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Title:
METHOD FOR REGENERATING AT LEAST ONE EXHAUST GAS AFTER-TREATMENT DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/061886
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for regenerating at least one exhaust gas after-treatment device, in particular, a particle filter of an internal combustion engine, more particularly, a multi-cylinder engine, comprising an engine braking device, provided with at least one braking valve per cylinder, preferably in addition to the inlet and outlet valves, each controlling at least one flow path opening in a common pressure reservoir (brake rail), with at least one particle filter in the exhaust system, the exhaust temperature being temporarily increased during regeneration of the particle filter by increasing the engine load. According to the invention, a regeneration of the particle filter is achieved as simply as possible, wherein the brake valve is opened at least once during a working cycle to increase the exhaust temperature during the regeneration of the particle filter.

Inventors:
SEITZ HANS FELIX (AT)
HRAUDA GABOR (AT)
KAPUS PAUL (AT)
Application Number:
PCT/EP2007/061994
Publication Date:
May 29, 2008
Filing Date:
November 07, 2007
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
SEITZ HANS FELIX (AT)
HRAUDA GABOR (AT)
KAPUS PAUL (AT)
International Classes:
F01N3/023; F01L13/06; F01N3/28; F02D9/06
Domestic Patent References:
WO2006074497A22006-07-20
Foreign References:
DE10352498A12005-06-09
EP0512246A11992-11-11
Attorney, Agent or Firm:
BABELUK, Michael (Wien, AT)
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Claims:

PATENTANSPRüCHE

1. Verfahren zur Regeneration zumindest einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere eines Partikelfilters einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, welche eine Motorbremseinrichtung, mit pro Zylinder zumindest einem, vorzugsweise zusätzlich zu Ein- und Auslassventilen vorgesehenen Bremsventil aufweist, welches jeweils zumindest einen in einen gemeinsamen Druckbehälter (Brems-Rail) mündenden Strömungsweg steuert, mit zumindest einem Partikelfilter im Abgasstrang, wobei die Abgastemperatur während der Regeneration des Partikelfilters kurzfristig durch Steigerung der Motorlast erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Abgastemperatur während der Regeneration des Partikelfilters das Bremsventil während eines Arbeitszyklus zumindest einmal geöffnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventils vor, zu Beginn und/oder während der Kompressionsphase des Zylinders zumindest einmal geöffnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil während des Expansionstaktes zumindest einmal geöffnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil im Auslasstakt geschlossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil während des Einlasstaktes zumindest einmal geöffnet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Erhöhung der Abgastemperatur bei einer öffnung des Hubventils während des Expansionstaktes der öffnungszeitpunkt nach früh verstellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgastemperatur durch Verändern der Steuerzeiten des Bremsventils, vorzugsweise des Schließzeitpunktes des Bremsventils, gesteuert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt in Abhängigkeit der Partikelbeladung und/oder der Temperatur im Abgasstrang im Bereich des Partikelfilters ermittelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt in Abhängigkeit der Motordrehzahl ermittelt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter ermittelt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Erhöhung der Abgastemperatur der Schließzeitpunkt nach früh verstellt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der öffnungszeitpunkt des Bremsventils in Abhängigkeit der Motordrehzahl ermittelt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Abgastemperatur motorkennfeldabhängig ein Basiswert für den Schließzeitpunkt bestimmt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiswert für den Schließzeitpunkt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, sowie in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter in Richtung des oberen Totpunktes der Zündung begrenzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiswert in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter erhöht oder reduziert wird.

16. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (101) mit einem Abgasreinigungssystem (103), welches zumindest einen Katalysator (104) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasströmung durch den Katalysator (104) in Abhängigkeit der Betriebszeit der Brennkraftmaschine (101) umgekehrt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator nach einer definierten Betriebszeit der Brennkraftmaschine (101) gewendet wird, wobei vorzugsweise der Katalysator (104) ausgebaut und um 180° verdreht mit umgekehrter Strömungsrichtung (S) wieder in das Abgasreinigungssystem (103) eingebaut wird.

