Abgasrückführung
oder mit beiden betreibbar.
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Mittels
eines vorzugsweise vorgesehenen, den Ladeluftkühler 12 umgehenden
Ladeluftkühlerbypasses 30 in der Frischluftanlage 5,
ist eine Versottung des Ladeluftkühlers 12 vermeidbar.
Die Gefahr einer so genannten Versottung besteht beispielsweise,
wenn ein Wasserdampf und gegebenenfalls Partikel enthaltendes Gasgemisch
im Ladeluftkühler 12 unter den Taupunkt abgekühlt
wird und Kondensatbildung eintritt.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das gesamte Frischluft-Abgasgemisch oder auch
nur ein Teil davon über den Ladeluftkühlerbypass 30,
welcher stromauf des Ladeluftkühlers 12 abzweigt,
an dem Ladeluftkühler 12 vorbei geleitet werden
kann, wodurch es durch den Ladeluftkühler 12 nicht
kühlbar ist und daher die Temperatur nicht unter den Taupunkt
abfällt. Um sicherzustellen, dass das Frischluft-Abgasgemisch,
wenn nötig, d. h. bei hohen Temperaturen des Frischluft-Abgasgemisches,
weiterhin mittels des Ladeluftkühlers 12 effektiv
kühlbar ist, ist stromab der Verdichter 8, 10 und
stromauf des Ladeluftkühlers 12 in der Frischluftanlage 5 ein
Temperatursensor 31 angeordnet, so dass bei Erreichen einer vorgegebenen
Temperatur ein im Ladeluftkühlerbypass 30 angeordnetes
Ladeluftkühlerbypassventil 32 entsprechend ansteuerbar
ist und daraufhin dieses Ladeluftkühlerbypassventil 32 beispielsweise
vollständig öffnet oder vollständig schließt
oder in einer weiteren Ausführungsform teilweise öffnet.
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Für
einen optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine 1 sind vorzugsweise
weitere Sensoren im Abgastrakt 6 sowie in der Frischluftanlage 5 vorgesehen,
was der Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellt
ist. Insbesondere können Temperatur- und/oder Drucksensoren
ausgangsseitig des Abgaskrümmers 33, in den Turbinenbypässen 20, 21,
eingangs- und ausgangsseitig oder innerhalb der Abgasreinigungseinheit 16,
eingangs- und ausgangsseitig des Luftfilters 7, eingangs-
und ausgangsseitig der Verdichter 8, 10, in den
Abgasrückführungsleitungen 24, 27 und
gegebenenfalls an weiteren Stellen angeordnet sein, um die Temperatur-
und Druckverhältnisse zu erfassen. Vorzugsweise ist ferner
ein Luftmassenstromsensor stromab des Luftfilters 7 vorgesehen,
um den Frischluftmassenstrom zu erfassen. Weiterhin sind vorzugsweise
Abgassensoren im Abgastrakt 6, wie beispielsweise eine
Lambdasonde im Abgaskrümmer 33 und vor und/oder
nach oder innerhalb der Abgasreinigungseinheit 16 vorgesehen.
Die Signale der vorhandenen Sensoren sind von einer nicht dargestellten
Steuer- und Regeleinrichtung verarbeitbar, welche anhand der Signale und
gespeicherten Kennlinien und Kennfelder Betriebszustände
der Brennkraftmaschine 1 allgemein, insbesondere im Abgastrakt
und in der Frischluftanlage 5 ermitteln und durch Ansteuerung
von Stellgliedern gesteuert und/oder geregelt einstellen kann. Insbesondere
sind Abgasrückführmassenströme im Nieder-
und Hochdruckpfad sowie ein Lastzustand der Brennkraftmaschine 1 in
Bezug auf Drehmoment bzw. Mitteldruck sowie Drehzahl ermittel- bzw.
einstellbar.
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Im
Rahmen der Erfindung ist insbesondere ein in Bezug auf Stickoxide
möglichst schadstoffemissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch verwirklicht,
dass ein Sauerstoffmassengehalt in dem den Brennräumen
der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Verbrennungsgas
im Wesentlichen durch Betätigung des in der Niederdruck-Abgasrückführungsleitung 24 angeordneten
Niederdruck-AGR-Ventils 26 und/oder der Abgasaufstauklappe 17 und
des in der Hochdruck-Abgasrückführungsleitung 27 angeordneten
Hochdruck-AGR-Ventils 28 wenigstens annähernd
auf einen vorgebbaren Sollwert eingestellt wird. Bevorzugt werden
zur Erzielung möglichst niedriger Stickoxid-Rohemissionswerte
des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Abgases möglichst
niedrige Werte für den Sauerstoffmassengehalt vorgegeben.
