DE10014224A1 - Method and device for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system - Google Patents
Method and device for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasnach behandlungssystem.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas after treatment system.
Aus der nicht vorveröffentlichten DE 199 06 287 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brenn kraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem bekannt. Bei dem dort beschriebenen System wird ein Partikelfilter eingesetzt, der im Abgas enthaltene Partikel ausfiltert. Zur genauen Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgas nachbehandlungssystem muß der Zustand des Abgasnachbehand lungssystems bekannt sein. Insbesondere muß der Beladungszu stand des Filters, d. h. die Menge an ausgefilterten Parti keln bekannt sein.From the not previously published DE 199 06 287 are a Method and device for controlling a burner Engine known with an exhaust gas aftertreatment system. In the system described there, a particle filter is used used, which filters out particles contained in the exhaust gas. For precise control of an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system, the condition of the exhaust aftertreatment be known. In particular, the loading must level of the filter, d. H. the amount of filtered out parts be known.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der der Zustand des Abgas nachbehandlungssystems ermittelt werden kann. Insbesondere soll der Beladungszustand auch bei Ausfall verschiedener Sensoren bzw. ohne Verwendung spezieller Sensoren bestimmt werden.The object of the invention is based on a method and a device for controlling an internal combustion engine a method and a with an exhaust gas aftertreatment system Provide device with which the state of the exhaust gas aftertreatment system can be determined. In particular The loading condition should also be different in the event of failure Sensors or without using special sensors become.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.This task is accomplished by the in the independent claims marked features solved.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist eine einfache Ermittlung des Zustandes des Abgasnachbehandlungssystems möglich. Dadurch, daß die Größe, die den Zustand des Abgas nachbehandlungssystems charakterisiert ausgehend von wenig stens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine simu liert wird, werden keine zusätzlichen Sensoren benötigt. Bei der Verwendung von zusätzlichen Sensoren können diese über wacht und ein Notfahrbetrieb durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist es, daß lediglich Größen zur Simulation ver wendet werden, die bereits zur Steuerung der Brennkraftma schine verwendet werden.The procedure according to the invention is a simple one Determination of the state of the exhaust gas aftertreatment system possible. Because of the size, the state of the exhaust aftertreatment system characterized starting from little at least one operating parameter of the internal combustion engine simu no additional sensors are required. At the use of additional sensors can over these watches and an emergency operation is carried out. Especially It is advantageous that only sizes for simulation ver are already used to control the internal combustion engine machine can be used.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Größe berücksichtigt wird, die die Sauerstoffkonzentration im Abgas charakteri siert. Dadurch kann die Simulation des Zustandes des Abgas nachbehandlungssystems deutlich verbessert werden. dies gilt insbesondere in dynamischen Zuständen, das heißt insbesonde re beim Beschleunigen können genauerer Werte erzielt werden.It is particularly advantageous if a size is taken into account which characterizes the oxygen concentration in the exhaust gas siert. This can simulate the condition of the exhaust gas after-treatment system can be significantly improved. this applies especially in dynamic states, in particular Accurate values can be achieved when accelerating.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further particularly advantageous configurations are in the Subclaims marked.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der Simulation, Fig. 3 eine Kennlinie und Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing. In the drawings Fig. 1 is a block diagram of the apparatus according to the invention, Fig. 2 is a detailed representation of the simulation, FIG. 3 is a characteristic and Fig. 4 shows a further embodiment of the device OF INVENTION to the invention.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung am Bei spiel einer selbstzündenden Brennkraftmaschine dargestellt, bei der die Kraftstoffzumessung mittels eines sogenannten Common-Rail-Systems gesteuert wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist aber nicht auf diese Systeme beschränkt. Sie kann auch bei anderen Brennkraftmaschinen eingesetzt werden.In the following, the device according to the invention is shown at shown a self-igniting internal combustion engine, in which the fuel metering by means of a so-called Common rail system is controlled. The invention The procedure is not limited to these systems. It can also be used in other internal combustion engines become.