18. Brennkraftmaschine (101) mit einem Abgasreinigungssystem, welches zumindest einen Katalysator (104) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasströmung durch den Katalysator (104) umkehrbar ist.

19. Brennkraftmaschine (101) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (104) bezüglich einer Querebene (ε), welche normal zur Strömungsrichtung (S) angeordnet ist, symmetrisch ausgebildet ist.

20. Brennkraftmaschine (101) nach Anspruch 19, wobei eine erste Einbauposition (105) für eine erste Lambdasonde stromaufwärts des Katalysators (104) und eine zweite Einbauposition (106) für eine zweite Lambdasonde stromabwärts des Katalysators (104) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Einbaupositionen (105, 106) symmetrisch bezüglich der Querebene (ε) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Einbaupositionen (105, 106) identische Einschraubgewinde für die Lambdasonden aufweisen.

2007 11 07 Fu/Sc

Description:

VERFAHREN ZUR REGENERATION ZUMINDEST EINER ABGASNACHBEHANDLUNGSEINRICHTUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration zumindest einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere eines Partikelfilters einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, welche eine Motorbremseinrichtung, mit pro Zylinder zumindest einem, vorzugsweise zusätzlich zu Ein- und Auslassventilen vorgesehenen Bremsventil aufweist, welches jeweils zumindest einen in einen gemeinsamen Druckbehälter (Brems-Rail) mündenden Strömungsweg steuert, mit zumindest einem Partikelfilter im Abgasstrang, wobei die Abgastemperatur während der Regeneration des Partikelfilters kurzfristig durch Steigerung der Motorlast erhöht wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasreinigungssystem, welches zumindest einen Katalysator aufweist. Weiters betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasreinigungssystem, welches zumindest einen Katalysator aufweist.

Eine Brennkraftmaschine mit einer Motorbremse ist beispielsweise aus der DE 34 28 626 A bekannt. Darin wird eine Viertaktbrennkraftmaschine beschrieben, welche zwei Zylindergruppen mit jeweils vier Zylindern umfasst. Jeder Zylinder weist Ladungswechselventile sowie ein Zusatzauslassventil auf, wobei im Bremsbetrieb die Zusatzauslassventile während des gesamten Bremsvorganges geöffnet sind. Weiters ist im gemeinsamen Auslasskanal der beiden Zylindergruppen eine auf einer Welle drehfest gelagerte Drosselklappe angeordnet, deren Stellung über eine Steuerstange durch eine Betätigungseinrichtung beeinflussbar ist. Nachteilig bei diesem bekannten System ist die Abhängigkeit von der Drehzahl, insbesondere eine relativ niedrige Bremsleistung im unteren Drehzahlbereich.

Weiters zeigt die DE 25 02 650 A eine ventilgesteuerte Hubkolben-Brennkraftmaschine, bei welcher während des Bremsvorganges verdichtete Luft über ein Druckluftventil in einen Speicherkessel gefördert und beim Anfahren über das gleiche Druckluftventil zur Arbeitsleistung zurückgeleitet wird.

Aus der EP 0 898 059 A ist in diesem Zusammenhang eine Dekompressionsven- til-Motorbremse bekannt, mit welcher ein Drucklufterzeuger für alle Betriebs- zustände der Brennkraftmaschine realisierbar ist. Dabei wird ein Druckluftbehälter eines Druckluftsystems über eine Bypassleitung mit komprimiertem Gas aus dem Brennraum der Zylinder befüllt. Es können ein oder mehrere Zylinder zur Belieferung des Druckluftsystems verwendet werden.

Aus der EP 0 828 061 A ist eine Motorbremse bekannt, bei welcher ein Gasaustausch zwischen den einzelnen Zylindern über das gemeinsame Abgassammel- rohr ermöglicht wird. Der Gasaustausch erfolgt über die Auslassventile der Sechszylinder-Brennkraftmaschine. Nachteilig bei dieser Motorbremse ist unter Anderem der relativ geringe erzielbare Bremsdruck.

