DE4338342A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines simulierten Signals bezüglich der Abgas-, der Abgassonden- oder der Katalysatortemperatur - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines simulierten Signals bezüglich der Abgas-, der Abgassonden- oder der KatalysatortemperaturInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bil
dung eines simulierten Signals bezüglich der Abgas-, der Abgasson
den- oder der Katalysatortemperatur bei einer Brennkraftmaschine ge
mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 11.
Aus der DE 27 31 541 C3 ist es bekannt, die Abgastemperatur ausge
hend vom Lastzustand der Brennkraftmaschine nachzubilden, so daß auf
einen Temperatursensor im Abgaskanal verzichtet werden kann. Abhän
gig von der Abgastemperatur wird das Heizelement eines Sauer
stoff-Sensors angesteuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und
einer Vorrichtung der eingangs genannten Art eine möglichst genaue
Nachbildung der Abgastemperatur und/oder der Abgassondentemperatur
und/oder der Katalysatortemperatur zu erreichen.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Abgas-, die Abgasson
den- und/oder die Katalysatortemperatur relativ genau ermittelt wer
den kann und trotzdem auf den Einsatz entsprechender Temperatursen
soren verzichtet werden kann. Eine entscheidende Verbesserung zum
Stand der Technik besteht darin, daß der Einfluß von ggf. im Abgas
kanal bzw. im Katalysator vorhandener Flüssigkeit auf die Ab
gas- bzw. Abgassonden- bzw. Katalysatortemperatur berücksichtigt
wird. Wenn mit dem Auftreten von Flüssigkeit im Abgaskanal der
Brennkraftmaschine und/oder im Katalysator zu rechnen ist, werden
die nachgebildete Abgastemperatur und/oder die nachgebildete Abgas
sondentemperatur und/oder die nachgebildete Katalysatortemperatur
entsprechend beeinflußt, beispielsweise nach oben begrenzt. Bei der
Flüssigkeit handelt es sich in der Regel um Kondenswasser, das sich
in der Anfangsphase nach Starten der Brennkraftmaschine aus dem in
den Abgasen enthaltenen Wasserdampf bildet, wenn die Temperatur des
Abgaskanals bzw. des Katalysators unterhalb eines Schwellwerts
liegt. Dem Kondenswasser können Kraftstoff- oder Ölrückstände bei
gemischt sein und es kann gelöste Abgasbestandteile enthalten. Im
folgenden wird die Flüssigkeit als Kondenswasser bezeichnet, ohne
auf eventuelle Beimengungen näher einzugehen.
Als Kriterium für das Vorhandensein von Kondenswasser im Abgaskanal
und/oder im Katalysator kann ein Vergleich der seit Starten der
Brennkraftmaschine aufintegriereten Luftmenge, Luftmasse oder Kraft
stoffmenge mit einem vorgebbaren Schwellwert dienen. Solange der
Schwellwert nicht überschritten ist, ist Kondenswasser vorhanden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, einen größeren Schwell
wert vorzugeben, wenn beim letzten Lauf der Brennkraftmaschine das
Kondenswasser im Abgaskanal und/oder im Katalysator nicht vollstän
dig entfernt wurde oder wenn beim Starten der Brennkraftmaschine
die Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb einer vorgebbaren
Mindesttemperatur liegt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß spezielle Be
triebssituationen der Brennkraftmaschine, bei denen das geschilder
te Kriterium fuhr das Vorhandensein von Kondenswasser nicht anwendbar
ist, ebenfalls berücksichtigt werden. So wird beispielsweise dann
davon ausgegangen, daß im Abgaskanal und/oder im Katalysator kein
Kondenswasser vorhanden ist, wenn beim Starten der Brennkraftmaschi
ne die Temperatur der Brennkraftmaschine oberhalb einer vorgebbaren
Temperaturschwelle liegt.