Unter Beachtung von vorgegebenen Randbedingungen wie Unterschreitung
eines vorgebbaren Werts für Kraftstoffverbrauch, Abgasschwärzung
bzw. -Rußgehalt und/oder Temperatur ausgangsseitig eines
Abgasturbolader-Verdichters sind Werte für den Sauerstoffmassengehalt
von weniger als 20% bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Werte von
weniger als 18%, insbesondere Werte von weniger als 16%. Zur Erzielung
möglichst niedriger Werte für den Sauerstoffmassengehalt
des Verbrennungsgases hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn
vergleichsweise hohe Werte für die AGR-Rate, d. h. für
den Massenanteil des insgesamt rückgeführten Abgases
im Verbrennungsgas, von bevorzugt mehr als 20%, besonders bevorzugt
mehr als 25%, insbesondere mehr als 30% und gleichzeitig eine vergleichsweise
hohe Aufladung mit hohem Ladedruck eingestellt werden.
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Zur
Einstellung des Sauerstoffmassengehalts im Verbrennungsgas auf einen
jeweiligen vorgegebenen Sollwert ist eine Vorsteuerregelung vorgesehen.
Diese ist bevorzugt in der Steuer- und Regeleinrichtung integriert
und arbeitet so, dass der Vorsteueranteil auf das Niederdruck-AGR-Ventil 26 und/oder
auf die Abgasaufstauklappe 17 einwirkt und der Regleranteil
auf das Hochdruck-AGR-Ventil 28 einwirkt. Dabei ist es
vorteilhaft, wenn zumindest das Hochdruck-AGR-Ventil 28 als
AGR-Ventil mit Lagerückmeldung ausgeführt ist.
Mit der auf das Niederdruck-AGR-Ventil 26 und/oder auf
die Abgasaufstauklappe 17 einwirkenden Vorsteuerung wird
der über den Niederdruckpfad geführte Niederdruck-AGR-Massenstrom
im Wesentlichen festgelegt. Damit ist gleichzeitig auch ein Grundwert
für den gesamten Abgasrückführungsmassenstrom
bzw. die Gesamt-AGR-Rate festgelegt. Durch geregelte Betätigung
des Hochdruck-AGR-Ventils 28 wird der vorgegebene Sauerstoffmassengehalt
im Verbrennungsgas eingeregelt. Dadurch sind auch der Anteil des über
den Hochdruckpfad geführten Hochdruck-AGR-Massenstroms
und die Gesamt-AGR-Rate festgelegt.
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Zur
Festlegung der Vorgabewerte für die Gesamt-AGR-Rate, den
Niederdruckanteil des rückgeführten Abgases und
den davon abhängigen Sauerstoffmassengehalt im Verbrennungsgas
wird bevorzugt auf eine von den Erfindern ermittelte Abhängigkeit
zurückgegriffen, welche in Diagrammform in 2 dargestellt
ist. Im Diagramm von 2 sind für einen bestimmten
Betriebspunkt im Last-Drehzahl-Kennfeld der Brennkraftmaschine 1 Abhängigkeiten
des hier mit λ_O2 bezeichneten Verbrennungslambdawerts
vom mit Y_O2 bezeichneten Sauerstoffmassengehalt im Verbrennungsgas
für verschiedene Gesamt-AGR-Raten und verschiedene Niederdruckanteile
des über den Niederdruckpfad rückgeführten
Niederdruck-AGR-Massenstroms im insgesamt rückgeführten
Abgasstrom dargestellt. Dabei gibt der Verbrennungslambdawert λ_O2
das Verhältnis von der den Brennräumen mit dem
Verbrennungsgas tatsächlich zugeführten Sauerstoffmenge
zu der Sauerstoffmenge an, welche für eine stöchiometrische
Verbrennung der den Brennräumen in derselben Zeiteinheit
zugeführten Kraftstoffmenge erforderlich ist.
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Für
unterschiedliche Gesamt-AGR-Raten ergeben sich unterschiedliche
Abhängigkeiten, was durch die Kurven 40, 41, 42, 43,
welche in dieser Reihenfolge zunehmenden, konstanten Werten für
die Gesamt-AGR-Rate zugeordnet sind, dargestellt ist. Kurve 40 ist
dabei einer Gesamt-AGR-Rate von Null, Kurve 42 einer Gesamt-AGR-Rate
von etwa 25% und Kurve 43 einer Gesamt-AGR-Rate von etwa
40% zugeordnet.
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Auch
für unterschiedliche Niederdruckanteile des insgesamt rückgeführten
Abgases ergeben sich unterschiedliche Abhängigkeiten, da
mit zunehmendem Niederdruckanteil des rückgeführten
Abgases der Ladedruck und damit die geförderte Luftmenge ansteigen.
Der entsprechende Einfluss ist durch die Kurven 50, 51, 52 für
jeweils konstanten, jedoch in dieser Reihenfolge zunehmenden Niederdruckanteil dargestellt.