Aus der AT 4 963 Ul ist eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine bekannt, welche zusätzlich zu den Ein- und Auslassventilen pro Zylinder ein Bremsventil aufweist. Alle Bremsventile der Brennkraftmaschine münden in einen gemeinsamen, rohr- förmigen Druckbehälter, so dass bei Betätigung der Bremsventile ein Gasaustausch zwischen den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine möglich ist. Der rohrförmige Druckbehälter weist ein Druckregelventil auf, welches in Abhängigkeit von der Stellung eines Bremsschalters oder Bremspedals mit Steuersignalen beaufschlagbar ist.

Es ist bekannt, zur Erhöhung der Abgastemperatur die Belastung der Brennkraftmaschine kurzfristig zu erhöhen. Die DE 103 49 603 Al beschreibt ein System und ein Verfahren zum Regenerieren von Filter- und Katalysatorbauteilen, wobei eine Lastbankheizvorrichtung im Auspuffsystem vorgesehen ist, die aktiviert wird, um direkt Abgase zu erwärmen, um Temperaturen zu erreichen, die zum Regenerieren und Entschwefeln benötigt werden. Die Aktivierung der Heizvorrichtung wirkt dabei als Belastung durch die vereinigte Anordnung aus Star- ter/Generator/Schwungrad/Retarder, wodurch die Last der Brennkraftmaschine erhöht wird, was weiterhin die Temperatur des Abgases steigert.

Weiters ist es aus den Veröffentlichungen EP 0 424 092 Al, JP 2002-129940 A bekannt, zur Erhöhung der Abgastemperatur während der Regeneration des Partikelfilters eine Abgasstauklappe einer Abgasbremseinrichtung zu schließen und damit die Abgastemperatur zu erhöhen.

Katalysatoren von Abgasreinigungssystemen sind bei langer Betriebszeit der Brennkraftmaschinen einem Alterungsvorgang unterworfen. Dieser Alterungsvorgang bewirkt eine zunehmende Verschlechterung der Emissionswerte, wodurch in vielen Fällen ein kostenaufwändiger Austausch von Katalysatoren erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem eigenen Bremsventil pro Zylinder, welches den Abgasstrom zu einem Brems-Rail steuert, auf möglichst einfache Weise eine Regeneration des Partikelfilters zu erreichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Einsatzzeit eines Katalysators in einem Abgasreinigungssystem zu verlängern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass zur Erhöhung der Abgastemperatur während der Regeneration des Partikelfilters das Bremsventil während eines Arbeitszyklus zumindest einmal geöffnet wird, wobei vorzugsweise das Bremsventil vor, zu Beginn und/oder während der Kompressionsphase des Zylinders zumindest einmal geöffnet wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Bremsventil während des Expansionstaktes zumindest einmal geöffnet wird, wobei vorzugsweise das Bremsventil im Auslasstakt geschlossen wird. Weiters kann vorgesehen sein, dass das Bremsventil während des Einlasstaktes zumindest einmal geöffnet wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein erstes öffnen des Bremsventils während des Expansionstaktes und ein zweites öffnen während des Einlasstaktes erfolgt. Vorzugsweise wird dabei die Abgastemperatur durch Verändern der Steuerzeiten des Bremsventils, vorzugsweise des Schließzeitpunktes des Bremsventils, gesteuert. Der Schließzeitpunkt kann dabei in Abhängigkeit der Partikelbeladung und/oder der Temperatur im Abgasstrang im Bereich des Partikelfilters ermittelt werden.