Zur Nachbildung der Abgastemperatur werden im Normalbetrieb der
Brennkraftmaschine Grundwerte für die Abgastemperatur bei stationä
ren Betriebsbedingungen und im Schiebebetrieb ein vorgebbarer
Temperaturwert in ein erstes Filter eingespeist. Die Grundwerte für
die Abgastemperatur bei stationären Betriebsbedingungen werden in
Abhängigkeit von der durch die Brennkraftmaschine angesaugten Luft
menge oder Luftmasse oder der der Brennkraftmaschine zugemessenen
Kraftstoffmenge ermittelt und der für Schiebebetrieb vorgebbare
Temperaturwert wird aus einem Festwertspeicher ausgelesen. Bei einer
unbeheizten Abgassonde, die im Abgaskanal stromauf des Katalysators
angeordnet ist, entspricht die Abgassondentemperatur ungefähr der
Abgastemperatur, wobei je nach Ausführung der Abgassonde eine zeit
liche Verzögerung zu berücksichtigen ist. Ist die Abgassonde stromab
des Katalysators angeordnet, so ist statt der Abgastemperatur die
Katalysatortemperatur zur Bestimmung der Abgassondentemperatur her
anzuziehen. Bei einer beheizten Abgassonde ist in beiden Fällen zu
sätzlich die der Sonde zugeführte Heizleistung zu berücksichtigen.
Zur Nachbildung der Katalysatortemperatur werden die vom ersten Fil
ter ausgegebenen Werte für die Abgastemperatur in ein zweites Filter
eingespeist.
Die Zeitkonstanten des ersten und des zweiten Filters sind abhängig
von der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmasse oder Luft
menge oder der der Brennkraftmaschine zugemessenen Kraftstoffmenge
änderbar, so daß der zeitliche Verlauf der Abgas- bzw. der Abgasson
den- bzw. der Katalysatortemperatur sehr genau nachgebildet werden
kann.
Der Einfluß von ggf. vorhandenem Kondenswasser auf die nachgebildete
Abgas- bzw. Abgassonden- bzw. Katalysatortemperatur kann beispiels
weise durch Aktivierung entsprechender Begrenzungsfunktionen der
Filter berücksichtigt werden, so daß die nachgebildeten Temperaturen
auf vorgebbare Werte begrenzt werden, wenn im Abgaskanal der Brenn
kraftmaschine und/oder im Katalysator mit dem Vorhandensein von Kon
denswasser zu rechnen ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 das technische Umfeld, in dem die Erfindung eingesetzt wird,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Funktionsweise
des Blocks 216 aus Fig. 2, mit dem ermittelt wird, ob mit dem Vor
handensein von Kondenswasser im Abgaskanal bzw. im Katalysator zu
rechnen ist und
Fig. 4 die innere Struktur des Blocks 216 aus Fig. 2.
Die Kenntnis der Abgas und/oder der Katalysatortemperatur ist für
eine Reihe von Anwendungen von Bedeutung, beispielsweise:
Ermittlung der Temperatur, bei der der Katalysator anspringt; Er kennung der Betriebsbereitschaft einer stromab des Katalysators an geordneten Abgassonde; Schutz von im Abgaskanal angeordneten Abgas sonden vor Beschädigung durch Übertemperatur oder durch Kondenswas ser.
Ermittlung der Temperatur, bei der der Katalysator anspringt; Er kennung der Betriebsbereitschaft einer stromab des Katalysators an geordneten Abgassonde; Schutz von im Abgaskanal angeordneten Abgas sonden vor Beschädigung durch Übertemperatur oder durch Kondenswas ser.
Fig. 1 zeigt das technische Umfeld, in dem die Erfindung eingesetzt
wird. Der Brennkraftmaschine 100 wird über einen Ansaugtrakt 102
Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt und die Abgase werden in einen Ab
gaskanal 104 abgegeben. Im Ansaugtrakt 102 sind - in Stromrichtung
der angesaugten Luft gesehen - ein Luftmengenmesser oder Luftmassen
messer 106, beispielsweise ein Heißfilm-Luftmassenmesser, eine Dros
selklappe 108 mit einem Sensor 110 zur Erfassung des Öffnungswinkels
der Drosselklappe 108 und eine oder mehrere Einspritzdüsen 112 ange
bracht. Im Abgaskanal 104 sind - in Stromrichtung des Abgases gese
hen - eine erste Abgassonde 114, ein Katalysator 116 und eine zweite
Abgassonde 118 angeordnet. An der Brennkraftmaschine 100 sind ein
Drehzahlsensor 120 und ein Temperatursensor 121 angebracht. Weiter
hin besitzt die Brennkraftmaschine 100 beispielsweise vier Zündker
zen 122 zur Zündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern.
