EP1941145A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur durchführung des verfahrens

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EP1941145A1
EP1941145A1 EP06793766A EP06793766A EP1941145A1 EP 1941145 A1 EP1941145 A1 EP 1941145A1 EP 06793766 A EP06793766 A EP 06793766A EP 06793766 A EP06793766 A EP 06793766A EP 1941145 A1 EP1941145 A1 EP 1941145A1
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EP
European Patent Office
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korr
reagent
internal combustion
combustion engine
measure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06793766A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Peck
Matthias Gaenswein
Thomas Breitbach
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections

Definitions

  • the invention is based on a method for operating an internal combustion engine, in the exhaust region, which contains an exhaust gas treatment device, at predetermined operating conditions of the internal combustion engine and / or the exhaust gas treatment device, a reagent is introduced, and of an apparatus for performing the method according to the preamble of the independent claims ,
  • the fuel is oxidized, for example, on the catalytically active surface of a catalyst.
  • oxidized for example, on the catalytically active surface of a catalyst.
  • the catalyst can also already be contained in the particle filter.
  • the fuel gets through, for example at least one post fuel injection into the exhaust region of the internal combustion engine.
  • DE 103 33 441 A1 discloses a procedure for operating a particle filter arranged in the exhaust area of an internal combustion engine, in which a lambda signal provided by a lambda sensor is used as a measure of the burnup rate of the particles during the regeneration of the particle filter. The determined measure is used to control the particle burn-off temperature with the aim of preventing overheating of the particle filter.
  • a setpoint for the lambda signal or for a change in the lambda signal is specified.
  • an intervention takes place, for example, in the position of a throttle valve, in the boost pressure of an exhaust gas turbocharger or in the determination of an exhaust gas recirculation rate.
  • an actuating element arranged on the exhaust gas duct is provided, via which a supply of fuel or of oxidizing agent to the exhaust gas flow takes place.
  • the invention is based on the object, a method for operating an internal combustion engine, in the exhaust gas region containing an exhaust treatment device, at predetermined operating conditions of the internal combustion engine and / or the exhaust gas treatment device a reagent is introduced, and to provide a device for performing the method on the one hand allow the provision of a sufficient amount of the reagent and on the other hand avoid damage to the exhaust treatment device by overdose.
  • the object is achieved by the features specified in the independent claims each.
  • the procedure according to the invention for operating an internal combustion engine, in the exhaust area of which an exhaust gas treatment device contains a reagent is introduced at predetermined operating conditions of the internal combustion engine and / or the exhaust gas treatment device provides for the determination of a correction quantity for a reagent signal, which includes the Determines the amount of reagent to be introduced into the exhaust area.
  • the correction amount is determined based on a comparison of a measure of the actual amount of the reagent in the exhaust gas area, which was introduced due to a measure for a predetermined target amount, and the measure of the target amount.
  • the procedure according to the invention makes it possible to adapt the reagent signal which defines the quantity of reagent to be introduced into the exhaust gas area.
  • the predefined measure for the setpoint quantity is corrected with the correction variable.
  • tolerances and aging phenomena of a reagent introduction device as well as flow conditions for example pressure waves of the reagent in the reagent introduction device and / or in a fuel metering device of the internal combustion engine, are taken into account and can be compensated.
  • the adaptation is based on a comparison of a measure of the actual amount of the reagent in the exhaust gas area, which was actually introduced due to a measure for a given target amount, and the measure of this target amount.
  • the procedure according to the invention avoids an underdosing which would result in an insufficient exhaust gas treatment and an overdosing which would reduce the economy and lead to a breakthrough of the reagent.
  • an impermissible load on the components arranged in the exhaust gas treatment device is avoided by an optionally occurring excess temperature as a result of an excessively high dosage of reagent.
  • the correction quantity may be a measure of the amount of reagent or a characteristic such as a time period for the reagent introduction.
  • An embodiment provides that the measure of the actual quantity is determined from a lambda signal measured in the exhaust gas region. With this measure, that of an im
  • Exhaust gas range already provided for Lambda sensor arranged lambda sensor sensor signal are additionally used to determine the measure of the actual amount. Another possibility provides for a calculation of the air ratio lambda occurring in the exhaust area.
  • This second function also takes into account the gas running times, at least in the intake region of the internal combustion engine and / or in the engine
  • An embodiment provides that the correction variable is determined within the framework of a periodically occurring learning process, which is carried out in predetermined operating states of the internal combustion engine and / or the exhaust gas treatment device.
  • the correction variable can be set, for example, in an operating state of the internal combustion engine in which an amount of fuel supplied to the internal combustion engine or a change in the fuel quantity lies within at least one limit value. With this measure can be checked whether at least approximately a stationary operation of the internal combustion engine is present.
  • the correction variable can furthermore be determined, for example, with different fuel quantities supplied to the internal combustion engine in order to be able to cover a large range of different operating states of the internal combustion engine.
  • the correction variable is set in an operating state of the internal combustion engine, which corresponds to the idling.
  • the correction quantity is determined at a pressure of the reagent under different pressures of the reagent.
  • An embodiment provides that the correction quantity is added to the measure for the desired quantity of the reagent or the setpoint quantity is multiplicatively corrected.
  • the reagent is fuel that is supplied to the internal combustion engine in at least one fuel post-injection.
  • the correction quantity is preferably determined separately for each individual post-injection fuel injection as well as for a plurality of post-injection fuel injections in the case of more than one intended post-injection fuel injection.
  • Fuel metering of the internal combustion engine occurring time-variant ratios are considered in the introduction of the reagent.
  • the reagent is introduced directly into the exhaust gas area. Also in this case, for example, fuel as
  • the erfmdungsdorfe apparatus for operating an internal combustion engine initially relates to a control device, which is prepared for carrying out the method.
  • the control unit preferably contains at least one electrical memory in which the method steps are stored as a computer program.
  • the control unit preferably contains a special memory in which the different values of the correction quantity are stored.
  • FIG. 1 shows functional blocks which are suitable for carrying out a method according to the invention for operating an internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 10, in whose intake region 11 an air intake 12 and in its exhaust gas region 13 a reagent charge device 14, a lambda sensor 15 and an exhaust gas treatment device 16 are arranged.
  • the exhaust gas treatment device 16 contains at least one catalytic converter 17 and / or a particle filter 18.
  • the exhaust gas treatment device 16 is assigned a pressure sensor 19 and a temperature sensor 20.
  • the air detection 12 outputs to a control unit 25 an air signal ms_L the internal combustion engine 10 a rotation signal n, the lambda sensor lambda signal lam, the pressure sensor 19 an exhaust gas pressure signal dp and the temperature sensor 20 an exhaust gas temperature signal te abg.