Eine besonders einfache Regulierung der Abgastemperatur kann erreicht werden, wenn der Schließzeitpunkt in Abhängigkeit der Motordrehzahl ermittelt wird. Der Schließzeitpunkt wird dabei in Abhängigkeit der Motordrehzahl, und vorzugsweise auch in Abhängigkeit des Druckes und/oder der Temperatur im Druckbehälter ermittelt. Die Einbeziehung des Druckes und/oder der Temperatur des Druckbehälters ist deshalb von Vorteil, da durch das Schließen des Bremsventils zu einem falschen Zeitpunkt die Temperatur und der Druck im Druckbehälter zu stark ansteigen und somit zu einer mechanischen Zerstörung des Bremssystems führen könnte. Deshalb ist eine Begrenzung des Schließzeitpunktes in Richtung des oberen Totpunktes der Zündung notwendig. Diese Begrenzung kann am einfachsten durch Kennfelder realisiert werden, welche die entsprechenden Grenzwerte in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, dem Druck und/oder der Temperatur im Druckbehälter beinhalten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Druck und/oder die Temperatur im Druckbehälter zu messen und Reglern zuzuführen, welche bei überschreitung eines bestimmten Grenzwertes für den Druck oder die Temperatur den Schließzeitpunkt in Richtung geringerer Abgastemperatur verändern und somit eine Reduzierung der Druck- und Temperaturbelastung herbeiführen. Möchte man die Abgastemperatur bei einer Drehzahl erhöhen, so muss - im Falle einer öffnung des Bremsventils während des Kompressionstaktes - nur der Schließzeitpunkt in Richtung früh verstellt werden. Bei einer öffnung während des Expansions- und/oder Auslasstaktes erzielt man eine Erhöhung der Abgastemperatur durch Verstellen des öffnungszeitpunktes des Bremsventils nach früh. Somit ist durch Modulation des Schließzeitpunktes und/oder des öffnungszeitpunktes des Bremsventils auf sehr einfache Weise eine Erhöhung oder eine Verringerung der Abgastemperatur möglich.

Um die beim Regenerations- und Motorbremsbetrieb im Druckbehälter entstehende Wärme gut abführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Druckbehälter über eine Kühleinrichtung gekühlt wird.

Um die Einsatzzeit eines Katalysators zu verlängern, ist vorgesehen, dass die Abgasströmung durch den Katalysator in Abhängigkeit der Betriebszeit der Brennkraftmaschine umgekehrt wird. Die Erfindung macht sich die Tatsache zu Nutzen, dass der erste Bereich des Katalysators, welcher den höchsten Temperaturspitzen ausgesetzt ist, der stärksten Alterung unterworfen ist, während Bereiche des Katalysators, welche stromabwärts dieses alterungsanfälligsten Bereiches liegen, nicht oder kaum einer Alterung unterworfen sind. Durch Umkehren der Strömungsrichtung des Katalysators könnte somit die Umsetzrate des Katalysators wieder erhöht und somit die Abgasqualität verbessert werden, ohne dass eine Erneuerung des Katalysators erforderlich wäre.

Die Alterung des Katalysators bewirkt, dass der erste Teil des Katalysators inaktiv wird. Dies führt zu einem verspäteten Anspringen des Kats (erhöhter Anspringtemperatur) nach einem Kaltstart, da der erste Teil des Kats zwar Wärme aufnimmt, aber nicht zur Konvertierung von Schadstoffen beiträgt. Nach Wenden des Kats ist der vorderste Teil des Kats wieder aktiv. Die Anspringtemperatur sinkt wieder.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Katalysator nach einer definierten Betriebszeit der Brennkraftmaschine oder nach einer bestimmten Kilometerleistung gewendet wird, wobei vorzugsweise der Katalysator ausgebaut und um 180° verdreht mit umgekehrter Strömungsrichtung wieder in das Abgasreinigungssystem eingebaut wird. Dies ermöglicht hohe Standzeiten des Katalysators. Diese Maßnahme könnte beispielsweise im Rahmen eines normalen Motorservices in einer Werkstatt durchgeführt werden. Voraussetzung dafür ist, dass der Katalysator wendbar aufgebaut ist, wobei vorzugsweise der Katalysator bezüglich einer Querebene, welche normal zur Strömungsrichtung angeordnet ist, symmetrisch ausgebildet ist.