Die Ausgangssignale mL des Luftmengenmessers oder Luftmassenmessers
106, α des Sensors 110 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Dros
selklappe 108, λ1 der ersten Abgassonde 114, λ2 der zweiten Abgas
sonde 118, n des Drehzahlsensors 120 und TBKM des Temperatursensors
121 werden einem zentralen Steuergerät 124 über entsprechende Ver
bindungsleitungen zugeführt. Das Steuergerät 124 wertet die Sensor
signale aus und steuert über weitere Verbindungsleitungen die Ein
spritzdüse bzw. die Einspritzdüsen 112 und die Zündkerzen 122 an.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Am Eingang einer Kennlinie 200 liegt ein Signal mL für den Luftmas
senstrom an, das von dem in Fig. 1 dargestellten Sensor 106 ausge
geben wird. Durch einen gestrichelten Pfeil ist angedeutet, daß für
die Kennlinie 200 auch andere Eingangssignale in Frage kommen, aus
denen die Abgastemperatur abgeschätzt werden kann, beispielsweise
die pro Zeiteinheit zugemessene Kraftstoffmenge mK. Dies gilt auch
für die anderen Blöcke der Fig. 2, für die der Luftmassenstrom mL
ein Eingangssignal darstellt, ebenso für die Fig. 3 und 4. In der
Kennlinie 200 sind Grundwerte TStat für die Abgastemperatur bei
stationären Betriebsbedingungen in Abhängigkeit vom Luftmassenstrom
mL abgelegt. Der Ausgang der Kennlinie 200 ist mit einem Kontakt A
eines Schalters 202 verbunden. Ein Kontakt B des Schalters 202 ist
mit dem Ausgang eines Festwertspeichers 204 verbunden und ein Kon
takt C mit dem Eingang eines Filters 206. Der Schalter 202 verbindet
in einer Schalterstellung AC die Kontakte A und C miteinander und in
einer Schalterstellung BC die Kontakte B und C. Die Steuerung des
Schalters 202 erfolgt mittels eines Blocks 208, der erkennt, ob eine
Schubabschaltung vorliegt.
Falls eine Schubabschaltung vorliegt, steuert der Block 208 den
Schalter 202 in die Schalterstellung BC, so daß der Ausgang des
Festwertspeichers 208 mit dem Eingang des Filters 206 verbunden ist.
Im Festwertspeicher 204 ist ein Wert für die bei Schubabschaltung
vorliegende Abgastemperatur TSchub gespeichert. Wird vom Block 208
festgestellt, daß keine Schubabschaltung vorliegt, so steuert der
Block 208 den Schalter 202 in die Schalterstellung AC, so daß der
Ausgang der Kennlinie 200 mit dem Eingang des Filters 206 verbunden
ist.
Ein weiterer Eingang des Filters 206 ist mit einem Ausgang einer
Kennlinie 210 verbunden, in der Werte für die Zeitkonstante cAbg des
Filters 206 in Abhängigkeit vom Luftmassenstrom mL abgelegt sind. Am
Eingang der Kennlinie 210 liegt ein Singal mL für den Luftmassen
strom an. Am Ausgang des Filters 206 wird ein Signal TAbg für die
Abgastemperatur stromauf des Katalysators 116 bereitgestellt. Der
Ausgang des Filters 206 ist mit einem Eingang eines Filters 212 ver
bunden. Ein weiterer Eingang des Filters 212 ist mit einem Ausgang
einer Kennlinie 214 verbunden, in der Werte für die Zeitkonstante
cKat des Filters 212 in Abhängigkeit vom Luftmassenstrom mL abgelegt
sind. Am Eingang der Kennlinie 214 liegt ein Signal mL für den Luft
massenstrom an. Am Ausgang des Filters 212 wird ein Signal TKat für
die Temperatur des Katalysators 116 bereitgestellt.
Sowohl das Filter 206 als auch das Filter 212 besitzen zusätzlich zu
den bereits beschriebenen Eingängen noch je einen Steuereingang,
über den jeweils eine Begrenzungsfunktion aktiviert werden kann, die
das Ausgangssignal des Filters auf einen vorgebbaren Maximalwert be
grenzt. Die beiden Steuereingänge sind mit je einem Ausgang einer
Steuerung 216 verbunden. Die Steuerung 216 besitzt vier Eingänge. An
einem ersten Eingang liegt ein Signal TBKM fuhr die Temperatur der
Brennkraftmaschine 100 an, an einem zweiten Eingang das Signal mL
für den Luftmassenstrom, an einem dritten Eingang ein Signal n für
die Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 und an einem vierten Eingang
das Signal TKat für die Temperatur des Katalysators 116, das am Aus
gang des Filters 212 abgegriffen wird. Die Steuerung 216 ermittelt,
ob im Abgaskanal 104 stromauf des Katalysators 116 bzw. im Katalysa
tor 116 mit Kondenswasser zu rechnen ist. Ist stromauf des Katalysa
tors 116 mit Kondenswasser zu rechnen, so gibt die Steuerung 216 ein
Begrenzungssignal an das Filter 206 ab. Ist im Katalysator 116 mit
Kondenswasser zu rechnen, so gibt die Steuerung 216 ein Begrenzungs
signal an das Filter 212 ab.
