Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters in einer Kfz-Abgasanlage

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Partikelfilter. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters in einer Kfz-Abgasanlage.

Zur Einhaltung umweltgesetzlicher Vorgaben müssen die Abgase von verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen einer Reinigung unterzogen werden. So werden zur Reduktion der partikelförmigen Emissionen der Abgase von Kraftfahrzeugen, die durch einen Dieselmotor oder einen mager betriebenen Benzinmotor angetrieben werden, geeignete Partikelfilter eingesetzt. Derartige Partikelfilter müssen von Zeit zu Zeit regeneriert werden, indem die auf der Filteroberfläche angesammelten Partikel abgebrannt werden. Hierzu wird z.B. stromaufwärts des Partikelfilters ein Brenner angeordnet, der die zum Abbrennen benötigte Wärme durch Verbrennen einer Kraftstoff-Luft-Mischung erzeugt. Zum Zünden der Kraftstoffluftmischung kann eine Glühkerze verwendet werden (DE 298 02 226 U1). Im Zusammenhang mit einem Brenner ist aus der DE 42 42 991 A1 außerdem die Nutzung einer Glühkerze zur Einbringung von Energie in den Flüssigbrennstoff bekannt.

Eine weitere, ebenfalls bekannte Anordnung zur Regeneration eines

Partikelfilters sieht vor, dem Partikelfilter einen Oxidationskatalysator vorzuschalten, der durch Oxidation einer im Abgasstrom befindlichen oxidierbaren Substanz die zur Abbrennung der Rußpartikel benötigte Wärme erzeugt. Aus der DE 102 56 769 B4 ist beispielsweise ein System bekannt, bei dem stromaufwärts des Oxidationskatalysators eine Verdampfungseinheit angeordnet ist, in der Kraftstoff verdampft und in den Abgasstrom eingeleitet wird.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ergeben sich jedoch in der Praxis zahlreiche Schwierigkeiten, die auf eine Vielzahl von einander teilweise widersprechenden Anforderungen an das System zurückzuführen sind.

So richtet sich z.B. der Zeitpunkt der Regeneration nach dem Beladungszustand, also dem „Füllgrad" des Partikelfilters. Ist dieser Zeitpunkt zu früh gewählt, ist nicht genügend Ruß vorhanden, um eine stabile Regeneration durchzuführen. Ist er andererseits zu spät gewählt, verstopft der Partikelfilter, oder die Rußverbrennung erzeugt sehr hohe Temperaturen im Partikelfilter, die zu dessen Zerstörung führen.

Ist die Abgastemperatur vor dem Oxidationskatalysator zu niedrig, kann der zugeführte oxidierbare Dampf nicht thermisch umgesetzt werden. Er kondensiert im Oxidationskatalysator und führt zu seiner Zerstörung.

Wird zu viel Flüssigkeit in die Verdampfungseinheit eingeleitet, und kann die

Flüssigkeit nicht ausreichend verdampfen, tritt sie im flüssigen Zustand in die Abgasanlage ein. Kann die in die Abgasanlage eintretende Flüssigkeit durch die heißen Abgase und die heißen Rohrwände nicht ausreichend nachverdampft werden, wird der nachfolgend angeordnete Oxidationskatalysator geschädigt.

Wird zu viel Flüssigkeit verdampft, wird durch den Katalysator zuviel Energie erzeugt und der Partikelfilter durch zu hohe Regenerationstemperaturen geschädigt. Gleichzeitig steigt der Flüssigkeitsverbrauch unnötig.

Wird zu wenig Flüssigkeit in den Verdampfer eingeleitet, kann der Katalysator nicht die für die Regeneration des Partikelfilters notwendige Temperaturerhöhung des Abgases erzeugen. Es erfolgt keine Regeneration des Partikelfilters, aber ein unnötiger Flüssigkeitsverbrauch.

Schaltet man ein in der Verdampfungseinheit vorgesehenes Heizelement zu früh ein, steigt der Stromverbrauch unnötig. Andererseits wird bei zu später Inbetriebnahme des Heizelements die oxidierbare Flüssigkeit nicht ausreichend verdampft, gelangt zum Teil im flüssigen Zustand in die Abgasanlage und schädigt den Oxidationskatalysator. Auch die Nachheizzeit des Heizelements bestimmt die ordnungsgemäße Umsetzung der Flüssigkeit in Dampf.