Abgasreinigungssysteme mit Katalysatoren weisen üblicherweise Einbaupositionen für Lambdasonden stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators auf. Die Sonde stromaufwärts des Katalysators ist dabei die Regelsonde, die Sonde stromabwärts des Katalysators ist die Diagnosesonde. Das Wenden des Katalysators wird wesentlich erleichtert, wenn die erste und die zweite Einbauposition symmetrisch bezüglich der Querebene angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Einbaupositionen identische Einschraubgewinde für die Lambdasonden aufweisen. Die Lambdasonden können dabei im Abgasrohr vor, bzw. nach dem Katalysator oder im Konus vor oder nach dem Katalysator angeordnet sein.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung,

Fig. 2 ein Zylinderdruck-Kurbelwinkeldiagramm für den Regenerations- und/oder Bremsbetrieb,

Fig. 3 charakteristische Parameter in Abhängigkeit des Schließzeitpunktes für einen Betrieb,

Fig. 4 charakteristische Parameter in Abhängigkeit des Schließzeitpunktes Bremsventils für einen anderen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine,

Fig. 5 die Strategie für die Ansteuerung der Motorbremse und

Fig. 6 schematisch eine Brennkraftmaschine mit einem Abgassystem.

Die Erfindung wird am Beispiel einer 6-Zylinder-Brennkraftmaschine erläutert. Es wird aber darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren von der Zylinderzahl unabhängig ist. Der Aufbau des Motorbremssystems für die Brennkraftmaschine 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Mit Bezugszeichen 2 ist die Einspritzanlage bezeichnet, auf welche hier nicht weiter eingegangen wird.

Pro Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 ist jeweils ein in den Brennraum mündendes Bremsventil 10 vorgesehen. Damit die Brennkraftmaschine 1 auch im Bremsbetrieb eingesetzt werden kann, müssen die zusätzlich zu herkömmlichen Ein- und Auslassventilen (nicht dargestellt) angeordneten Bremsventile 10 über ein Steuergerät 4 bedient werden können. Die Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine 1 werden konventionell über Nockenwellen gesteuert. Die Bremsventile 10 im Brennraum werden hydraulisch bedient, das heißt es existiert ein hydraulischer Zwischenkreis 12, mit öltank 12a, Pumpe 12b, ölverteilerleitung 12c, Drucksensor 12d und Absteuerventil 12e, der für die Betätigung der Bremsventile 10 verantwortlich ist. Pro Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 mündet jeweils eine Hydraulikleitung 14 zum jeweiligen Bremsventil 10, wobei in jeder Hydraulikleitung 14 ein Hydraulikventil 16 angeordnet ist. Jedes Hydraulikventil 16 wird vom kombinierten Motor-Bremsensteuergerät 4 angesteuert, wodurch die Bremsleistung P B stufenlos in Abhängigkeit der Wunschbremsleistung und/oder in Abhängigkeit der zu Regeneration des Partikelfilters 32 notwendigen Abgastemperatur A TR eingestellt werden kann.

Um mit der Brennkraftmaschine 1 vom gefeuerten Betrieb in den Bremsbetrieb zu wechseln, muss zunächst die Einspritzung des Einspritzsystems 2 deaktiviert

werden. Anschließend wird durch die Hydraulikventile 16 ein Druck im Druckbehälter 18 (Brems-Rail) aufgebaut. Im eingeschwungenen Bremszustand, das heißt nach einigen Motorzyklen, stellt sich ein bestimmter Gasdruck im Druckbehälter 18 ein. Dieser Gasdruck wird hauptsächlich vom Ansteuerbeginn, der Ansteuerdauer, sowie vom Ansteuerende der Hydraulikventile 16 bestimmt. Beim Bremsbetrieb wird das zusätzliche Bremsventil 10 im Kompressionstakt der Brennkraftmaschine 1 geöffnet, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Dadurch strömt die Luft bzw. das Gas vom Druckbehälter 18 in den jeweiligen Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 ein. Das bewirkt, dass bereits zu Beginn der Kompressionsphase, wenn eine Verbindung des Brennraumes mit dem Druckbehälter 18 vorherrscht, ein höherer Druck im Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 herrscht. Wäre keine Verbindung zum Druckbehälter 18 vorhanden, würde der Ladedruck im Saugrohr der Brennkraftmaschine 1 das Druckniveau im Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 zu Beginn der Kompressionsphase bestimmen. Durch den erhöhten Anfangsdruck bzw. die erhöhte Füllung im Druckbehälter 18 ist im Verdichtungstakt eine höhere Kompressionsarbeit notwendig. Diese erhöhte Kompressionsarbeit kann beispielsweise zum Bremsen eines Fahrzeuges oder einer bewegten Masse verwendet werden.