Dem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild liegt folgendes Funk
tionsprinzip zugrunde:
Mit Hilfe der Kennlinie 200 wird aus dem Signal mL für den Luftmas
senstrom ein Grundwert TStat für die Abgastemperatur ermittelt. Der
Grundwert TStat gibt die Abgastemperatur stromauf des Katalysators
116 bei stationären Betriebsbedingungen an. Im Falle einer Schubab
schaltung kann die tatsächliche Abgastemperatur aber wesentlich
niedriger sein als der aus der Kennlinie 200 ausgelesene Grundwert
TStat. Deshalb wird bei einer Schubabschaltung nicht der aus der
Kennlinie 200 ausgelesene Grundwert TStat, sondern der im Festwert
speicher 204 gespeicherte Wert TSchub an das Filter 206 weitergelei
tet. Ob eine Schubabschaltung vorliegt, wird vom Block 208 erkannt,
der den Schalter 202 bei aktivierter Schubabschaltung in die Schal
terstellung BC steuert und bei deaktivierter Schubabschaltung in die
Schalterstellung AC.
Der zeitliche Verlauf der Abgastemperatur TAbg stromauf des Kataly
sators 116 wird durch das Filter 206 nachgebildet. Das Filter 206
ist üblicherweise als Tiefpaß-Filter ausgelegt, dessen Zeitkonstante
cAbg vom Luftmassenstrom mL abhängt. Diese Abhängigkeit ist in der
Kennlinie 210 abgelegt. Solange im Abgaskanal 104 stromauf des
Katalysators 116 Kondenswasser vorhanden ist, wird die Temperatur
dort nicht über einen Maximalwert von ca. 50 bis 60°C ansteigen.
Über einen Steuereingang kann das Filter 206 veranlaßt werden, nur
Temperaturwerte aus zugeben, die kleiner als der genannte Maximalwert
sind. Dies wird immer dann der Fall sein, wenn die Steuerung 216
nach entsprechender Auswertung ihrer Eingangssignale feststellt, daß
mit Kondenswasser im Abgaskanal 104 stromauf des Katalysators 116 zu
rechnen ist. Über den Steuereingang des Filters 206 wird dann die
Begrenzung aktiviert, die solange bestehen bleibt, bis nicht mehr
mit dem Vorhandensein von Kondenswasser zu rechnen ist. Einzelheiten
zum Aufbau und zur Funktionsweise der Steuerung 216 werden in den
Fig. 3 und 4 und dem dazugehörigen Text beschrieben.
Die vom Filter 206 ausgegebene Temperatur TAbg kann jeder beliebigen
Funktionseinheit zugeführt werden, die diesen Temperaturwert als
Eingangsgröße benötigt. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird die Temperatur TAbg darüber hinaus einem weiteren Filter 212
zugeführt, um auch die Temperatur TKat des Katalysators 116 zu er
mitteln. Falls die Temperatur TKat des Katalysators 116 nicht beno
tigt wird, können das Filter 212 und auch die Kennlinie 214 entfal
len. Das Filter 212 ist in der Regel ebenfalls als Tiefpaß-Filter
ausgebildet und soll den zeitlichen Verlauf der Erwärmung des Kata
lysators nachbilden. Das Filter 212 besitzt eine vom Luftmassenstrom
mL abhängige Zeitkonstante cKat, die mit Hilfe der Kennlinie 214 er
mittelt wird. Auch beim Filter 212 ist eine Begrenzung der ausgege
benen Temperaturwerte auf eine Temperatur von ca. 50 bis 60°C vor
gesehen. Diese Begrenzung wird von der Steuerung 216 dann aktiviert,
wenn diese feststellt, daß im Katalysator 116 mit Kondenswasser zu