Daneben existieren weitere Einflußfaktoren, die vom Betriebspunkt des

Motors, einem eventuell vorhandenen Abgasturbolader, Komponenten zur Abgasrückführung u.v.a. abhängen. Auch diese Faktoren beeinflussen die

Regeneration des Partikelfilters und müssen vom Regenerationssystem berücksichtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen technischen Widersprüche zu lösen und die Regeneration eines Partikelfilters serientauglich und sicher zu machen.

Erfindungsgemäß ist dazu eine Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, mit einem Partikelfilter, dem ein Oxidationskatalysator vorgeschaltet ist, und einer Regenerationsvorrichtung für den Partikelfilter, die eine Verdampfungseinheit zur Einbringung eines aus einer oxidierbaren Flüssigkeit erzeugten Dampfes in den Abgasstrom vor dem Oxidationskatalysator umfaßt, wobei die Verdampfungseinheit ein in einem Gehäuse angeordnetes Heizelement sowie eine Flüssigkeitszuführung mit einer regelbaren Flüssigkeitspumpe aufweist, und wobei eine Regelvorrichtung zur Regelung der Flüssigkeitspumpe vorgesehen ist. Durch geeignete Regelung der Flüssigkeitspumpe, insbesondere in Abhängigkeit von den an verschiedenen Punkten der Abgasanlage herrschenden Temperaturen, lassen sich die aus dem Stand der Technik bekannten Schwierigkeiten in zufriedenstellender Weise lösen.

Insbesondere handelt es sich bei der oxidierbaren Flüssigkeit um denselben

Kraftstoff handeln, der auch dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, wodurch auf eine zusätzliche Flüssigkeitsversorgung verzichtet werden kann. Der Kraftstoff wird einfach dem Kraftstofftank des Fahrzeugs oder der

Kraftstoffrücklaufleitung entnommen.

Bei dem Heizelement handelt es sich vorteilhaft um eine Glühkerze, also um einen günstig verfügbaren Massenartikel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Regelvorrichtung mit der Motorsteuerung verbunden oder in diese integriert. Insbesondere greift die Regelvorrichtung auf in der Motorsteuerung vorhandene Daten zurück, um diese bei der Regelung der Flüssigkeitspumpe zu berücksichtigen.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zur

Regeneration eines Partikelfilters mit vorgeschaltetem Oxidationskatalysator in einer Kfz-Abgasanlage mit einer Regenerationsvorrichtung, die eine

Verdampfungseinheit zur Einbringung eines aus einer oxidierbaren Flüssigkeit erzeugten Dampfes in den Abgasstrom vor dem Oxidationskatalysator umfaßt,

wobei die Verdampfungseinheit ein in einem Gehäuse angeordnetes Heizelement sowie eine Flüssigkeitszuführung mit einer regelbaren Flüssigkeitspumpe aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf, die periodisch durchlaufen werden: Zunächst wird der Regenerationsvorgang in Abhängigkeit vom Gegendruck des Partikelfilters oder der seit dem letzten Regenerationsvorgang vergangenen Zeit eingeleitet (Schritt a). Anschließend wird das Heizelement eingeschaltet, sobald die Temperatur stromaufwärts des Oxidationskatalysators einen vorgegebenen Mindestwert übersteigt (Schritt b). Nachdem eine vorgegebene Vorheizzeit für das Heizelement abgewartet wurde (Schritt c), wird die Flüssigkeitspumpe mit einer vorgegebenen Förderleistung eingeschaltet (Schritt d) und eine vorgegebene Pumpdauer abgewartet (Schritt e). Die Flüssigkeitspumpe wird anschließend gemäß vorgegebener Parameter betrieben, falls stromabwärts des Oxidationskatalysators eine höhere Temperatur herrscht als stromaufwärts des Oxidationskatalysators (Schritt f). Daraufhin wird eine ebenfalls vorgegebene Regenerationsdauer abgewartet, die beginnt, sobald die Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators einen vorgegebenen Mindestwert überschritten hat, wobei während der Regenerationsdauer die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters periodisch überprüft und gegebenenfalls zumindest durch Beeinflussung der eingebrachten Flüssigkeitsmenge geregelt wird (Schritt g). Nach Ablauf der Regenerationsdauer wird die Flüssigkeitspumpe ausgeschaltet (Schritt h), eine vorgegebene Nachheizzeit des Heizelements abgewartet (Schritt i) und schließlich das Heizelement ausgeschaltet (Schritt j). Anschließend beginnt das Verfahren von neuem. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt also nicht nur sicher, daß die Regeneration zum richtigen Zeitpunkt eingeleitet wird (Schritt a) und die Abgastemperatur vor dem Oxidationskatalysator hoch genug ist (Schritt b), sondern gewährleistet durch die Vor- und die Nachheizzeit auch ein sicheres Verdampfen der oxidierbaren Flüssigkeit. Eine genau angepaßte Flüssigkeitsdosierung, die einer Beschädigung oder gar Zerstörung des Partikelfilters vorbeugt, wird durch die temperaturabhängige Regelung (Schritt g) erreicht. Somit wird das erfindungsgemäße Verfahren sämtlichen eingangs genannten Anforderungen gerecht.