Mit 21 ist das Gaspedal und mit 20 das Bremspedal des Fahrzeuges angedeutet, über welches der Fahrer seine Bremsanforderung a b an die Steuereinheit 4 übermittelt.

Von jedem Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 geht zumindest ein zu einem Auslasssystem 30 führender Auslasskanal 32 aus. Im Auslasssystem 30 ist zumindest ein Partikelfilter 32 angeordnet. Zur überwachung des Beladungszustandes und des Regenerationsvorganges des Partikelfilters 32 können stromauf- und stromabwärts des Partikelfilters 32 Drucksensoren 33 und/oder Temperatursensoren 34 vorgesehen sein, deren Signale an die Steuereinheit 4 geleitet werden. Wird ein erhöhter Beladungszustand des Partikelfilters 32 festgestellt, so wird der Regenerationsvorgang gestartet. Dazu wird, analog zum normalen Bremsbetrieb, durch die Hydraulikventile 16 ein Druck im Druckbehälter 18 aufgebaut. Die Steuerzeiten der Hydraulikventile 16 entspricht im Regenerationsbetrieb im Wesentlichen den Steuerzeiten des normalen Motor-Bremsbetriebes. Zum Unterschied zum normalen Motor-Bremsbetrieb wird im Regenerationsbetrieb - ohne angeforderter Bremsleistung - die Kraftstoffeinspritzung nicht ausgesetzt. Vielmehr wird zur Kompensation des Bremsmomentes die eingespritzte Kraftstoffmenge kurzfristig erhöht, um einen Leistungsabfall zu vermeiden. Durch das durch die Steuereinheit 4 vorgegebene zusätzliche Antriebsmoment wird das regenerationsbedingte Bremsmoment ausgeglichen, wodurch der Regenerationsvorgang völlig unbemerkt von den Fahrzeuginsassen stattfindet.

Fig. 2 zeigt eine typische Steuerungsstrategie für einen Bremsvorgang und/oder für einen Regenerationsvorgang des Partikelfilters 32. Die Kurve p beschreibt den Druck im Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 , die Kurve p r den Druck im Druckbehälter 18 für eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine. Deutlich erkennt man die Pulsationen des Druckes p r im Druckbehälter 18 mit einem Zündabstand von 120° Kurbelwinkel KW. Die Balken O und I zeigen die Steuerzeiten für das Auslass- bzw. Einlassventil. Der Balken für das Bremsventil 10 ist mit B bezeichnet. Das Bremsventil 10 öffnet in dieser konkreten Ausführung bei etwa 550° Kurbelwinkel KW nach dem oberen Totpunkt der Zündung ZOT und schließt bei etwa 30° Kurbelwinkel KW nach dem oberen Totpunkt der Zündung ZOT. Die Balken Bi und B 2 zeigen eine weitere öffnungsstrategie für das Bremsventil 10. Dabei findet ein erstes öffnen Bi des Bremsventils 10 zwischen etwa 90° und 210° Kurbelwinkel KW und ein zweites öffnen B 2 zwischen 360° und 540° Kurbelwinkel KW statt. Mit strichlierten Linien ist der maximale öffnungsbereich für das erste öffnen Bi angedeutet. Durch Vorverstellen des öffnungszeitpunktes während der öffnung Bi in der Expansionsphase kann die Abgastemperatur angehoben werden. Durch die zweimalige öffnung Bi, B 2 des Bremsventils 10 kommt es zu folgenden Effekten :

Der λ-Wert der Brennkraftmaschine sinkt ab, weil viel rückgeführtes Abgas generiert wird. Dadurch steigt die Abgastemperatur T A , die NO x -Emissio- nen sinken.

- Der Wirkungsgrad des Hochdruckteils nimmt ab. Dies hat den Vorteil, dass ebenfalls die Abgastemperatur steigt, da mehr Kraftstoff eingespritzt werden muss, um die Leistung konstant zu halten.