rechnen ist. Die von dem Filter 212 ausgegebene Temperatur TKat kann
in beliebige Funktionseinheiten eingespeist werden, die diese
Temperatur als Eingangsgröße benötigen.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung des internen Aufbaus der
Steuerung 216 aus Fig. 2. Am Signaleingang eines Integrators 300
liegt das Signal mL für den Luftmassenstrom an. Der Integrator 300
integriert dieses Signal und stellt an seinem Ausgang ein Signal mLI
für die integrierte Luftmasse bereit. Über einen Steuereingang kann
der Integrator 300 zurückgesetzt werden. Der Steuereingang ist mit
dem Ausgang einer Erkennungsstufe 302 verbunden, die erkennt, wenn
die Brennkraftmaschine 100 gestartet wird. Am Eingang der Erken
nungsstufe 302 liegt das Signal n für die Drehzahl der Brennkraftma
schine 100 an. Der Ausgang des Integrators 300 ist sowohl mit einem
ersten Eingang eines Vergleichers 304 als auch mit eine ersten Ein
gang eines Vergleichers 306 verbunden. Der zweite Eingang des Ver
gleichers 304 ist mit dem Ausgang eines Festwertspeichers 308 ver
bunden, in dem ein Schwellwert Abg1 abgelegt ist. Der Schwellwert
Abg1 wird so dimensioniert, daß im Abgaskanal stromauf des Katalysa
tors 116 in der Regel gerade kein Kondenswasser mehr vorhanden ist,
wenn die seit Starten der Brennkraftmaschine 100 aufintegrierte
Luftmasse mLI den Schwellwert Abg1 überschreitet. Ob diese Über
schreitung vorliegt, wird im Vergleicher 304 festgestellt. Der Ver
gleicher 304 vergleicht das Signal mLI mit dem Wert Abg1 und stellt
an seinem Ausgang ein Signal bereit, wenn mLI größer als Abg1 ist.
Dieses Signal wird an den Steuereingang des Filters 206 aus Fig. 2
weitergeleitet und bewirkt daß die Begrenzungsfunktion des Filters
206 deaktiviert wird, das heißt, ab sofort kann die nachgebildete
Abgastemperatur TAbg stromauf des Katalysators 116 über den Grenz
wert von ca. 50 bis 60°C ansteigen, da in diesem Bereich nicht mehr
mit Kondenswasser zu rechnen ist. Der zweite Eingang des Verglei
chers 306 ist mit dem Ausgang eines Festwertspeichers 310 verbunden,
in dem ein Schwellwert Kat1 abgelegt ist. Der Schwellwert Kat1 ist
so dimensioniert, daß dann, wenn die seit Starten der Brennkraftma
schine 100 aufintegrierte Luftmasse mLI den Schwellwert Kat1 über
schreitet, in der Regel gerade kein Kondenswasser mehr im Katalysa
tor 116 vorhanden ist. Das überschreiten des Schwellwerts Kat1 wird
mit Hilfe des Vergleichers 306 festgestellt, der dann ein Signal an
den Steuereingang des in Fig. 2 abgebildeten Filters 212 abgibt und
dadurch die Begrenzung des Filters 212 auf eine Temperatur von ca.
50 bis 60°C aufhebt.
In Fig. 4 sind zusätzliche Details der in Fig. 3 abgebildeten
Prinzipdarstellung gezeigt. Zusätzlich zu dem in Fig. 3 bereits Be
schriebenen ist in Fig. 4 beispielsweise eine Funktion dargestellt,
die größere Schwellwerte Abg2 bzw. Kat2 für die seit Starten der
Brennkraftmaschine 100 aufintegrierte Luftmasse mLI auswählt, wenn
beim letzten Lauf der Brennkraftmaschine 100 das Kondenswasser im
Katalysator nicht vollständig verdampft wurde und somit von einer
größeren Menge an Kondenswasser im Abgaskanal 104 bzw. im Katalysator