  • the control unit 25 provides a fuel signal S Rea to a fuel metering 26, in which a first pressure pl occurs, a fuel signal m_K and both the fuel metering 26 and the reagent metering device 14, in which a second pressure p2 occurs.
  • the control unit 25 contains an operating state determination 30 to which the fuel signal m_K, the rotation signal n, a regeneration signal Reg, a temperature signal te, a speed signal v and a pressure signal p are made available.
  • the operating state determination 30 outputs a learning enable signal SJ to a switch 31.
  • a regeneration control 32 which the exhaust pressure signal dp and the exhaust gas temperature signal te abg are provided and which provides the regeneration signal Reg and a measure m setpoint for a desired amount of a reagent.
  • An actual quantity determination 33 determines a measure m actual for the actual quantity of the reagent present in the exhaust gas region 13 from the lambda signal lam and the air signal ms_L.
  • a comparator 34 compares the measure m setpoint for the setpoint setpoint with the measure m actual for the actual amount of the reagent and provides a deviation dm which is supplied to a correction quantity memory 35 via the switch 31.
  • the correction amount memory 35 contains a characteristic field 36, the different
  • the correction quantity memory 35 receives the deviation dm, the dimension m setpoint for the setpoint quantity, the fuel signal m_K, the first and second pressures pl, p2, information about at least one post fuel injection Po Il, Po_I2 and the rotation signal n.
  • the correction quantity memory 35 outputs the correction quantity ti Korr, m Korr to an adder 37, which adds the correction quantity ti Korr, m Korr to the measure m Soll for the target quantity and as a result provides the reagent signal S Rea.
  • a dashed line indicates an alternative in which the measure m setpoint for the setpoint quantity is converted with a transformation 38 into a size which represents the dimension m setpoint, for example in time units.
  • the exhaust gas emitted by the internal combustion engine 10 is cleaned by the arranged in the exhaust gas region 13 exhaust treatment device 16 of at least one undesired exhaust gas component.
  • the exhaust treatment device 16 includes, for example, at least one catalyst 17, for example, an oxidation catalyst and / or a three-way catalyst and / or a NOx storage catalyst and / or an SCR catalyst and / or a particulate filter 18.
  • the catalyst 17 may, for example,
  • a reagent is introduced into the exhaust gas region 13.
  • an oxidizable reagent such as fuel for heating a component such as the exhaust gas treatment device 16 or for heating the exhaust gas in the exhaust gas region 13 may be provided.
  • An oxidizable reagent can react exothermically with oxygen present in the exhaust region 13.
  • the exothermic reaction takes place in the catalyst 17, wherein in addition to the heating of the exhaust gas directly a heating of the catalyst 17 occurs.
  • the reagent may further be provided, for example, for the conversion of exhaust gas components into less harmful constituents.
  • an SCR catalyst requires a reagent to convert NOx.
  • Ammonia for example, is provided as a reagent, which can be obtained from a urea-water solution introduced into the exhaust gas region 13 or is introduced directly into the exhaust gas region 13.
  • the reagent may be provided internally.
  • the reagent may also be provided for the regeneration of, for example, NOx storage catalysts.
  • the reagent introduction device 14 is shown, which introduces the reagent directly into the exhaust gas region 13.
  • the reagent-introducing device 14 is realized, for example, as an injection valve, which sprays the reagent, which has the second pressure p 2, into the exhaust gas region 13.
  • the reagent is introduced into the internal combustion engine 10 within the engine.
  • the fuel metering 26 can be used, which includes the fuel having the first pressure pl in the
  • Cylinder of the internal combustion engine 10 injects.
  • the introduction of the reagent can be carried out, for example, with at least one post-injection fuel Po Il, Po_I2.
  • an accumulated post-injection fuel injection Po_I2 may be provided which still burns in the internal combustion engine 10, but possibly only partially contributes to the generation of torque. With this measure, in particular a heating of the exhaust gas can be achieved. Additionally or alternatively, at least one additional post-injection fuel Po_Il may be provided, in which the fuel passes unburned into the exhaust gas region 13, where it can either react exothermically and / or be used for chemical conversion processes.
  • the amount of reagent to be introduced by the fuel metering 26 and / or by the reagent delivery device 14 is determined by the reagent signal S Rea set, for example, an injection duration and optionally an injection time of a valve set.
  • the reagent is used to heat the particle filter 18.
  • the heating may be required to heat the particulate filter 18 to a temperature of for example 500 0 C - 650 0 C to initiate the regeneration process of the particulate filter 18, in which the stored particles burn independently.
  • the heating can be done for example indirectly by the exhaust gas temperature.
  • the reagent should react exothermically in the catalyst 17, which is preferably contained in the particle filter 18.
  • the particulate filter 18 is heated both indirectly and directly.
  • the regeneration control 32 can detect the requirement for regeneration of the particulate filter 18, for example, based on the differential pressure occurring at the particulate filter 18.
  • the pressure sensor 19 detects the exhaust gas pressure dp that occurs on the particulate filter 18 or on the exhaust gas treatment device 16 as a whole.
  • the regeneration control 32 further preferably takes into account the exhaust gas temperature te_abg, which is at least one measure of the temperature of the particulate filter 18.
  • An essential task of the regeneration control 32 is the output of at least the measure m setpoint for the desired quantity of the reagent.
  • the dimension m setpoint for the target quantity must be set comparatively accurately. If the setpoint is too low, the required starting temperature for regeneration of the particulate filter will not be reached. If the reagent is provided as a reagent for chemical transformations, would be too small a measure m setpoint for the desired amount, the desired implementation not or only to an insufficient extent. Too high a target amount would endanger the exhaust gas treatment device 18 with regard to an impermissible excess temperature. It should be noted that the incipient regeneration of the particulate filter 18, in which the stored particles burn, is also an exothermic reaction, which leads to a significant influence on the temperature.
  • the measure m setpoint for the setpoint quantity of the reagent can deviate from the actual amount m lst of the reagent actually present in the exhaust gas area 13.
  • the flow conditions in the reagent introduction device 14 and / or the fuel metering device 26 also have a significant influence.
  • pressure waves can arise due to the injection processes. which cause more or less reagent or fuel as it corresponds to the measure m target for the desired amount, is actually sprayed.
  • m Korr is provided, which is provided for the reagent signal S Rea, which determines the amount of reagent to be introduced into the exhaust region 13.
  • the correction quantity t.sub.cor, m.sub.cor is determined on the basis of the comparison of the measure m.sub.lst carried out in the comparator 34 for the actual amount of the reagent in the exhaust gas region 13 and the dimension m.sub.setpoint of the setpoint quantity.