Um im Falle einer Regenerationsanforderung die Abgastemperatur über das Bremsmoment bzw. die Bremsleistung beeinflussen zu können, ist in den Figuren 3 und 4 der Zusammenhang zwischen der Bremsleistung P B und dem Schließwinkel bzw. Schließzeitpunkt α in °Kurbelwinkel KW des Bremsventils 10 bei unterschiedlichen Drehzahlen ni und n 2 dargestellt, wobei die Drehzahl ni bei dem in Fig. 3 dargestellten Betriebspunkt beispielsweise kleiner ist als die Drehzahl n 2 des bei Fig. 4 gefahrenen Betriebspunktes. Es ist zu ersehen, dass eine maximale Bremsleistung P B bzw. ein maximaler Druck p r , bzw. eine maximale Temperatur T r im Druckbehälter 18 in Fig. 3 sich bei einem Schließzeitpunkt α von etwa 38° Kurbelwinkel KW nach dem oberen Totpunkt der Zündung ZOT einstellt. Wird der Schließzeitpunkt in Richtung spät verstellt, sinkt die Bremsleistung gemäß dem gezeigten Zusammenhang mit dem Schließzeitpunkt α (ebenso sinkt im konkreten Fall die Bremsleistung P B bei einer Verschiebung in Richtung "früh"). Dieser Zusammenhang kann in der Bremsensteuerung benutzt werden, um die Bremsleistung P B entsprechend der Anforderung des Fahrers einzustellen. Wie in Fig. 4

erkennbar ist, müssen aber speziell bei niedrigen Drehzahlen gewisse Grenzbereiche eingehalten werden, damit es zu keinen unzulässig hohen Drücken p r bzw. Temperaturen T 1 - im Druckbehälter 18 kommt.

In Abbildung 5 ist eine einfache Struktur für die Realisierung der Bremsensteuerung für die Regeneration des Partikelfilters 32 dargestellt. Der Fahrer übergibt gegebenenfalls mittels Bremspedal 20 seine Bremsanforderung ab an die Steuerung. über die Sensoren 33, 34 und die Steuereinheit 4 wird der Regenerationsbedarf des Partikelfilters 32 festgestellt und gegebenenfalls ein Regenerationszyklus eingeleitet, wobei eine vordefinierte hohe Regenerations-Abgastem- peratur T AR angepeilt wird. In Abhängigkeit der Differenz δt A zwischen der aktuellen Abgastemperatur T A und der gewünschten Abgastemperatur T AR im Bereich des Partikelfilters 32 und der Bremsanforderung a b wird die Wunschbremsleistung P B bzw. das von der jeweiligen Motordrehzahl n durch das Kennfeld KFM b abhängige Wunschbremsmoment M b in die Bremssteuerungseinrichtung 4 eingelesen. Der öffnungszeitpunkt α 0 wird über eine Kennlinie Ka 0 bestimmt, die über der Motordrehzahl n aufgetragen ist. Die Vorsteuerung des Schließen des Bremsventils 10 kann über die in den Fig. 3 bzw. Fig. 4 gezeigten Zusammenhänge ermittelt werden. Die Parameter für das Kennfeld KFα c können somit über diesen Zusammenhang parametriert werden. Da durch das Schließen zu einem falschen Zeitpunkt die Temperatur T 1 - und der Druck p r im Druckbehälter 18 zu stark ansteigen und somit eine mechanische Zerstörung des Bremssystems herbeiführen könnte, muss der Schließzeitpunkt α c auf die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 abgestimmt werden. Um eine Zerstörung des Bremssystems zu vermeiden, ist es zweckmäßig, den Schließzeitpunkt α c in Richtung des oberen Totpunktes der Zündung ZOT zu begrenzen. Diese Begrenzung kann am einfachsten durch Kennfelder realisiert werden, welche die entsprechenden Grenzwerte in Abhängigkeit der Motordrehzahl n, des Bremsdruckes p r im Druckbehälter 18 und der Temperatur T r im Druckbehälter 18 beinhalten. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass der Druck p r und/oder die Temperatur T 1 - gemessen und mit jeweils einem Maximalwert p rma χ, T rmax verglichen wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist. übersteigen diese Größen einen Grenzwert, so sorgen die Regler PCTRL und TCTRL zuverlässig dafür, dass der Schließzeitpunkt α c in Richtung geringerer Bremsleistung verlegt wird, was zu einer Verringerung der Druck- und Temperaturbelastung führt. Aufgrund der Regler PCTRL bzw. TCTRL wird ein durch das Kennfeld KFα c ermittelter Basiswert α c o für den Schließzeitpunkt des Bremsventils 10 um eine Größe δα cp bzw. δα cT verändert, wodurch sich der endgültige Schließzeitpunkt α c des Bremsventils 10 ergibt.