116 auszugehen ist. Weiterhin ist im Blockschaltbild der Fig. 4 ei
ne Funktion vorgesehen, die die größeren Schwellwerte Abg2 bzw. Kat2
auch dann auswählt, wenn die Temperatur TBKM der Brennkraftmaschine
100 beim Start besonders niedrig ist. Außerdem ist noch eine
Funktion vorgesehen, die die Begrenzungsfunktion der in Fig. 2 ab
gebildeten Filter 206 und 212 bereits beim Starten der Brennkraftma
schine 100 deaktiviert, falls die Temperatur TBKM der Brennkraftma
schine 100 beim Starten besonders hoch ist. Einzelheiten zur Reali
sierung der eben genannten Funktionen werden im folgenden beschrie
ben:
Die Blöcke, die bereits in Fig. 3 dargestellt sind, erhalten die
dort verwendeten Bezugszeichen. Am ersten Eingang des Integrators
300 liegt das Signal mL für den Luftmassenstrom an. Der zweite Ein
gang des Integrators 300 ist mit dem Ausgang der Erkennungsstufe 302
verbunden, an deren Eingang die Drehzahl n anliegt. Die Erkennungs
stufe 302 erkennt, wenn die Brennkraftmaschine 100 gestartet wird
und gibt ein entsprechendes Signal aus. Der Ausgang des Integrators
300 ist mit dem ersten Eingang des Vergleichers 304 und dem ersten
Eingang des Vergleichers 306 verbunden. Über diese Verbindungslei
tung wird den Vergleichern 304 und 306 die seit Starten der Brenn
kraftmaschine 100 aufintegrierte Luftmasse mLI zugeführt. Der zweite
Eingang des Vergleichers 304 kann über einen Schalter 400 wahlweise
mit dem Ausgang des Festwertspeichers 308 (Schalterstellung DE) oder
mit dem Ausgang eines Festwertspeichers 402 (Schalterstellung DF)
verbunden werden. Im Festwertspeicher 308 ist der Schwellwert Abg1
abgelegt und im Festwertspeicher 402 der Schwellwert Abg2. Der zwei
te Eingang des Vergleichers 306 kann über einen Schalter 404 wahl
weise mit dem Ausgang des Festwertspeichers 310 (Schalterstellung
GH) oder mit dem Ausgang eines Festwertspeichers 406 (Schalterstel
lung GI) verbunden werden. Im Festwertspeicher 310 ist der Schwell
wert Kat1 gespeichert und im Festwertspeicher 406 der Schwellwert
Kat2.
Der Ausgang des Vergleichers 304 ist mit dem ersten Eingang eines
ODER-Glieds 408 verbunden, der Ausgang des Vergleichers 306 mit dem
ersten Eingang eines ODER-Glieds 410. Die zweiten Eingänge der
ODER-Glieder 408 und 410 sind miteinander und mit dem Ausgang eines
logischen Schaltelements 412 verbunden. Der erste Eingang des logi
schen Schaltelements 412 ist mit dem ersten Eingang eines weiteren
logischen Schaltelements 414 und mit dem Ausgang der Erkennungsstufe
302 verbunden. Der zweite Eingang des logischen Schaltelements 412
ist mit dem Ausgang eines Vergleichers 416 verbunden. Wenn beim
Starten der Brennkraftmaschine 100, das durch ein Signal am Ausgang
der Erkennungsstufe 302 angezeigt wird, der Vergleicher 416 ein
Signal liefert, wird vom logischen Schaltelement 412 solange ein
Signal ausgegeben, bis die Brennkraftmaschine wieder abgestellt
wird. Wird dagegen beim Starten der Brennkraftmaschine vom Verglei
cher 416 kein Signal ausgegeben, dann liefert das logische Schalt
element 412 am Ausgang ebenfalls kein Signal.