  • the correction variable ti Korr, m Korr is preferably given by individual values, which are stored in the map 36 of the correction amount memory 35.
  • the actual amount m of the reagent in the exhaust region 13 is preferably determined on the basis of the lambda signal lam, which is provided by the lambda sensor 15 arranged in the exhaust region 13.
  • the lambda sensor 15 may be disposed upstream of the exhaust treatment device 16, after the exhaust treatment device 16, or at a predetermined position within the exhaust treatment device 16, which in this case includes a plurality of components such as the catalyst 17 and the particulate filter 18.
  • the lambda sensor 15 is a broadband lambda sensor that can measure a lambda that is, for example, in a range of 0.6 - 4.0.
  • the lambda sensor 15 still provides a correct lambda signal lam or at least a reproducible lambda signal lam, in spite of an optionally present high oxygen content and a simultaneously present fuel fraction and for example a presence of hydrogen
  • Dimension m can be reliably and reproducibly determined for the actual amount of the reagent in the exhaust gas region 13.
  • the air signal ms_L is taken into account in the determination.
  • the air ratio lambda in the exhaust gas area 13 can be calculated instead of a measurement with the lambda sensor 15 on the basis of known operating variables of the internal combustion engine 10, such as, for example, the air signal ms_L and the fuel signal m_K.
  • air ratio lambda is provided by another, already known, function of the function proposed here as a reference.
  • This makes it possible to directly determine the change in the air ratio lambda due to the metering of the reagent.
  • the prerequisite is that the reagent has an influence on the air ratio lambda.
  • fuel is provided as the reagent, which is either introduced directly into the exhaust region 13 or provided inside the engine by, for example, at least one post-injection of fuel.
  • a current lambda is always available independently of the gas running times in the intake region 11 of the internal combustion engine 10 and / or in the internal combustion engine 10 itself and / or in the exhaust gas region 13.
  • a change in lambda due to incorporation of the reagent may be due to the relationship:
  • a multiplicative correction factor KF can be taken into account, which results from the fact that not always complete thermodynamic equilibrium can be established at the lambda sensor 15.
  • a multiplicative correction factor KF can be taken into account, which results from the fact that not always complete thermodynamic equilibrium can be established at the lambda sensor 15.
  • the measure m lst for the actual amount of the reagent in the exhaust gas range with an accuracy of approximately 6.5%.
  • the deviation dm determined by the comparator 34 is used to determine the individual values in the map 36.
  • the determination is preferably carried out for different fuel signals m_K and / or for different pressures pl, p2 of the reagent and / or as a function of the at least one post-injection fuel injection po ll, po_I2.
  • different values are stored as a function of whether the first or the second or further post-fuel injections Po II, Po_I2 are provided individually or a plurality of post-fuel injections Po II, Po_I2 in one cycle.
  • the deviations dm are due to the different forming pressure waves in different configurations of post-fuel injections
  • Po Il, Po_I2 generally do not match. Additionally or alternatively, the individual values are stored as a function of the angle signal w, which indicates, for example, the angular position of the at least one post-fuel injection Po II, Po_I2 relative to the position of the crankshaft.
  • the individual values of the map 36 of the correction variable ti Korr, m Korr are learned and stored only in predetermined operating states of the internal combustion engine 10 and / or the exhaust gas treatment device 16.
  • the operating state determination 30 is provided, which provides the learning enable signal SJLern, which closes the switch 31.
  • the operating state determination 30 outputs the learning enable signal S Lern, for example, as a function of the fuel signal m_K. For example, it checks if that
  • Fuel signal m_K and / or a change in the fuel signal m_K is at least within at least one threshold.
  • a lower and / or upper limit may be specified.
  • the regeneration signal Reg is preferably considered, which indicates that the exhaust gas treatment device 16 is being regenerated.
  • the regeneration signal Reg is preferably considered, which indicates that the exhaust gas treatment device 16 is being regenerated.
  • the learning enable signal S von can be output as a function of the temperature signal T.
  • the temperature signal T may be, for example, the temperature of the internal combustion engine 10 and / or the temperature in the exhaust gas region 13 and / or the temperature of the lambda sensor 15.
  • the operating state determination 30 may provide the learning enable signal S Lern as a function of the driving speed v of a motor vehicle not shown in more detail, which is driven by the internal combustion engine 10. For example, can be monitored whether the vehicle speed is equal to zero, so that the idling of the engine 10 can be assumed.
  • the pressure signal p can be taken into account, which is, for example, the first and / or second pressure pl, p2 of the reagent.
  • the rotation signal n can be taken into account.
  • a measure of the load or a measure of the change in load of the internal combustion engine 10 can be obtained, in dependence of which the learning enable signal SJLern can be output.
  • the correction variable t.sub.cor, m.sub.cor is preferably added in the adder 37 to the measure m.sub.setpoint for the desired quantity of the reagent.
  • the addition has the significant advantage that, given an incorrect correction variable ti Korr, m Korr, the error is considerably smaller than it would be in the case of a multiplicative link.
  • the reagent signal S Rea can directly be a measure of the amount of the reagent.
  • the reagent signal S Rea is already a drive variable which is suitable for driving the reagent-introducing device 14 and / or the
  • the reagent signal S Rea in this case is preferably a period of time which, for example, reflects the opening time of a valve.
  • the conversion 38 is to be provided, which converts the measure m setpoint for the desired quantity of the reagent from a quantity into a time duration. Accordingly, the correction quantity memory 35 is supplied with the corresponding measure for a set time of a valve opening duration instead of the dimension m setpoint for the setpoint quantity.