Um eine Beschädigung des Systems zu verhindern, kann ein Fehler registriert werden, falls nach dem Abwarten der vorgegebenen Pumpdauer die

Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators nicht höher ist als die Temperatur stromaufwärts des Oxidationskatalysators.

Vorzugsweise wird nach dem Registrieren des Fehlers zu Schritt d) gesprungen, solange die Anzahl der registrierten Fehler einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet.

Nach überschreiten des vorgegebenen Maximalwerts für registrierte Fehler sollte der Regenerationsvorgang abgebrochen und ein Fehlersignal ausgegeben werden. Dabei kann es sich beispielsweise um das Einschalten einer

Fehlersignallampe handeln, die den Fahrer des Kraftfahrzeugs darauf aufmerksam macht, daß eine Reparatur erforderlich ist.

Um zu verhindern, daß der Partikelfilter durch zu hohe Regenerationstemperaturen geschädigt wird, wird im Zuge der Temperaturregelung während der Regenerationsdauer vorzugsweise die Flüssigkeitspumpe ausgeschaltet, sobald die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters während der Regenerationsdauer (Schritt g) einen vorgegebenen ersten Wert übersteigt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Ausschalten der Flüssigkeitspumpe während der Regenerationsdauer der Betrieb der Flüssigkeitspumpe gemäß vorgegebener Parameter wieder aufgenommen, solange die vorgegebene Regenerationsdauer nicht beendet ist und sobald eine der folgenden Bedingungen eintritt, die in der angegebenen Reihenfolge periodisch geprüft werden: die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters liegt unterhalb eines vorgegebenen zweiten Werts, die Temperatur stomabwärts des Oxidationskatalysators unterschreitet einen vorgegebenen Mindestwert, die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters liegt nicht länger oberhalb des vorgegebenen ersten Wertes.

Auf diese Weise wird verhindert, daß dem Abgasstrom während der Regenerationsdauer eine zu geringe Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, die die Regeneration beeinträchtigen würde.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein PID-Regler zur Regelung der Temperatur während der Regenerationsdauer (Schritt g) eingesetzt, sofern die Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators innerhalb eines vorgegebenen Regelungsintervalls liegt. Ein solcher PID-Regler bietet den Vorteil einer schnelleren Temperaturregelung als eine Regelung allein durch Variation der eingebrachten Flüssigkeitsmenge. Als Regelungsparameter wird die Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators, also unmittelbar stromaufwärts des Partikelfilters, herangezogen.

Um eine durch systembedingte Schwingungsvorgänge hervorgerufene „überregelung" des PID-Reglers zu verhindern, sollte nach jedem

Regelungsvorgang des PID-Reglers eine überprüfung erfolgen, ob die

Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators noch innerhalb des vorgegebenen Regelungsintervalls liegt.