Mit 100 ist eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die über ei ne Ansaugleitung 102 Frischluft zugeführt bekommt und über eine Abgasleitung 104 Abgase abgibt. In der Abgasleitung 104 ist ein Abgasnachbehandlungsmittel 110 angeordnet, von dem die gereinigten Abgase über die Leitung 106 in die Umgebung gelangen. Das Abgasnachbehandlungsmittel 110 umfaßt im we sentlichen einen sogenannten Vorkatalysator 112 und stromab wärts einen Filter 114. Vorzugsweise zwischen dem Vorkataly sator 112 und dem Filter 114 ist ein Temperatursensor 124 angeordnet, der ein Temperatursignal T bereitstellt. Vor dem Vorkatalysator 112 und nach dem Filter 114 sind jeweils Sen soren 120a und 120b vorgesehen. Diese Sensoren wirken als Differenzdrucksensor 120 und stellen ein Differenzdrucksi gnal DP bereit, daß den Differenzdruck zwischen Eingang und Ausgang des Abgasnachbehandlungsmittel charakterisiert.With 100 an internal combustion engine is referred to, which is supplied with fresh air via egg ne intake line 102 and gives off exhaust gases via an exhaust line 104 . An exhaust gas aftertreatment means 110 is arranged in the exhaust gas line 104 , from which the cleaned exhaust gases reach the surroundings via the line 106 . The exhaust gas aftertreatment means 110 essentially comprises a so-called pre-catalyst 112 and a filter 114 downstream. A temperature sensor 124 , which provides a temperature signal T, is preferably arranged between the precatalyst 112 and the filter 114 . Before the pre-catalyst 112 and after the filter 114 Sen sensors 120 a and 120 b are provided. These sensors act as a differential pressure sensor 120 and provide a differential pressure signal DP that characterizes the differential pressure between the inlet and outlet of the exhaust gas aftertreatment agent.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Sen sor 125 vorgesehen, der ein Signal liefert, das die Sauer stoffkonzentration im Abgas charakterisiert. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, daß diese Größe ausgehend von anderen Messwerten berechnet oder mittels einer Simula tion bestimmt wird.In a particularly advantageous embodiment, a sensor 125 is provided, which provides a signal that characterizes the oxygen concentration in the exhaust gas. As an alternative or in addition, it can be provided that this variable is calculated on the basis of other measured values or is determined by means of a simulation.
Der Brennkraftmaschine 100 wird über eine Kraftstoffzu meßeinheit 140 Kraftstoff zugemessen. Diese mißt über Injek toren 141, 142, 143 und 144 den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine 100 Kraftstoff zu. Vorzugsweise handelt es sich bei der Kraftstoffzumeßeinheit um ein sogenanntes Common-Rail-System. Eine Hochdruckpumpe Kraftstoff fördert Kraftstoff in einen Druckspeicher. Vom Speicher gelangt der Kraftstoff über die Injektoren in die Brennkraftmaschine.The internal combustion engine 100 is metered to fuel via a fuel metering unit 140 . This measures via injectors 141 , 142 , 143 and 144 to the individual cylinders of the internal combustion engine 100 fuel. The fuel metering unit is preferably a so-called common rail system. A high pressure fuel pump delivers fuel to a pressure accumulator. The fuel reaches the internal combustion engine via the injectors.
An der Kraftstoffzumeßeinheit 140 sind verschiedene Sensoren 151 angeordnet, die Signale bereitstellen, die den Zustand der Kraftstoffzumeßeinheit charakterisieren. Hierbei handelt es sich bei einem Common-Rail-System beispielsweise um den Druck P im Druckspeicher. An der Brennkraftmaschine 100 sind Sensoren 152 angeordnet, die den Zustand der Brennkraftma schine charakterisieren. Hierbei handelt es sich vorzugswei se um einen Drehzahlsensor, der ein Drehzahlsignal N bereit stellt und um weitere Sensoren, die nicht dargestellt sind.Various sensors 151 are arranged on the fuel metering unit 140 , which provide signals that characterize the state of the fuel metering unit. A common rail system is, for example, the pressure P in the pressure accumulator. Sensors 152 , which characterize the state of the internal combustion engine, are arranged on the internal combustion engine 100 . This is preferably a speed sensor that provides a speed signal N and other sensors that are not shown.
Die Ausgangssignale dieser Sensoren gelangen zu einer Steue rung 130, die als einer erste Teilsteuerung 132 und einer zweiten Teilsteuerung 134 dargestellt ist. Vorzugsweise bil den die beiden Teilsteuerungen eine bauliche Einheit. Die erste Teilsteuerung 132 steuert vorzugsweise die Kraftstoff zumeßeinheit 140 mit Ansteuersignalen AD, die die Kraft stoffzumessung beeinflussen, an. Hierzu beinhaltet die erste Teilsteuerung 132 eine Kraftstoffmengensteuerung 136. Diese liefert ein Signal ME, daß die einzuspritzende Menge charak terisiert, an die zweite Teilsteuerung 134. The output signals of these sensors arrive at a control 130 , which is shown as a first partial control 132 and a second partial control 134 . Preferably, the two partial controls form a structural unit. The first sub-controller 132 preferably controls the fuel metering unit 140 with control signals AD, which influence the fuel metering. For this purpose, the first partial control 132 includes a fuel quantity control 136 . This delivers a signal ME that characterizes the quantity to be injected to the second sub-controller 134 .