Soll die Bremsleistung P B und/oder die Abgastemperatur T A bei einer gewissen Drehzahl n erhöht werden, so muss nur der Schließzeitpunkt α c in Richtung früh

verstellt werden. Somit ist durch Modulation des Schließzeitpunktes α c des Bremsventils 10 eine Erhöhung oder eine Verringerung der Bremsleistung P B möglich.

Voraussetzung für das korrekte Funktionieren des Systems ist, dass die entstandene Verlustwärme in den Zylindern Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 und im Druckbehälter 18 entsprechend abgeführt werden kann. In der konkreten Ausführung wurde die Verlustleistung im Zylinder Ci, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 über das Kühlwasser und im Druckbehälter 18 über einen zusätzlichen Wärmetauscher abgeführt (nicht dargestellt). Ist die Kühlung nicht ausreichend, wird in der oben beschriebenen Weise die Bremsleistung P B automatisch reduziert, um jede überhitzung des Systems zu vermeiden.

Die Fig. 6 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 101 mit einem Abgassystem 102, in welchem ein Abgasreinigungssystem 103 mit einem Katalysator 104 angeordnet ist. Der Katalysator 104 ist symmetrisch bezüglich einer normal zur Strömungsrichtung S angeordneten Querebene ε ausgebildet. Darüber hinaus sind auch die zum Beispiel im Eintritts- bzw. Austrittskonus 107, 108 des Katalysators 104 vorgesehenen Einbaupositionen 105, 106 für nicht weiter dargestellte Lambdasonden stromauf- bzw. stromabwärts des Katalysators 104 symmetrisch bezüglich der Querebene ε ausgebildet. Auch die Einschraubgewinde für die Lambdasonden sind identisch angeführt, so dass bei umgekehrten Einbau des Katalysators 104 die Lambdasonden gewechselt werden können, wobei die Funktion der stromaufwärtigen Lambdasonde als Regelsonde und der stromabwärti- gen Lambdasonde als Diagnosesonde beibehalten werden kann. Dadurch ist es möglich, den Katalysator 104 unabhängig von der Abgasströmungsrichtung S in das Abgassystem 102 einzubauen.

Nach einer definierten Kilometerleistung von beispielsweise 100.000 km wird der Katalysator 104 aus dem Abgasstrang ausgebaut und um 180° gewendet wieder eingebaut. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass das Abgas aus der Brennkraftmaschine 101 zuerst eingangsseitige Bereiche 104a des Katalysators durchströmt, welche bisher wenig oder nicht der thermischen Alterung unterworfen waren, während stark gealterte Bereiche 104b im Bereich des Katalysatoraustrittes angeordnet sind. Durch Wenden des Katalysators 104 im Auslasssystem 102 kann somit die Konvertierrate des Katalysators 104 wesentlich verbessert und die Qualität der Emissionen ohne Erneuerung des Katalysators 104 entscheidend angehoben werden.

Die Maßnahme des gewendeten Einbaues eines symmetrisch ausgebildeten Katalysators 104 kann auch beim Einsatz von gebrauchten Austauschkatalysatoren verwendet werden, welche in umgekehrter Strömungsrichtung als bisher einge-

baut werden und bildet somit eine kostengünstige Möglichkeit, um die Laufzeit der Brennkraftmaschine 101 unter Einhaltung der gesetzlichen Emissionsvorgaben ohne Einsatz eines neuen Katalysators zu verlängern.