Vorzugsweise wird bei der Variante mit PID-Regelung nach dem Ausschalten der Flüssigkeitspumpe während der Regenerationsdauer der Betrieb der

Flüssigkeitspumpe gemäß vorgegebener Parameter wieder aufgenommen, falls die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters unterhalb eines vorgegebenen zweiten Wertes liegt und die Temperatur stromabwärts des

Oxidationskatalysators außerhalb des vorgegebenen Regelungsintervalls für den PID-Regler liegt. Dies gilt natürlich wiederum nur für die Zeitdauer der

Regeneration.

Zusätzlich kann während des Betriebs des Heizelements der durch das Heizelement fließende Strom überwacht werden.

Es versteht sich von selbst, daß der Regenerationsvorgang nur bei laufendem Motor eingeleitet wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:

- Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abgasanlage;

- Figur 2a ein Flußdiagramm eines ersten Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens;

- Figur 2b ein Flußdiagramm eines direkt an den ersten Teil anschließenden zweiten Teils des erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer ersten Variante; - Figur 2c ein Flußdiagramm des dritten Teils des erfindungsgemäßen

Verfahrens, der unmittelbar an den zweiten Teil anknüpft; und

- Figur 3 ein Flußdiagramm eines alternativen zweiten Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens, der anstelle des Teils aus Figur 2b treten kann.

Figur 1 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor 10 eines Kraftfahrzeugs und eine nachgeschaltete Abgasanlage 12. Insbesondere handelt es sich bei dem Verbrennungsmotor 10 um einen Dieselmotor. Die Abgasanlage 12 weist eine Abgasleitung 14 auf, die zu einem Partikelfilter 16 mit vorgeschaltetem

Oxidationskatalysator 18 führt. Stromaufwärts des Oxidationskatalysators 18 ist eine Verdampfungseinheit 20 vorgesehen, die ein in einem Gehäuse 22 angeordnetes Heizelement 24, hier in Form einer Glühkerze, sowie eine

Flüssigkeitszuführung 26 mit einer regelbaren Flüssigkeitspumpe 28 aufweist.

Insbesondere handelt es sich bei der Flüssigkeitszuführung 26 um eine

Kraftstoffleitung und bei der Flüssigkeitspumpe 28 um eine Kraftstoffpumpe mit

Anschluß zum Kraftstofftank des Fahrzeugs (nicht gezeigt). Der Kraftstoff kann auch der Kraftstoffrücklaufleitung entnommen werden; in diesem Fall ist der

Kraftstoff bereits vorgewärmt.

Die Verdampfungseinheit 20 bildet einen Teil einer Regenerationsvorrichtung für den Partikelfilter 16, die weiterhin eine Regelvorrichtung 30 zur Regelung der Flüssigkeitspumpe 28 umfaßt. Auch das Heizelement 24 steht mit der Regelvorrichtung 30 in Verbindung und kann durch diese angesteuert werden. Die Regelvorrichtung 30 wiederum ist mit der Motorsteuerung 32 verbunden oder, alternativ, direkt in diese integriert.

Die Abgasanlage 12 weist weiterhin mehrere Temperatursensoren 34 auf, die ebenfalls mit der Regelvorrichtung 30 verbunden sind und die Temperatur vor und nach dem Oxidationskatalysator sowie die Temperatur nach dem Partikelfilter 16 bestimmen. Ferner können Drucksensoren (nicht gezeigt) vorgesehen sein, mittels denen sich der Gegendruck des Partikelfilters 16 bestimmen läßt.

Zur Regeneration des Partikelfilters 16 findet ein Verfahren Anwendung, das im folgenden anhand der Figuren 2a bis 2c beschrieben wird.

Nach dem Start des Verfahrens (Schritt 100) erfolgt zunächst im Schritt 101 eine überprüfung, ob der Verbrennungsmotor 10 läuft. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt keine weitere Aktivität; das Verfahren startet von neuem. Läuft der Motor, so wird im nächsten Schritt 102 der aktuelle Gegendruckwert P _DP F des Partikelfilters 16 mit Hilfe der Drucksensoren ermittelt und überprüft, ob dieser aktuelle Gegendruckwert einen vorgegebenen Grenzwert p _reg für die Regeneration überschreitet. Ist dies der Fall, so erfolgt die Feststellung eines Regenerationserfordernis (Schritt 104). Liegt der aktuelle Gegendruckwert p _DPF jedoch unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts p _reg , so wird in einem Schritt 103 überprüft, ob die seit dem letzten Regenerationsvorgang vergangene Zeit (auch als „Beladungszeit" des Partikelfilters bezeichnet) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Ist dies der Fall, wird ebenfalls mit Schritt 104 fortgefahren, ansonsten wird zum Schritt 102 zurückgesprungen.