  • the connection is shown in dashed lines in the figure.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), in deren Abgasber eich (13), der eine Abgasbehandlungsvorrichtung (16) enthält, bei vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (10) und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtung (16) ein Reagenzmittel eingebracht wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, bei denen eine Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) für ein Reagenzmittelsignal (S Rea), welches die in den Abgasbereich (13) einzubringende Rea- genzmittelmenge festlegt, ermittelt wird und bei dem die Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) festgelegt wird anhand eines Vergleichs eines Maßes (m Ist) für die Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich (13), die aufgrund eines Maßes (m Soll) für eine vorgegebene Sollmenge eingebracht wurde, und des Maßes (m Soll) für die Sollmenge. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht insbesondere eine exakte Einhaltung der Menge des in den Abgasbereich (13) eingebrachten Reagenzmittels in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Maß (m Soll) für die Sollmenge.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich, der eine Abgasbehandlungsvorrichtung enthält, bei vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtung ein Reagenzmittel eingebracht wird, und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Aus der DE 199 06 287 Al ist ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt geworden, in deren Abgasbereich eine Abgasbehandlungsvorrichtung angeordnet ist, die ein Partikelfilter enthält, das die im Abgas enthaltenen Partikel zurückhält. Zum ordnungsgemäßen Betreiben des Partikelfilters muss der Partikel-Beladungszustand be- kannt sein, der indirekt über den am Partikelfilter auftretenden Differenzdruck oder anhand von Modellrechnungen erfasst werden kann. Die Regeneration des Partikelfilters erfolgt durch ein Abbrennen der im Partikelfilter eingelagerten Partikeln, das in einem Temperaturbereichen von beispielsweise 500 0C - 650 0C stattfindet. Insbesondere ist vorgesehen, dass zusätzlich Kraftstoff in den Abgasbereich der Brennkraftmaschine ein- gebracht wird, der im Abgasbereich als Brennstoff exotherm mit vorhandenem Sauerstoff reagiert. Der Kraftstoff wird beispielsweise auf der katalytisch wirksamen Oberfläche eines Katalysators oxidiert. Dadurch erhöht sich einerseits die Temperatur des Katalysators und andererseits die Temperatur des hinter dem Katalysator auftretenden Abgasstroms, mit welchem das nachfolgende Partikelfilter beaufschlagt wird. Der Katalysator kann auch bereits im Partikelfilter enthalten sein. Der Kraftstoff gelangt beispielsweise durch wenigstens eine Kraftstoff-Nacheinspritzung in den Abgasbereich der Brennkraftmaschine.
Aus der DE 101 08 720 Al sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilters bekannt geworden, bei denen von wenigstens einer Betriebskenngröße ausgegangen wird, die den Zustand der Brennkraftmaschine und/oder den Zustand des Partikelfilters angibt und daraus eine Kenngröße bestimmt, welche die Intensität des Partikelabbrands beschreibt. Die Kenngröße wird mit einem Schwellenwert verglichen. Bei einem Überschreiten des Schwellenwerts werden Maßnahmen zur Verminderung der Reaktionsgeschwindigkeit eingeleitet, um eine Überhitzung des Partikelfilters zu verhindern, die auf Eingriffe abzielen, den Sauerstoffgehalt im Abgas zu vermindern.
Aus der DE 103 33 441 Al ist eine Vorgehensweise zum Betreiben eines im Abgasbe- reich einer Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilters bekannt geworden, bei der als Maß für die Abbrandgeschwindigkeit der Partikel während der Regeneration des Partikelfilters ein von einem Lambdasensor bereitgestelltes Lambdasignal herangezogen wird. Das ermittelte Maß wird zur Kontrolle der Partikel- Abbrandtemperatur eingesetzt mit dem Ziel, eine Überhitzung des Partikelfilters zu verhindern. Vorgegeben wird ein Sollwert für das Lambdasignal oder für eine Änderung des Lambdasignals. Bei einer festgestellten Abweichung zwischen Soll- und Istwert erfolgt ein Eingriff beispielsweise in die Stellung einer Drosselklappe, in den Ladedruck eines Abgasturboladers oder in die Festlegung einer Abgasrückführrate. Gemäß einer Ausgestaltung ist ein am Abgaskanal angeordnetes Stellelement vorgesehen, über das eine Zuführung von Kraftstoff oder von Oxidationsmittel zum Abgasstrom erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brenn- kraftmaschine, in deren Abgasbereich, der eine Abgasbehandlungsvorrichtung enthält, bei vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und/oder der Abgasbehand- lungsvorrichtung ein Reagenzmittel eingebracht wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die einerseits die Bereitstellung einer ausreichenden Menge des Reagenzmittels ermöglichen und andererseits eine Beschädigung der Abgasbehandlungsvorrichtung durch Überdosierung vermeiden. Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich, der eine Abgasbehandlungsvorrichtung enthält, bei vorgegebenen Be- triebszuständen der Brennkraftmaschine und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtung ein Reagenzmittel eingebracht wird, sieht die Ermittlung einer Korrekturgröße für ein Rea- genzmittelsignal vor, welches die in den Abgasbereich einzubringende Reagenzmittelmenge festlegt. Die Korrekturgröße wird festgelegt anhand eines Vergleichs eines Maßes für die Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich, die aufgrund eines Maßes für eine vorgegebene Sollmenge eingebracht wurde, und des Maßes für die Sollmenge.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht eine Adaption des Reagenzmittelsignals, welches die Menge des in den Abgasbereich einzubringenden Reagenzmittels festlegt. Das vorgegebene Maß für die Sollmenge wird mit der Korrekturgröße korrigiert. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise werden Toleranzen und Alterungserscheinungen einer Reagenzmittel-Einbringvorrichtung sowie Strömungsverhältnisse, beispielsweise Druckwellen des Reagenzmittels in der Reagenzmittel-Einbringvorrichtung und/oder in einer Kraftstoff-Zumessvorrichtung der Brennkraftmaschine, berücksichtigt und können kompensiert werden. Die Adaption beruht auf einem Vergleich eines Maßes für die Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich, die aufgrund eines Maßes für eine vorgegebene Sollmenge tatsächlich eingebracht wurde, und des Maßes für diese Sollmenge.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise vermeidet eine Unterdosierung, die eine unzureichende Abgasbehandlung zur Folge hätte, und eine Überdosierung, welche die Wirtschaftlichkeit herabsetzen und zu einem Durchbruch des Reagenzmittels führen würde. Insbesondere wird eine unzulässige Belastung der in der Abgasbehandlungsvorrichtung angeordneten Bauteile durch eine gegebenenfalls auftretende Übertemperatur infolge einer zu hohen Reagenzmittel-Dosierung vermieden.
Die Korrekturgröße kann ein Maß für die Reagenzmittelmenge oder eine Kenngröße wie beispielsweise eine Zeitdauer für die Reagenzmittel-Einbringung sein. - A -
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehens - weise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Maß für die Istmenge aus einem im Abgasbereich gemessenen Lambdasignal ermittelt wird. Mit dieser Maßnahme kann das von einem im
Abgasbereich ohnehin zur Lambdaregelung angeordneten Lambdasensor bereitgestellte Sensorsignal zusätzlich herangezogen werden zur Ermittlung des Maßes für die Istmenge. Eine andere Möglichkeit sieht eine Berechnung der im Abgasbereich auftretenden Luftzahl Lambda vor.
Besonders vorteilhaft ist eine Kombination mit einer zweiten, bereits bekannten, Software-Funktion, die im normalen Fahrbetrieb die zum jeweiligen Betriebspunkt gehörende Luftzahl Lambda ermittelt, und welche diese Information dann der hier vorgeschlagenen Funktion als Referenz zur Verfügung stellt. Berücksichtigt diese zweite Funktion auch die Gaslaufzeiten zumindest im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine und/oder in der
Brennkraftmaschine selbst und/oder in einem Abgasbereich, so lässt sich das hier vorgeschlagenen Verfahren auch im dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine verwenden.