Der Vergleicher 416 besitzt zwei Eingänge, wobei der erste Eingang
mit dem Ausgang eines Festwertspeichers 418 verbunden ist und der
zweite Eingang sowohl mit dem ersten Eingang eines Vergleichers 420
als auch mit dem Sensor 121 zur Erfassung der Temperatur TBKM der
Brennkraftmaschine 100. Der zweite Eingang des Vergleichers 420 ist
mit dem Ausgang eines Festwertspeichers 422 verbunden. Im Festwert
speicher 422 ist ein Schwellwert T1 für die Temperatur TBKM der
Brennkraftmaschine 100 abgelegt und im Festwertspeicher 418 ein
Schwellwert T2. Der Vergleicher 416 vergleicht die Temperatur TBKM
der Brennkraftmaschine 100 mit dem Schwellwert T2 und gibt am Aus
gang ein Signal aus, falls TBKM größer ist als T2. Der Vergleicher
420 vergleicht die Temperatur TBKM der Brennkraftmaschine 100 mit
dem Schwellwert T1 und gibt am Ausgang ein Signal aus, wenn TBKM
kleiner ist als T1. Der Ausgang des Vergleichers 420 ist mit dem
ersten von zwei Eingängen eines ODER-Glieds 424 verbunden. Der zwei
te Eingang des ODER-Glieds 424 ist mit dem Ausgang eines Inverters
426 verbunden, dessen Eingang mit dem Ausgang eines Speichers 428
verbunden ist. Im Speicher 428 ist gespeichert, ob beim letzten Lauf
der Brennkraftmaschine 100 das Kondenswasser im Katalysator 116
vollständig verdampft wurde. Falls dies der Fall ist, liefert der
Speicher 428 an seinem Ausgang ein Signal. Der Eingang des Speichers
428 ist mit dem Ausgang des ODER-Glieds 410 verbunden. Das
ODER-Glied 424 liefert an seinem Ausgang ein Signal, wenn der Inver
ter 426 oder der Vergleicher 420 ein Signal liefert. Liegt beim
Starten der Brennkraftmaschine 100 am Ausgang des ODER-Glieds 424
ein Signal an, so steuert das logische Schaltelement 414 den Schal
ter 400 in die Schalterposition DF und den Schalter 404 in die
Schalterposition GI. Liegt dagegen beim Starten der Brennkraftma
schine am Ausgang des ODER-Glieds 424 kein Signal an, so steuert das
logische Schaltelement 414 den Schalter 400 in die Schalterposition
DE und den Schalter 404 in die Schalterposition GH. Am Ausgang des
ODER-Glieds 424 liegt in den folgenden beiden Betriebssituationen
der Brennkraftmaschine 100 ein Signal an:
- 1. Wenn der Vergleicher 420 feststellt, daß die Temperatur TBKM der Brennkraftmaschine 100 kleiner ist als der im Speicher 422 gespei cherte Schwellwert T1, das heißt, wenn die Brennkraftmaschine 100 sehr kalt ist.
- 2. Wenn im Speicher 428 gespeichert ist, daß beim letzten Lauf der Brennkraftmaschine das Kondenswasser im Abgaskanal 104 und/oder im Katalysator 116 nicht vollständig verdampft wurde.
In beiden Betriebssituationen ist ein größerer Schwellwert für die
seit Starten der Brennkraftmaschine integrierte Luftmasse mLI anzu
setzen und folglich steuert das logische Schaltelement 414 die
Schalter 400 bzw. 404 so an, daß für die Vergleiche in den Verglei
chern 304 bzw. 306 die größeren Schwellwerte Abg2 bzw. Kat2 herange
zogen werden.
In einer anderen Betriebssituation ist beim Starten der Brennkraft
maschine 100 die Temperatur TBKM noch so hoch, daß nicht mit dem
Vorhandensein von Kondenswasser im Abgaskanal 104 und/oder im Kata
lysator 116 zu rechnen ist. In dieser Betriebssituation stellt der
Vergleicher 416 fest, daß die Temperatur TBKM der Brennkraftmaschine
100 größer ist als die im Festwertspeicher 418 abgelegte Temperatur
T2 und gibt ein Signal an das logische Schaltelement 412 aus.
Gleichzeitig wird von der Erkennungsstufe 302 erkannt, daß die
Brennkraftmaschine 100 gestartet wird und folglich ebenfalls ein
Signal an das logische Schaltelement 412 ausgegeben. Das logische
Schaltelement 412 gibt daraufhin ein Signal an die beiden
ODER-Glieder 408 und 410 aus, die ihrerseits veranlassen, daß die
Begrenzungsfunktionen der Filter 206 und 212 deaktiviert werden.
Wenn also bereits ab dem Start der Brennkraftmaschine 100 nicht mit
Kondenswasser im Abgaskanal 104 und/oder im Katalysator 116 zu rech
nen ist, werden die Begrenzungsfunktionen der Filter 206 und 212 so
fort aufgehoben, das heißt, die von den Filtern ausgegebenen Tempe
raturen TAbg bzw. TKat leiten sich aus den von der Kennlinie 200
bzw. vom Festwertspeicher 204 abgegebenen Werte ab.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann um weitere Kriterien für das
Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Kondenswasser im Abgaska
nal 104 der Brennkraftmaschine 100 bzw. im Katalysator 116 ergänzt
werden. Je nach Anwendungsfall können die obengenannten Kriterien
auch gegen andere geeignete Kriterien ausgetauscht werden.