Nachdem das Regenerationserfordernis festgestellt wurde, wird überprüft, ob die Temperatur stromaufwärts des Oxidationskatalysators 18 T _befOr e_ _D oc einen vorgegebenen Mindestwert Tng _M - _o ir übersteigt (Schritt 105). Ist dies der Fall, wird im nächsten Schritt 106 das Heizelement (bei der vorliegenden Ausführungsform die Glühkerze) eingeschaltet. Liegt die Temperatur vor dem Oxidationskatalysator unterhalb des Mindestwertes Tug _ht - _off , so wird ausgehend von Schritt 105 zu Schritt 104 zurückgesprungen.

Nach Einschalten des Heizelements wird eine vorgegebene Vorheizzeit abgewartet, indem im Schritt 107 zunächst ein Zählwert für die Vorheizzeit erhöht wird und im Schritt 108 überprüft wird, ob der Wert des Zählers für die Vorheizzeit einen Vorgabewert übersteigt. Ist dies nicht der Fall, so werden die Schritte 107 und 108 so lange wiederholt, bis schließlich der Wert für die Vorheizzeit den Vorgabewert überschreitet. Anschließend wird der Zähler für die Vorheizzeit zurückgestellt (Schritt 109) und die Flüssigkeitspumpe 28 mit einer vorgegebenen Förderleistung eingeschaltet (Schritt 110). Die Förderleistung kann dabei beispielsweise über eine Pumpfrequenz eingestellt werden.

Nach dem Einschalten der Flüssigkeitspumpe (siehe Figur 2b) wird eine vorgegebene Pumpdauer abgewartet, indem ein Zählwert für die Zeit bis zur

Messung eines Temperaturanstiegs nach dem Oxidationskatalysator 18 (alternativ auch nach dem Partikelfilter 16) vergrößert wird (Schritt 111) und anschließend überprüft wird, ob der Zählwert für die Zeit bis zur Temperaturmessung bereits einen vorgegebenen Wert übersteigt (Schritt 112). Auch die Schritte 111 und 112 werden so lange wiederholt, bis die vorgegebene Pumpdauer, die der vorgegebenen Wartezeit bis zur Temperaturmessung entspricht, erreicht wurde.

Anschließend wird der Zählwert für die Zeit bis zur Temperaturmessung auf Null gesetzt (Schritt 113) und überprüft, ob die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator 18 T _af t _8r _ _D oc erwartungsgemäß größer als die Temperatur vor dem Oxidationskatalysator T _be f _Or e_ _D oc ist (Schritt 114). Ist dies der Fall, so wird die Flüssigkeitspumpe 28 gemäß vorgegebener Parameter betrieben (Schritt 120).

Andernfalls wird ein Fehler registriert, indem der Wert eines Fehlerzählers um 1 vergrößert wird (Schritt 1 15), woraufhin überprüft wird, ob der Fehlerzählwert bereits größer als ein vorgegebener Maximalwert für registrierte Fehler ist (Schritt 116). Ist dies nicht der Fall, so setzt das Verfahren mit dem Schritt 110, nämlich dem Einschalten der Pumpe mit einer vorgegebenen Förderleistung, wieder ein. übersteigt der Fehlerzählwert jedoch bereits den vorgegebenen Maximalwert, so wird der Regenerationsvorgang abgebrochen, indem zunächst die Flüssigkeitspumpe (Schritt 117) und anschließend das Heizelement 24 ausgeschaltet wird (Schritt 118). Um den Halter des Fahrzeugs zur Reparatur bzw. Systemüberprüfung aufzufordern, wird schließlich noch eine Fehlersignallampe eingeschaltet (Schritt 119), und das Regenerationsverfahren endet mit dem Schritt 120, um bis nach einer möglichen Reparatur nicht wieder aufgenommen zu werden.