Dabei ist Kurve 50 einem Niederdruckanteil von Null, Kurve 51 einem
Niederdruckanteil von etwa 60% und Kurve 52 einem Niederdruckanteil
von 100% zugeordnet.
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Auf
Basis der in 2 dargestellten Abhängigkeiten
werden in einer bevorzugten Vorgehensweise unter Beachtung bestimmter
Randbedingungen möglichst kleine Werte für den
Sauerstoffmassengehalt Y_O2 im Verbrennungsgas als Sollwerte für
eine Vielzahl von Lastpunkten im Last-Drehzahl-Kennfeld der Brennkraftmaschine 1 vorgegeben.
Zu den zu beachtenden Randbedingungen gehört dabei erfindungsgemäß speziell
die Einhaltung einer Rauchgrenze des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen
Abgases. Die Rauchgrenze ist vorliegend im Diagramm von 2 durch
die Kurve 60 charakterisiert, die beispielsweise eine Obergrenze für
eine Schwärzungszahl des Abgases angibt. Im Gebiet unterhalb
der Kurve 60 weist das Abgas eine über der vorgebbaren
Obergrenze liegende Schwärzungszahl auf. Weiter gehören
zu den zu beachtenden Randbedingungen vorzugsweise der Kraftstoffverbrauch
und eine Temperatur ausgangsseitig eines Abgasturbolader-Verdichters,
welche typischerweise mit zunehmendem Niederdruckanteil ansteigen
und daher Vorgabewerte für letzteren nach oben begrenzen.
Der vorzugsweise vorgesehene Einstellbereich für den Niederdruckanteil
des rückgeführten Abgases liegt daher zwischen
30% und 80% und besonders bevorzugt zwischen 50% und 70%. Für
einen beispielhaft angenommenen Wert von etwa 60% entsprechend der
Kurve 51 resultiert unter Beachtung der exemplarisch durch
die Kurve 60 gegebenen Rauchgrenze ein kleinstmöglicher
Wert von etwa 0,16 bzw. 16% für den Sauerstoffmassengehalt Y_O2
im Verbrennungsgas als Sollwert. Gleichzeitig ist damit auch die
Gesamt-AGR-Rate wenigstens annähernd festgelegt und ergibt
sich im vorliegend exemplarisch gewählten Fall zu etwa
40%, entsprechend Kurve 43.
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Entsprechend
der geschilderten Vorgehensweise werden rasterförmig im
Last-Drehzahl-Betriebskennfeld angeordneten Lastpunkten Sollwerte für
den Sauerstoffmassengehalt Y_O2 im Verbrennungsgas zugewiesen und
durch die Vorsteuerregelung mittels Einstellung der Gesamt-AGR-Rate
und deren Niederdruckanteil eingestellt. Die jeweils tatsächlich
vorhandenen Istwerte können durch sensorisch erfasste Größen
und/oder mittels vorgehaltener Kennfelder ermittelt werden. Beispielsweise
kann der Istwert für den Niederdruck-AGR-Massenstrom durch
Druckmessung unmittelbar vor der Stauklappe 17 und unmittelbar
hinter dem Niederdruck-AGR-Ventil 26 ermittelt werden.
Zur Ermittlung eines der Regelung zugeführten Istwerts
für den Sauerstoffmassengehalt Y_O2 im Verbrennungsgas
wird beispielsweise auf einen Messwert der im Abgaskrümmer 33 vorzugsweise
vorgesehenen Lambdasonde sowie auf die bekannten Werte für
den Luftmassenstrom und die Kraftstoffeinspritzmenge zurückgegriffen.
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Die
entsprechend den vorstehenden Erläuterungen erfindungsgemäß vorgesehene
Verfahrensführung gilt für einen überwiegend
vorhandenen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 1. Von
Zeit zu Zeit ist jedoch, beispielsweise aufgrund einer erhöhten
Menge von im Partikelfilter der Abgasreinigungseinheit 16 angesammelten
Partikeln oder einer erhöhten Menge von in einem Stickoxid-Speicherkatalysator
der Abgasreinigungseinheit 16 angesammelten Stickoxide
oder Schwefeloxide ein Regenerationsbetrieb als ein vom Normalbetrieb
der Brennkraftmaschine 1 abweichender Sonderbetrieb vorzusehen.
Bei diesem ist typischerweise ein verminderter Sauerstoffgehalt
im Abgas und/oder eine erhöhte Temperatur des Abgases bzw.
der Abgasreinigungseinheit 16 einzustellen.