Die zweite Teilsteuerung 134 steuert vorzugsweise das Abgas nachbehandlungssystem und erfaßt hierzu die entsprechenden Sensorsignale. Desweiteren tauscht die zweite Teilsteuerung 134 Signale, insbesondere über die eingespritzte Kraftstoff menge ME, mit der ersten Teilsteuerung 132 aus. Vorzugsweise nutzen die beiden Steuerungen gegenseitig die Sensorsignale und die internen Signale.The second partial control 134 preferably controls the exhaust gas aftertreatment system and detects the corresponding sensor signals for this purpose. Furthermore, the second sub-controller 134 exchanges signals, in particular via the injected fuel quantity ME, with the first sub-controller 132 . Preferably, the two controls mutually use the sensor signals and the internal signals.
Die erste Teilsteuerung, die auch als Motorsteuerung 132 be zeichnet wird, steuert abhängig von verschiedenen Signalen, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 100, den Zu stand der Kraftstoffzumeßeinheit 140 und die Umgebungsbedin gung charakterisieren sowie einem Signal, das die von der Brennkraftmaschine gewünschte Leistung und/oder Drehmoment charakterisiert, das Ansteuersignal AD zur Ansteuerung der Kraftstoffzumeßeinheit 140. Solche Einrichtungen sind be kannt und vielfältig eingesetzt.The first partial control, which is also referred to as engine control 132 , controls depending on various signals that characterize the operating state of internal combustion engine 100 , the state of fuel metering unit 140 and the ambient condition, as well as a signal that indicates the power desired by the internal combustion engine and / or torque characterizes the drive signal AD for driving the fuel metering unit 140 . Such facilities are known and used in many ways.
Insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen können Partikele missionen im Abgas auftreten. Hierzu ist es vorgesehen, daß die Abgasnachbehandlungsmittel 110 diese aus dem Abgas her ausfiltern. Durch diesen Filtervorgang sammeln sich in dem Filter 114 Partikel an. Diese Partikel werden dann in be stimmten Betriebszuständen und/oder nach Ablauf bestimmter Zeiten verbrannt, um den Filter zu reinigen. Hierzu ist üb licherweise vorgesehen, daß zur Regeneration des Filters 114 die Temperatur im Abgasnachbehandlungsmittel 110 soweit er höht wird, daß die Partikel verbrennen.Particle emissions can occur in the exhaust gas, especially in diesel engines. For this purpose, it is provided that the exhaust gas aftertreatment means 110 filter them out of the exhaust gas. Through this filtering process, 114 particles collect in the filter. These particles are then burned in certain operating states and / or after certain times to clean the filter. For this purpose, it is provided that the temperature in the exhaust gas aftertreatment agent 110 is increased so that the particles burn to regenerate the filter 114 .
Zur Temperaturerhöhung ist der Vorkatalysator 112 vorgese hen. Die Temperaturerhöhung erfolgt beispielsweise dadurch, daß der Anteil an unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgas erhöht wird. Diese unverbrannten Kohlenwasserstoffe reagie ren dann in dem Vorkatalysator 112 und erhöhen dadurch des sen Temperatur und damit auch die Temperatur des Abgases, das in den Filter 114 gelangt.To increase the temperature, the pre-catalyst 112 is provided. The temperature is increased, for example, by increasing the proportion of unburned hydrocarbons in the exhaust gas. These unburned hydrocarbons then react in the pre-catalyst 112 and thereby increase the temperature and thus also the temperature of the exhaust gas that enters the filter 114 .
Diese Temperaturerhöhung des Vorkatalysators und der Abga stemperatur erfordert einen erhöhten Kraftstoffverbrauch und soll daher nur dann durchgeführt werden, wenn dies erforder lich ist, d. h. der Filter 114 mit einem gewissen Anteil von Partikeln beladen ist. Eine Möglichkeit den Beladungszustand zu erkennen besteht darin, den Differenzdruck DP zwischen Eingang und Ausgang des Abgasnachbehandlungsmittel zu erfas sen und ausgehend von diesem den Beladungszustand zu ermit teln. Dies erfordert einen Differenzdrucksensor 120.This temperature increase of the pre-catalyst and the exhaust gas temperature requires increased fuel consumption and should therefore only be carried out when this is necessary, ie the filter 114 is loaded with a certain proportion of particles. One way of recognizing the loading condition is to detect the differential pressure DP between the inlet and outlet of the exhaust gas aftertreatment agent and to determine the loading condition based on this. This requires a differential pressure sensor 120 .