Herrscht erwartungsgemäß stromabwärts des Oxidationskatalysators 18 eine höhere Temperatur als stromaufwärts des Oxidationskatalysators, so wird, wie bereits erwähnt, die Flüssigkeitspumpe 28 gemäß vorgegebener Parameter betrieben (Schritt 121). Anschließend wird überprüft, ob die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator 18 T _a ft _θr _ _D oc einen für eine erfolgreiche Regeneration nötigen, vorgegebenen Mindestwert T _re g_ _min überschritten hat (Schritt 122). Ist dies der Fall, so wird ein Zählwert für die Regenerationsdauer, der einen vorgegebenen positiven (also von Null verschiedenen) Wert aufweist, verringert

(Schritt 123). Im darauffolgenden Schritt 124 wird überprüft, ob der Zählwert für die Regenerationsdauer gleich Null ist, also die vorgegebene Regenerationsdauer bereits erreicht wurde. Hat die Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators 18 hingegen den vorgegebenen Mindestwert T _reg _ _min noch nicht erreicht, so wird die Flüssigkeitspumpe 28 weiter betrieben, wobei die Parameter für den Pumpenbetrieb variiert werden können.

Solange das Ende der Regenerationsdauer noch nicht erreicht ist, wird im Anschluß an Schritt 124 überprüft, ob die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters T _af t _er _ _DPF einen vorgegebenen ersten Wert T _max übersteigt. Ist dies nicht der Fall, besteht also keine Gefahr, daß der Partikelfilter 16 zu heiß wird, so wird das Verfahren daraufhin ab Schritt 121 so lange weiter durchlaufen, bis die Regenerationsdauer beendet ist, was im Schritt 124 festgestellt wird.

übersteigt hingegen die Temperatur nach dem Partikelfilter 16 die vorgegebene Temperatur T _max , so wird die Flüssigkeitspumpe 28 ausgeschaltet (Schritt 126), um auf diese Weise die nach dem Partikelfilter 16 (und auch in diesem) herrschende Temperatur zu senken. Anschließend wird in einem Schritt 127 überprüft, ob die Temperatur nach dem Partikelfilter T _after _ _DPF unterhalb eines vorgegebenen zweiten Werts T _cont i _nue liegt, bis zu dem eine weitere Zufuhr von oxidierbarer Flüssigkeit zur Verdampfungseinheit 20 unkritisch ist. Liegt also die Temperatur nach dem Partikelfilter unterhalb Tcontinue. ^{so w} ' ^rc l der Betrieb der Flüssigkeitspumpe 28 gemäß vorgegebener Parameter wieder aufgenommen, und das Regenerationsverfahren wird mit Schritt 121 fortgeführt, bis die Regenerationsdauer verstrichen ist (Schritt 124). Dabei werden die Schritte 121 bis 124 und ggf. auch 125 bis 127 mehrmals durchlaufen. Liegt die Temperatur nach dem Partikelfilter nicht unterhalb des vorgegebenen zweiten Werts T _∞nt i _n ue. so wird vom Schritt 127 zum Schritt 122 weitergegangen, in dem die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator 18 mit dem für die Regeneration erforderlichen Mindestwert T _reg _ _m j _n verglichen wird, ohne daß der Betrieb der Pumpe wieder aufgenommen wird. In diesem Fall wird also der Pumpenbetrieb frühestens dann wieder aufgenommen, wenn im nochmals durchlaufenen Verfahrensschritt 125 die Temperatur nach dem Partikelfilter T _after _ _DPF unterhalb den ersten Vorgabewert T _max gesunken ist, woraufhin zu Schritt 121 gesprungen wird.

Sobald im Schritt 124 festgestellt wird, daß die vorgegebene Regenerationsdauer beendet ist, wird der Zählwert für die Regenerationsdauer auf einen Vorgabewert, der in der Regelvorrichtung 30 hinterlegt ist, gesetzt (Schritt 128), und die Flüssigkeitspumpe 28 wird ausgeschaltet (Schritt 129, siehe Figur 2c). Anschließend wird eine vorgegebene Nachheizzeit des Heizelements 24 abgewartet, indem im Verfahrensschritt 130 ein Zählwert für die Nachheizzeit erhöht und anschließend mit einem Vorgabewert verglichen wird (Schritt 131). Solange der Zählwert für die Nachheizzeit den vorgegebenen Wert nicht übersteigt, werden die Schritte 130 und 131 immer wieder ausgeführt. Sobald die vorgegebene Nachheizzeit erreicht wurde, wird das Heizelement 24, hier die Glühkerze, ausgeschaltet (Schritt 132) und der Zählwert für die Nachheizzeit gleich Null gesetzt (Schritt 133).