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Nachfolgend
wird davon ausgegangen, dass ein thermisch induzierter Abbrand von überwiegend aus
Ruß bestehenden Partikel im Partikelfilter der Abgasreinigungseinheit 16 vorgenommen
wird. Eine Notwendigkeit für einen solchen Regenerationsbetrieb
kann beispielsweise durch eine Messung eines über der Partikelfilter
der Abgasreinigungseinheit 16 wirksamen Differenzdrucks
und/oder modellbasiert festgestellt werden. Um einen thermischen
Abbrand zu initiieren, sind auf etwa 550°C bis 700°C
erhöhte Werte für die Abgastemperatur eingangsseitig
des Partikelfilters erforderlich. Hiezu ist vorzugsweise einerseits
eine frühe Nacheinspritzung von Kraftstoff in die Brennräume
der Brennkraftmaschine 1 derart vorgesehen, dass das ausgestoßene
Abgas gegenüber dem Normalbetrieb erhitzt ist. Andererseits
kann alternativ oder zusätzlich eine späte Nacheinspritzung
derart vorgesehen sein, dass das ausgestoßene Abgas mit
unverbrannten Kraftstoffbestandteilen angereichert ist, wobei deren
exotherme Oxidation im vorgeschalteten Oxidationskatalysator das
Abgas aufheizt. Zur Anreicherung des Abgases mit unverbrannten Kraftstoffbestandteilen
kann zusätzlich oder alternativ auch eine Sekundäreinspritzung
von Kraftstoff in den Abgastrakt, vorzugsweise in den Abgaskrümmer 33,
vorgesehen sein.
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Weiterhin
ist in einem Regenerationsbetrieb zur thermischen Regeneration des
Partikelfilters unter Beibehaltung der Vorsteuerregelung für
den Sauerstoffmassengehalt Y_O2 des Verbrennungsgases und unter
wenigstens annähernder Beibehaltung der in einem vergleichbaren
Lastpunkt des Normalbetriebs eingestellten Gesamt-AGR-Rate eine
Erhöhung des Niederdruckanteils des rückgeführten
Abgases vorgesehen. Vorzugsweise wird der Niederdruck-AGR-Massenstrom
etwa doppelt so hoch eingestellt wie der Hochdruck-AGR-Massenstrom.
Im überwiegenden Teil der Lastpunkte im Regenerationsbetrieb
wird vorzugsweise ein Niederdruckanteil von 50% bis 100%, besonders
bevorzugt ein Niederdruckanteil von 70% bis 100% eingestellt. Infolge
des erhöhten Niederdruckanteils verbessern sich die Stickoxid-Rohemission
und die Aufheizung des Partikelfilters. Für eine nochmals
verbesserte Stickoxid-Rohemission kann neben einer Erhöhung
des Niederdruckanteils auch eine Erhöhung der Gesamt-AGR-Rate
im Vergleich zum Normalbetrieb vorgesehen sein. Eine damit bewirkte
Verringerung des Sauerstoffmassengehalts Y_O2 des Verbrennungsgases
ermöglicht zudem eine verbesserte Kontrolle des Rußabbrands
im Regenerationsbetrieb. Die analoge Verfahrensführung
wird bevorzugt auch in einem Regenerationsbetrieb zur Nitrat- und/oder
Sulfatregeneration eines gegebenenfalls vorhandenen Stickoxid-Speicherkatalysators
als Bestandteil der Abgasreinigungseinheit 16 angewendet,
zumindest in den Phasen des Regenerationsbetriebs, bei denen ein
verminderter Sauerstoffgehalt des Abgases bzw. eine unterstöchiometrische,
fette Abgaszusammensetzung eingestellt wird.
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Die
erfindungsgemäße Einstellung des Sauerstoffmassengehalts
Y_O2 des Verbrennungsgases gemäß den vorstehenden
Erläuterungen ist außerdem mit Vorteil in einem
Sonderbetrieb zum Aufheizen des Abgastrakts 6 und seiner
Komponenten im Zusammenhang mit einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 1 anwendbar.
Bei einem solchen erfindungsgemäß durchgeführten
Kaltstart-Heizbetrieb kann in Verbindung mit einer bevorzugt vorgesehenen
späten Kraftstoffnacheinspritzung eine so genannte Versottung
des Hochdruck-AGR-Pfades vermieden oder zumindest verringert werden.
Gleichzeitig ist eine Verringerung der für eine Gesamtemission besonders
kritischen Anteile der in der Kaltstart- bzw. Warmlaufphase erzeugten
Stickoxidemissionen ermöglicht. Hierzu trägt auch
ein durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung
rasche Aufheizung der katalytischen Abgasreinigungskomponenten auf
deren Betriebstemperatur bei. Bei erhöhtem Niederruckanteil
des Abgasrückführmassenstroms ist der Enthalpiestrom
in die Abgasreinigungskomponenten erhöht und ein gegebenenfalls
vorgesehener SCR-Katalysator oder Stickoxid-Speicherkatalysator steht
daher bereits kurze Zeit nach einem Kaltstart zur Stickoxidverminderung
zur Verfügung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006010095
A1 [0002]