Ein genaues Maß der Istmenge wird erhalten, wenn zusätzlich zum Lambda ein Luftsig- nal herangezogen wird, das im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine erfasst wird.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Korrekturgröße im Rahmen eines periodisch stattfindenden Lernverfahrens festgelegt wird, das in vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtung durchgeführt wird.
Die Korrekturgröße kann beispielsweise in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine festgelegt werden, bei welchem eine der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge oder eine Änderung der Kraftstoffmenge innerhalb wenigstens eines Grenzwertes liegt. Mit dieser Maßnahme kann überprüft werden, ob wenigstens näherungsweise ein stationärer Betrieb der Brennkraftmaschine vorliegt.
Die Korrekturgröße kann weiterhin beispielsweise bei unterschiedlichen der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmengen festgelegt werden, um einen großen Bereich von unterschiedlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine abdecken zu können. Insbe- sondere kann vorgesehen sein, dass die Korrekturgröße in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine festgelegt wird, der dem Leerlauf entspricht.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Korrekturgröße bei einem unter Druck stehen- den Reagenzmittel bei verschiedenen Drücken des Reagenzmittels festgelegt wird.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Korrekturgröße zu dem Maß für die Sollmenge des Reagenzmittels addiert oder die Sollmenge multiplikativ korrigiert wird.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Reagenzmittel Kraftstoff ist, der in wenigstens einer Kraftstoff-Nacheinspritzung der Brennkraftmaschine zugeführt wird. In diesem Fall wird die Korrekturgröße bei mehr als einer vorgesehenen Kraftstoff- Nacheinspritzung vorzugsweise sowohl für jede einzelne Kraftstoff-Nacheinspritzung als auch für mehrere Kraftstoff-Nacheinspritzungen separat festgelegt. Dadurch können ins- besondere durch Druckwellen in der Reagenzmittel-Einbringvorrichtung und/oder in der
Kraftstoff-Zumessvorrichtung der Brennkraftmaschine auftretende zeitvariante Verhältnisse bei der Einbringung des Reagenzmittels berücksichtigt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Reagenzmittel unmittelbar in den Abgasbereich eingebracht wird. Auch in diesem Fall kann beispielsweise Kraftstoff als
Reagenzmittel vorgesehen sein.
Die erfmdungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine betrifft zunächst ein Steuergerät, das zur Durchführung des Verfahrens hergerichtet ist. Das Steuer- gerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in dem die Verfahrensschritte als Computerprogramm abgelegt sind. Das Steuergerät enthält vorzugsweise einen speziellen Speicher, in welchem die unterschiedlichen Werte der Korrekturgröße abgelegt werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfmdungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Zeichnung Die Figur zeigt Funktionsblöcke, die zur Durchführung eines erfmdungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine geeignet sind.
Figur 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10, in deren Ansaugbereich 11 eine Lufterfassung 12 und in deren Abgasbereich 13 eine Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14, ein Lamb- dasensor 15 und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 16 angeordnet sind. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 16 enthält wenigstens einen Katalysator 17 und/oder ein Partikel- fϊlter 18. Der Abgasbehandlungsvorrichtung 16 sind ein Drucksensor 19 und ein Temperatursensor 20 zugeordnet.
Die Lufterfassung 12 gibt an ein Steuergerät 25 ein Luftsignal ms_L die Brennkraftmaschine 10 ein Drehsignal n, der Lambdasensor ein Lambdasignal lam, der Drucksensor 19 ein Abgas-Drucksignal dp und der Temperatursensor 20 ein Abgas-Temperatursignal te abg ab.
Das Steuergerät 25 stellt einer Kraftstoffzumessung 26, in der ein erster Druck pl auftritt, ein Kraftstoffsignal m_K und sowohl der Kraftstoffzumessung 26 als auch der Reagenz- mittel-Einbringvorrichtung 14, in welcher ein zweiter Druck p2 auftritt, ein Reagenzmittelsignal S Rea zur Verfügung.
Das Steuergerät 25 enthält eine Betriebszustands-Ermittlung 30, der das Kraftstoffsignal m_K, das Drehsignal n, ein Regenerationssignal Reg, ein Temperatursignal te, ein Geschwindigkeitssignal v sowie ein Drucksignal p zur Verfügung gestellt werden. Die Betriebszustands-Ermittlung 30 gibt ein Lern-Freigabesignal SJLern an einen Schalter 31 ab.
Vorgesehen ist eine Regenerationssteuerung 32, welcher das Abgas-Drucksignal dp sowie das Abgas-Temperatursignal te abg zur Verfügung gestellt werden und welche das Regenerationssignal Reg sowie ein Maß m Soll für eine Sollmenge eines Reagenzmittels bereitstellt.
Eine Istmengen-Ermittlung 33 ermittelt ein Maß m lst für die im Abgasbereich 13 vorhandene Istmenge des Reagenzmittels aus dem Lambdasignal lam und dem Luftsignal ms_L. Ein Vergleicher 34 vergleicht das Maß m Soll für die Sollmenge mit dem Maß m lst für die Istmenge des Reagenzmittels und stellt eine Abweichung dm bereit, die über den Schalter 31 einem Korrekturgrößenspeicher 35 zugeführt wird.
Der Korrekturgrößenspeicher 35 enthält eine Kennlinienfeld 36, das unterschiedliche
Werte einer Korrekturgröße ti Korr, m Korr enthält. Der Korrekturgrößenspeicher 35 erhält die Abweichung dm, das Maß m Soll für die Sollmenge, das Kraftstoffsignal m_K, den ersten und zweiten Druck pl, p2, eine Information über wenigstens eine Kraftstoff- Nacheinspritzung Po Il, Po_I2 sowie das Drehsignal n zur Verfügung gestellt. Der Kor- rekturgrößenspeicher 35 gibt die Korrekturgröße ti Korr, m Korr an einen Addierer 37 ab, der die Korrekturgröße ti Korr, m Korr zum Maß m Soll für die Sollmenge addiert und als Ergebnis das Reagenzmittelsignal S Rea bereitstellt.
Strichliniert eingetragen ist eine Alternative, bei der das Maß m Soll für die Sollmenge mit einer Umformung 38 in eine Größe umgewandelt wird, die das Maß m Soll beispielsweise in Zeiteinheiten darstellt.