Claims (11)
1. Verfahren zur Bildung eines simulierten Signals (TAbg, TKat) be
züglich der Abgas-, der Abgassonden- oder der Katalysatortemperatur
bei einer Brennkraftmaschine (100) ausgehend von Betriebskenngrößen,
dadurch gekennzeichnet, daß als eine der Betriebskenngrößen wenig
stens ein Flüssigkeitssignal berücksichtigt wird, das angibt, daß
mit dem Auftreten von Flüssigkeit im Abgaskanal (104) der Brenn
kraftmaschine (100) und/oder im Katalysator (116) zu rechnen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüs
sigkeitssignal erzeugt wird, solange die seit Starten der Brenn
kraftmaschine aufintegrierte Luftmenge oder Luftmasse (mLI) oder
Kraftstoffmenge (mKI) unterhalb eines vorgebbaren Schwellwerts
(Abg1, Kat1) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein größe
rer Schwellwert (Abg2, Kat2) vorgegeben wird, wenn beim letzten Lauf
der Brennkraftmaschine (100) die Flüssigkeit im Abgaskanal (104)
und/oder im Katalysator (116) nicht vollständig entfernt wurde oder
wenn beim Starten der Brennkraftmaschine (100) die Temperatur (TBKM)
der Brennkraftmaschine unterhalb einer vorgebbaren Mindesttemperatur
(T1) liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Erzeugung des Flüssigkeitssignals verhindert
wird, wenn beim Starten der Brennkraftmaschine (100) die Temperatur
(TBKM) der Brennkraftmaschine (100) oberhalb einer vorgebbaren
Temperaturschwelle (T2) liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Bildung des simulierten Signals (TAbg) bezüg
lich der Abgas- oder Abgassondentemperatur im Normalbetrieb der
Brennkraftmaschine (100) Grundwerte (TStat) für die Abgastemperatur
bei stationären Betriebsbedingungen und im Schiebebetrieb ein vor
gebbarer Temperaturwert (TSchub) in ein erstes Filter (206) einge
speist werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grund
werte (TStat) für die Abgastemperatur bei stationären Betriebsbedin
gungen in Abhängigkeit vom durch die Brennkraftmaschine (100) ange
saugten Luftmengenstrom oder Luftmassenstrom (mL) oder der pro Zeit
einheit zugemessenen Kraftstoffmenge (mK) ermittelt werden und der
vorgebbare Temperaturwert (TSchub) aus einem Festwertspeicher (204)
ausgelesen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß zur Bildung des simulierten Signals (TKat) bezüglich der
Katalysatortemperatur die vom ersten Filter (206) ausgegebenen Werte
(TAbg) für die Abgastemperatur in ein zweites Filter (212) einge
speist werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Zeitkonstante (cAbg) des ersten Filters (206) und gege
benenfalls die Zeitkonstante (cKat) des zweiten Filters (212) abhän
gig vom durch die Brennkraftmaschine (100) angesaugten Luftmassen
strom oder Luftmengenstrom (mL) oder der pro Zeiteinheit zugemesse
nen Kraftstoffmenge (mK) änderbar sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß das Flüssigkeitssignal über einen Steuereingang des ersten
(206) und/oder des zweiten Filters (212) eine Begrenzung aktivieren
kann, die die vom ersten Filter (206) ausgegebenen Werte (TAbg) für
die Abgas- oder Abgassondentemperatur und/oder die vom zweiten Fil
ter (212) ausgegebenen Werte (TKat) für die Katalysatortemperatur
begrenzt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß es sich bei der Flüssigkeit im Abgaskanal (104)
der Brennkraftmaschine (100) und/oder im Katalysator (116) um Kon
denswasser handelt, das gegebenenfalls Kraftstoff- oder Ölrückstände
oder gelöste Abgasbestandteile enthält.
11. Vorrichtung zur Bildung eines simulierten Temperatursignals
(TAbg, TKat) bezüglich der Abgas-, der Abgassonden- oder der Kataly
satortemperatur bei einer Brennkraftmaschine (100) ausgehend von Be
triebskenngrößen, dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein Signalerzeugungsmittel (216) vorhanden ist zur Erzeugung we nigstens eines Flüssigkeitssignals, das angibt, daß mit dem Auftreten von Flüssigkeit im Abgaskanal (104) der Brennkraftmaschine (100) und/oder im Katalysator (116) zu rechnen ist und
- - ein Mittel (206, 212) vorhanden ist, das abhängig von wenigstens einem Flüssigkeitssignal des Signalerzeugungsmittels (216) das simu lierte Temperatursignal (TAbg, TKat) beeinflußt.
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