Anschließend wird der Zähler für die seit dem letzten Regenerationsvorgang vergangene Zeit (auch als „Beladungzeit" des Partikelfilters 16 bezeichnet) auf Null zurückgesetzt (Schritt 134), und das Verfahren springt zurück zum Start

(Schritt 100). Auf diese Weise wird eine diskontinuierliche, periodische

Regeneration des Partikelfilters 16 erreicht.

Figur 3 zeigt den mittleren Teil eines Verfahrens zur Regeneration des Partikelfilters 16 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, das sich vom bisher beschriebenen Verfahren der Figuren 2a bis 2c lediglich in der Art der Temperaturregelung während der Regenerationsdauer unterscheidet. Der in Figur 3 nicht gezeigte erste Verfahrensteil entspricht der Figur 2a, der letzte Teil entspricht der Figur 2c. Der Verfahrensteil gemäß Figur 3 ersetzt also lediglich den Teil gemäß Figur 2b.

Dabei verläuft das Verfahren gemäß der zweiten Variante bis einschließlich

Schritt 121 analog zum bereits beschriebenen Verfahren. Im anschließenden Schritt 222 wird dann ebenfalls geprüft, ob die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator 18 den vorgegebenen Mindestwert für die Regeneration T _re g_ _m i _n übersteigt. Ist dies der Fall, so wird im nächsten Schritt 223 der Zählwert für die Regenerationsdauer verringert und anschließend (Schritt 224) überprüft, ob der Zählwert für die Regenerationsdauer gleich Null, also die Regenerationsdauer bereits beendet ist.

Im Unterschied zum Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform wird im Fall, daß die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator die vorgegebene Mindesttemperatur T _reg _ _min nicht erreicht, mit Schritt 224 des Verfahrens fortgefahren. Solange die vorgegebene Regenerationsdauer nicht beendet ist, wird anschließend überprüft, ob die Temperatur nach dem Partikelfilter 16 den vorgegebenen ersten Wert T _max übersteigt. Ist dies der Fall, wird wieder die Flüssigkeitspumpe 28 ausgeschaltet (Schritt 226) und anschließend geprüft, ob die Temperatur nach dem Partikelfilter unterhalb eines zweiten Wertes T _c0nUnU8 liegt (Schritt 227). Ist dies der Fall oder wird im Schritt 225 festgestellt, daß die Temperatur nach dem Partikelfilter den vorgegebenen ersten Temperaturwert T _max nicht übersteigt, wird anschließend im Schritt 228 überprüft, ob die Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators 18 innerhalb eines vorgegebenen Regelungsintervalls, nämlich zwischen den vorgegebenen Werten T (look-up→PID, low) und T (look-up→PID, high), liegt. Ist die Temperatur nach dem Partikelfilter hingegen nicht kleiner als T _c o _ntmue , so wird das Verfahren mit dem Schritt 222 fortgeführt.

Liegt die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator im vorgegebenen Regelungsintervall, so wird ein PID-Regler, der in die Regelvorrichtung 30 integriert sein kann, zur Regelung der Temperatur eingesetzt (Schritt 229), um diese auf einen optimalen Temperaturwert für die Regeneration zu bringen. Der PID-Regler bietet dabei den Vorteil, wesentlich schneller die gewünschte Temperatur einstellen zu können, als dies über das reine Ein- und Ausschalten der Flüssigkeitspumpe 28 möglich wäre. Nach erfolgtem Regelungsvorgang 229 erfolgt im Schritt 230 eine überprüfung, ob die Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators 18 nun möglicherweise außerhalb des vorgegebenen Regelungsintervalls liegt, ob also der PID-Regler zu stark in die eine oder andere Richtung geregelt hat. Sollte dies der Fall sein, so wird zu Schritt 121 zurückgesprungen; liegt die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator jedoch noch innerhalb des Regelungsintervalls, wird mit Schritt 231 fortgefahren, der Schritt 222 entspricht, und überprüft, ob die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator 18 oberhalb der vorgegebenen Mindesttemperatur zur Regeneration T _re g_ _m i _n liegt. Ist dies der Fall, so wird der Zählwert für die Regenerationsdauer verringert und anschließend überprüft, ob dieser Zählwert gleich Null ist (Schritte 232, 233, diese entsprechen den Schritten 223 und 224).