Erfindungsgemäß wird folgendermaßen vorgegangen:
Das von der Brennkraftmaschine 10 emittierte Abgas wird von der im Abgasbereich 13 angeordneten Abgasbehandlungsvorrichtung 16 von wenigstens einer unerwünschten Abgaskomponente gereinigt. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 16 enthält beispielsweise wenigstens einen Katalysator 17, beispielsweise einen Oxidations-Katalysator und/oder einen Drei- Wege-Katalysator und/oder einen NOx-Speicherkatalysator und/oder einen SCR-Katalysator und/oder ein Partikelfilter 18. Der Katalysator 17 kann beispielsweise
Bestandteil des Partikelfilters 18 sein.
Die Erfindung geht davon aus, dass ein Reagenzmittel in den Abgasbereich 13 eingebracht wird. Beispielsweise kann ein oxidierbares Reagenzmittel wie Kraftstoff zur Er- wärmung einer Komponente wie beispielsweise der Abgasbehandlungsvorrichtung 16 oder zur Erwärmung des Abgases im Abgasbereich 13 vorgesehen sein. Ein oxidierbares Reagenzmittel kann mit im Abgasbereich 13 vorhandenem Sauerstoff exotherm reagieren. Gegebenenfalls findet die exotherme Reaktion im Katalysator 17 statt, wobei neben der Aufheizung des Abgases unmittelbar eine Aufheizung des Katalysators 17 auftritt. Das Reagenzmittel kann weiterhin beispielsweise zur Umwandlung von Abgaskomponenten in weniger schädliche Bestandteile vorgesehen sein. Beispielsweise benötigt ein SCR-Katalysator ein Reagenzmittel zum Umwandeln von NOx. Als Reagenzmittel ist beispielsweise Ammoniak vorgesehen, das aus einer in den Abgasbereich 13 eingebrach- ten Harnstoff- Wasser-Lösung gewonnen werden kann oder unmittelbar in den Abgasbereich 13 eingebracht wird. Alternativ kann das Reagenzmittel innermotorisch bereitgestellt werden.
Das Reagenzmittel kann darüber hinaus zur Regeneration beispielsweise von NOx- Speicherkatalysatoren vorgesehen sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14 gezeigt, welche das Reagenzmittel unmittelbar in den Abgasbereich 13 einbringt. Die Reagenz- mittel-Einbringvorrichtung 14 ist beispielsweise als ein Einspritzventil realisiert, die das Reagenzmittel, welches den zweiten Druck p2 aufweist, in den Abgasbereich 13 ein- sprüht.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Reagenzmittel innermotorisch in der Brennkraftmaschine 10 eingebracht wird. Hierzu kann die Kraftstoffzumessung 26 mitverwendet werden, welche den Kraftstoff, der den ersten Druck pl aufweist, in die
Zylinder der Brennkraftmaschine 10 einspritzt. Die Einbringung des Reagenzmittels kann beispielsweise mit wenigstens einer Kraftstoff-Nacheinspritzung Po Il, Po_I2 vorgenommen werden.
Zunächst kann eine angelagerte Kraftstoff-Nacheinspritzung Po_I2 vorgesehen sein, die noch in der Brennkraftmaschine 10 verbrennt, aber gegebenenfalls nur teilweise zur Gewinnung von Drehmoment beiträgt. Mit dieser Maßnahme kann insbesondere eine Aufheizung des Abgases erzielt werden. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eine weitere Kraftstoff-Nacheinspritzung Po_Il vorgesehen sein, bei welcher der Kraftstoff un- verbrannt in den Abgasbereich 13 gelangt, wo er entweder exotherm reagieren und/oder für chemische Umwandlungsprozesse herangezogen werden kann.
Die Menge des von der Kraftstoffzumessung 26 und/oder von der Reagenzmittel- Einbringvorrichtung 14 einzubringenden Reagenzmittels wird vom Reagenzmittelsignal S Rea festgelegt, das beispielsweise eine Einspritzdauer und gegebenenfalls einen Ein- spritzzeitpunkt eines Ventils festgelegt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass das Reagenzmittel zum Aufheizen des Partikelfilters 18 herangezogen wird. Die Aufheizung kann erforderlich sein, um das Partikelfilter 18 auf eine Temperatur von beispielsweise 500 0C - 650 0C aufzuheizen, um den Regenerationsvorgang des Partikelfilters 18 einzuleiten, bei welchem die eingelagerten Partikel selbstständig verbrennen. Die Aufheizung kann beispielsweise indirekt durch die Abgastemperatur erfolgen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Reagenzmittel exotherm im Katalysator 17 reagieren soll, der vorzugsweise im Partikelfilter 18 enthalten ist. Damit wird das Partikelfilter 18 sowohl indirekt als auch direkt beheizt.
Die Regenerationssteuerung 32 kann das Erfordernis einer Regeneration des Partikelfil- ters 18 beispielsweise anhand des am Partikelfilter 18 auftretenden Differenzdrucks de- tektieren. Zu diesem Zweck erfasst der Drucksensor 19 den Abgasdruck dp, der am Partikelfilter 18 oder an der Abgasbehandlungsvorrichtung 16 insgesamt auftritt. Die Regenerationssteuerung 32 berücksichtigt weiterhin vorzugsweise die Abgastemperatur te_abg, die zumindest ein Maß für die Temperatur des Partikelfilters 18 ist.
Eine wesentliche Aufgabe der Regenerationssteuerung 32 liegt in der Ausgabe zumindest des Maßes m Soll für die Sollmenge des Reagenzmittels. Das Maß m Soll für die Sollmenge muss vergleichsweise genau festgelegt werden. Eine zu geringe Sollmenge führt dazu, dass die erforderliche Starttemperatur zur Regeneration des Partikelfilters nicht er- reicht wird. Sofern das Reagenzmittel als Reaktionsmittel für chemische Umwandlungen vorgesehen ist, würde bei einem zu geringen Maß m Soll für die Sollmenge die gewünschte Umsetzung nicht oder nur in unzureichendem Maße stattfinden. Eine zu hohe Sollmenge würde die Abgasbehandlungsvorrichtung 18 hinsichtlich einer unzulässigen Übertemperatur gefährden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die beginnende Regenera- tion des Partikelfilters 18, bei der die eingelagerten Partikel verbrennen, ebenfalls eine exotherme Reaktion ist, die zu einer erheblichen Beeinflussung der Temperatur führt.
Anhand von Versuchen wurde festgestellt, dass das Maß m Soll für die Sollmenge des Reagenzmittels von der tatsächlich im Abgasbereich 13 vorhandenen Istmenge m lst des Reagenzmittels abweichen kann. Verantwortlich hierfür sind Toleranzen in den mechani- schen Komponenten, beispielsweise der Kraftstoffzumessung 26 und/oder der Reagenz- mittel-Einbringvorrichtung 14. Einen wesentlichen Einfluss haben auch die Strömungsverhältnisse in der Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14 und/oder der Kraftstoff- Zumessvorrichtung 26. Insbesondere können aufgrund der Einspritzvorgänge Druckwel- len entstehen, die dazu führen, dass mehr oder weniger Reagenzmittel bzw. Kraftstoff als es dem Maß m Soll für die Sollmenge entspricht, tatsächlich eingesprüht wird.
Erfindungsgemäß ist die Bereitstellung der Korrekturgröße ti Korr, m Korr vorgesehen, welche für das Reagenzmittelsignal S Rea vorgesehen ist, das die in den Abgasbereich 13 einzubringende Reagenzmittelmenge festgelegt. Die Korrekturgröße ti Korr, m Korr wird anhand des im Vergleicher 34 durchgeführten Vergleichs des Maßes m lst für die Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich 13 und des Maßes m Soll der Sollmenge festgelegt.
Die Korrekturgröße ti Korr, m Korr ist vorzugsweise durch einzelne Werte gegeben, die im Kennfeld 36 des Korrekturgrößenspeichers 35 hinterlegt sind.
Die Istmenge m lst des Reagenzmittels im Abgasbereich 13 wird vorzugsweise anhand des Lambdasignals lam ermittelt, die der im Abgasbereich 13 angeordnete Lambdasensor 15 bereitstellt. Der Lambdasensor 15 kann stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung 16, nach der Abgasbehandlungsvorrichtung 16 oder an einer vorgegebenen Position innerhalb der Abgasbehandlungsvorrichtung 16 angeordnet sein, die in diesem Fall mehrere Bauteile enthält wie beispielsweise den Katalysators 17 und den Partikelfilter 18.
Vorzugsweise handelt es sich um einen Breitband-Lambdasensor, der ein Lambda messen kann, das beispielsweise in einem Bereich von 0,6 - 4,0 liegt. Anhand von Versuchen konnte gezeigt werden, dass der Lambdasensor 15 trotz eines gegebenenfalls vorliegenden hohen Sauerstoffanteils und eines gleichzeitig vorliegenden Kraftstoffanteils und beispielsweise einer Anwesenheit von Wasserstoff dennoch ein korrektes Lambdasignal lam oder zumindest ein reproduzierbares Lambdasignal lam bereitstellt, aus welchem das
Maß m lst für die Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich 13 zuverlässig und reproduzierbar ermittelt werden kann. Bevorzugt wird das Luftsignal ms_L bei der Ermittlung mitberücksichtigt. Die Luftzahl Lambda im Abgasbereich 13 kann anstelle einer Messung mit dem Lambda- sensor 15 anhand von bekannten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10, wie beispielsweise dem Luftsignal ms_L und dem Kraftstoffsignal m_K berechnet werden.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei welcher die im Normalbetrieb zu erwartende Luftzahl Lambda von einer anderen, bereits bekannten, Funktion der hier vorgeschlagenen Funktion als Referenz zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch lässt direkt die Änderung der Luftzahl Lambda aufgrund der Dosierung des Reagenzmittels ermitteln. Voraussetzung ist, dass das Reagenzmittel einen Einfluss auf die Luftzahl Lambda hat. Das ist beispielsweise der Fall, wenn als Reagenzmittel Kraftstoff vorgesehen ist, der entweder unmittelbar in den Abgasbereich 13 eingebracht oder innermotorisch durch beispielsweise wenigstens eine Kraftstoff-Nacheinspritzung bereitgestellt wird. Dadurch steht jederzeit ein aktuelles Lambda unabhängig von den Gaslaufzeiten im Ansaugbereich 11 der Brennkraftmaschine 10 und/oder in der Brennkraftmaschine 10 selbst und/oder im Abgasbereich 13 zur Verfügung.
Eine Änderung von Lambda aufgrund der Einbringung des Reagenzmittels kann durch die Beziehung:
Delta (1 /Lambda) = (14,5 x m_Ist)/ms_L
erhalten werden, wobei gegebenenfalls ein multiplikativer Korrekturfaktor KF berücksichtigt werden kann, der sich dadurch ergibt, dass am Lambdasensor 15 nicht immer vollständig thermodynamisches Gleichgewicht hergestellt werden kann. Nimmt man bei- spielsweise eine Messgenauigkeit des Lambdasensors 15 von 4 % bezogen auf die Sauerstoffkonzentration, ein Lambda von 2 und eine Genauigkeit der Lufterfassung 12 von beispielsweise 5 % an, kann das Maß m lst für die Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich mit einer Genauigkeit von ungefähr 6,5 % ermittelt werden.
Die vom Vergleicher 34 festgestellte Abweichung dm wird dazu herangezogen, die einzelnen Werte im Kennfeld 36 festzulegen. Die Festlegung erfolgt vorzugsweise für unterschiedliche Kraftstoffsignale m_K und/oder für unterschiedliche Drücke pl, p2 des Reagenzmittels und/oder in Abhängigkeit von der wenigstens einen Kraftstoff- Nacheinspritzung po ll, po_I2. Zweckmäßigerweise werden unterschiedliche Werte in Abhängigkeit davon hinterlegt, ob die erste oder die zweite oder weitere Kraftstoff-Nacheinspritzungen Po Il, Po_I2 einzeln oder mehrere Kraftstoff-Nacheinspritzungen Po Il, Po_I2 in einem Zyklus vorgesehen sind. Die Abweichungen dm stimmen aufgrund der sich unterschiedlich ausbildenden Druckwellen bei unterschiedlichen Konfigurationen von Kraftstoff-Nacheinspritzungen
Po Il, Po_I2 im Allgemeinen nicht überein. Zusätzlich oder alternativ werden die einzelnen Werte in Abhängigkeit vom Winkelsignal w hinterlegt, das beispielsweise die Win- kellage der wenigstens einen Kraftstoff-Nacheinspritzung Po Il, Po_I2 bezogen auf die Position der Kurbelwelle angibt.
Vorzugsweise werden die einzelnen Werte des Kennfelds 36 der Korrekturgröße ti Korr, m Korr nur in vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 10 und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtung 16 gelernt und eingespeichert. Zur Ermittlung der vorgegebenen Betriebszustände ist die Betriebszustands-Ermittlung 30 vorgesehen, die das Lern-Freigabesignal SJLern bereitstellt, welches den Schalter 31 schließt. Der Schalter
31 symbolisiert eine Freigabe für die Eintragung der einzelnen Werte in das Kennlinien- feld 36.