Liegt hingegen die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator unterhalb der erforderlichen Mindesttemperatur zur Regeneration T _reg _ _m j _n , so wird von Schritt 231 direkt zu Schritt 233 gesprungen, ohne daß der Zählwert für die Regenerationsdauer verringert würde.

Solange die Regenerationsdauer nicht beendet ist, wird anschließend die

Temperatur nach dem Partikelfilter 16 dahingehend geprüft, ob sie den vorgegebenen ersten Temperaturwert T _max übersteigt (Schritt 234). Ist dies nicht der Fall, so wird mit Schritt 229, nämlich dem Regelungsvorgang durch den PID- Regler, fortgefahren, andernfalls wird die Flüssigkeitspumpe 28 ausgeschaltet (Schritt 235) und überprüft, ob die Temperatur nach dem Partikelfilter 16 unterhalb des zweiten Vorgabewerts Tc _n ti _n ue liegt (Schritt 236). Ist die Temperatur nach dem Partikelfilter geringer als T _cont muei so erfolgt ebenfalls ein Regelungsvorgang durch den PID-Regler (Schritt 229); übersteigt jedoch die Temperatur nach dem Partikelfilter 16 die Temperatur so wird mit Schritt 231 fortgefahren, nämlich der überprüfung, ob die Temperatur nach dem Oxidationskatalysator den vorgegebenen Mindestwert T _reg _ _m i _n übersteigt.

Beim Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform wird also ebenfalls die Flüssigkeitspumpe 28 immer dann ausgeschaltet, sobald die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters 16 während der Regenerationsdauer einen vorgegebenen ersten Wert T _max übersteigt. Im Unterschied zum Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform wird der Betrieb der Flüssigkeitspumpe 28 anschließend gemäß vorgegebener Parameter wieder aufgenommen, falls die Temperatur stromabwärts des Partikelfilters 16 unterhalb des vorgegebenen zweiten Wertes Tcontmue und die Temperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators 18 außerhalb des vorgegebenen Regelungsintervalls für den PID-Regler liegt.

Nach Beendigung der Regenerationsdauer, die im Schritt 233 bzw. 224 festgestellt wird, wird der Zähler für die Regenerationsdauer gleich einem in der

Regelvorrichtung vorgegebenen Wert gesetzt (Schritt 128), und das Verfahren zur Regeneration wird beendet, wie mit Bezug auf Figur 2c bereits beschrieben wurde.

Abschließend ist zu bemerken, daß es sich bei sämtlichen vorgegebenen Werten, die in der Regelvorrichtung 30 gespeichert sind, nicht um allzeit gültige

Einzelwerte handeln muß, sondern daß für jeden Vorgabewert eine Werteliste vorliegen kann, aus der je nach aktuellem Betriebszustand (aktuelle Daten aus der Motorsteuerung, momentan herrschende Temperaturen an unterschiedlichen Punkten der Abgasanlage 12 sowie weitere Parameter wie Abgasmassenstrom etc.) der diesem Betriebszustand entsprechende oder für diesen Betriebszustand geeignetste Vorgabewert ausgewählt wird.

Bezuαszeichenliste

10 Verbrennungsmotor

12 Abgasanlage

14 Abgasleitung

16 Partikelfilter

18 Oxidationskatalysator

20 Verdampfungseinheit

22 Gehäuse

24 Heizelement

26 Flüssigkeitszuführung

28 Flüssigkeitspumpe

30 Regelvorrichtung

32 Motorsteuerung

34 Temperatursensoren

100-134 Verfahrensschritte

222-236 Verfahrensschritte