Die Betriebszustands-Ermittlung 30 gibt das Lern-Freigabesignal S Lern beispielsweise in Abhängigkeit vom Kraftstoffsignal m_K ab. Beispielsweise wird überprüft, ob das
Kraftstoffsignal m_K und/oder eine Änderung des Kraftstoffsignals m_K zumindest innerhalb wenigstens eines Grenzwerts liegt. Beispielsweise kann eine untere und/oder eine obere Grenze vorgegeben sein. Weiterhin wird beispielsweise vorzugsweise das Regenerationssignal Reg berücksichtigt, welches anzeigt, dass die Abgasbehandlungsvorrichtung 16 gerade regeneriert wird. Vorzugsweise wird bei vorhandenem Regenerationssignal
Reg das Lern-Freigabesignal S Lern unterdrückt. Weiterhin kann das Lern- Freigabesignal S Lern in Abhängigkeit vom Temperatursignal T ausgegeben werden. Das Temperatursignal T kann beispielsweise die Temperatur der Brennkraftmaschine 10 und/oder die Temperatur im Abgasbereich 13 und/oder die Temperatur des Lambdasen- sors 15 sein.
Weiterhin kann die Betriebszustands-Ermittlung 30 das Lern-Freigabesignal S Lern in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit v eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs bereitstellen, das von der Brennkraftmaschine 10 angetrieben wird. Beispielsweise kann überwacht werden, ob die Fahrgeschwindigkeit gleich null ist, sodass vom Leerlauf der Brennkraftmaschine 10 ausgegangen werden kann.
Weiterhin kann das Drucksignal p berücksichtigt werden, wobei es sich beispielsweise um den ersten und/oder zweiten Druck pl, p2 des Reagenzmittels handelt. Alternativ oder zusätzlich kann das Drehsignal n berücksichtigt werden. Insbesondere aus dem Kraftstoffsignal m_K und/oder dem Drucksignal p und/oder dem Drehsignal n kann ein Maß für die Last oder ein Maß für die Änderung der Last der Brennkraftmaschine 10 gewonnen werden, in dessen Abhängigkeit das Lern-Freigabesignal SJLern ausgegeben werden kann.
Die Korrekturgröße ti Korr, m Korr wird vorzugsweise im Addierer 37 zum Maß m Soll für die Sollmenge des Reagenzmittels addiert. Die Addition weist gegenüber einer multiplikativen Verknüpfung den wesentlichen Vorteil auf, dass bei einer fehlerhaften Korrekturgröße ti Korr, m Korr der Fehler erheblich geringer ist, als er bei einer multiplikativen Verknüpfung wäre.
Das Reagenzmittelsignal S Rea kann unmittelbar ein Maß für die Menge des Reagenzmittels sein. Vorzugsweise ist das Reagenzmittelsignal S Rea bereits eine Ansteuergröße, die geeignet ist zum Ansteuern der Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14 und/oder der
Kraftstoffzumessung 26. Das Reagenzmittelsignal S Rea ist in diesem Fall vorzugsweise eine Zeitdauer, welche beispielsweise die Öffnungszeit eines Ventils widerspiegelt. In diesem Fall ist vor dem Addierer 37 die Umwandlung 38 vorzusehen, welche das Maß m Soll für die Sollmenge des Reagenzmittels von einer Menge in eine Zeitdauer umwan- delt. Entsprechend wird dem Korrekturgrößenspeicher 35 anstelle des Maßes m Soll für die Sollmenge das entsprechende Maß für eine Sollzeit einer Ventil-Öffnungsdauer zugeführt. Die Verbindung ist in der Figur strichliniert eingetragen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), in deren Abgasbereich (13), der eine Abgasbehandlungsvorrichtung (16) enthält, bei vorgegebenen Be- triebszuständen der Brennkraftmaschine (10) und/oder der Abgasbehandlungsvor- richtung (16) ein Reagenzmittel eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) für ein Reagenzmittelsignal (S Rea), welches die in den Abgasbereich (13) einzubringende Reagenzmittelmenge festlegt, ermittelt wird und dass die Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) festgelegt wird anhand eines Vergleichs eines Maßes (m lst) für die Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich (13), die aufgrund eines Maßes (m Soll) für eine vorgegebene
Sollmenge eingebracht wurde, und des Maßes (m Soll) für die Sollmenge.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß (m lst) für die Istmenge aus einem im Abgasbereich (13) gemessenen Lambdasignal (lam) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß (m lst) für die Istmenge aus einer im Abgasbereich (13) auftretenden berechneten Luftzahl Lambda ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß (m_Ist) für die Istmenge aus einem im Abgasbereich (13) gemessenen Lambdasignal (lam) ermittelt wird, und dass erwartete Lambda-Änderungen berechnet und zur Korrektur des gemessenen Lambdasignals (lam) herangezogen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Maßes (m lst) für die Istmenge neben der Luftzahl Lambda im Abgasbereich (13) der Brennkraftmaschine (10) ein in einem Ansaugbereich (11) der Brennkraftmaschine (10) erfasstes Luftsignal (ms_L) berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) im Rahmen eines Lernverfahrens ermittelt wird, das in vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (10) und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtung (16) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird, bei welchem eine der Brennkraftmaschine (10) zugeführte Kraftstoffmenge oder eine Änderung der Kraftstoffmenge innerhalb wenigstens eines Grenzwertes liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) bei unterschiedlichen der Brennkraftmaschine (10) zugeführten Kraftstoffmengen durchgeführt ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird, der dem Leerlauf entspricht.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgröße
(ti Korr, m Korr) bei einem unter Druck stehenden Reagenzmittel bei verschiedenen Drücken (p, pl, p2) des Reagenzmittels ermittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 , dass die Korrekturgröße (ti Korr, m Korr) zu dem Maß (m Soll) für die Sollmenge des Reagenzmittels addiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Reagenzmittel Kraftstoff vorgesehen ist, der in wenigstens einer Kraftstoff-Nacheinspritzung (P o ll, Po_I2) der Brennkraftmaschine (10) zugeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgröße (ti_Korr, m_Korr) bei mehr als einer vorgesehenen Kraftstoff-Nacheinspritzung (Po Il, Po_I2) sowohl für jede einzelne Kraftstoff-Nacheinspritzung (Po Il, Po_I2) als auch für mehrere Kraftstoffeinspritzungen (Po Il, Po_I2) ermittelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenzmittel unmittelbar in den Abgasbereich (13) eingebracht wird.
15. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergerichtetes Steuergerät (25) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (25) wenigstens einen Korrekturgrößenspeicher (35) enthält, in welchem während des Lernverfahrens ermittelte Korrekturwerte hinterlegt werden.
EP06793766A 2005-10-18 2006-09-22 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Withdrawn EP1941145A1 (de)

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