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ausgehend von verschie denen Größen, insbesondere der Drehzahl N und der einge spritzten Kraftstoffmenge ME die erwartete Partikelemissio nen bestimmt und dadurch der Beladungszustand simuliert wird. Wird ein entsprechender Beladungszustand erreicht, wird durch Ansteuerung der Kraftstoffzumeßeinheit 140 die Regeneration des Filters 114 durchgeführt. Anstelle der Drehzahl N und der eingespritzten Kraftstoffmenge ME können auch andere Signale, die diese Größe charakterisieren ver wendet werden. So kann beispielsweise das Ansteuersignal, insbesondere die Ansteuerdauer, für die Injektoren und/oder eine Momentengröße als Kraftstoffmenge ME verwendet werden.According to the invention it is provided that starting from various sizes, in particular the rotational speed N and the injected fuel quantity ME, the expected particle emissions are determined and thereby the loading state is simulated. If a corresponding loading state is reached, the regeneration of the filter 114 is carried out by activating the fuel metering unit 140 . Instead of the speed N and the injected fuel quantity ME, other signals that characterize this variable can also be used. For example, the control signal, in particular the control duration, can be used for the injectors and / or a torque variable as the fuel quantity ME.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird neben der eingespritzten Kraftstoffmenge ME und der Drehzahl N auch die Temperatur T im Abgasnachbehandlungssystem zur Berech nung des Beladungszustandes verwendet. Hierzu wird vorzugs weise der Sensor 124 eingesetzt. Die so berechnete Größe für den Beladungszustand wird dann zur Steuerung des Abgasnach behandlungssystems verwendet, d. h. abhängig von dem Bela dungszustand wird dann die Regeneration über die Tempera turerhöhung eingeleitet. In an embodiment according to the invention, in addition to the injected fuel quantity ME and the speed N, the temperature T in the exhaust gas aftertreatment system is also used to calculate the loading condition. For this purpose, the sensor 124 is preferably used. The size calculated for the loading condition is then used to control the exhaust gas aftertreatment system, ie depending on the loading condition, the regeneration is then initiated by increasing the temperature.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn neben der Berechnung auch eine Messung des Beladungszustands über den Differnzdruck sensor 120 erfolgt. In diesem Fall ist eine Fehlerüberwa chung des Systems möglich. Dies heißt die simulierte Größe B und die gemessen Größe BI des Beladungszustandes werden zur Erkennung von Fehlern im Abgasnachbehandlungssystem verwen det. Bei einem erkannten Fehler des Differenzdrucksensors 120 kann dann ein Notlaufbetrieb zur Steuerung des Abgas nachbehandlungssystems mittels der simulierten Größe, die den Beladungszustand charakterisiert, durchgeführt werden.It is particularly advantageous if, in addition to the calculation, the loading state is also measured via the differential pressure sensor 120 . In this case, the system can be monitored for errors. This means that the simulated size B and the measured size BI of the loading condition are used to detect errors in the exhaust gas aftertreatment system. If a fault is detected in the differential pressure sensor 120 , emergency operation for controlling the exhaust gas aftertreatment system can then be carried out using the simulated variable that characterizes the loading state.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Bela dungszustandes bzw. der Größe B, die den Zustand des Abgas nachbehandlungssystems charakterisiert, ist in der Fig. 2 als Blockdiagramm dargestellt. Bereits in Fig. 1 beschrie bene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeich net.A method and a device for determining the loading condition or the size B, which characterizes the condition of the exhaust gas aftertreatment system, is shown in FIG. 2 as a block diagram. Elements already described in FIG. 1 are identified by corresponding reference numerals.
Einem Grundkennfeld 200 werden die Ausgangssignale N eines Drehzahlsensors 152, eine Größe ME der Kraftstoffzumeßsteue rung 136, die die eingespritzte Kraftstoffmenge kennzeich net, und/oder eine Größe, die die Sauerstoffkonzentration charaktersiert, zugeleitet. Vorzugsweise wird die Größe, die die Sauerstoffkonzentration charaktersiert, mittels eines Sensors oder einer Berechnung 125 vorgegeben.A basic characteristic field 200, the output signals N of a speed sensor 152, a size ME tion of Kraftstoffzumeßsteue 136, the net the injected fuel amount characteristic, and / or a size of character Siert the oxygen concentration supplied. The variable which characterizes the oxygen concentration is preferably predetermined by means of a sensor or a calculation 125 .
Das Grundkennfeld 200 beaufschlagt einen ersten Verknüp fungspunkt 205 mit einer Größe GR, die den Grundwert des Partikelausstoßes charakterisiert. Der erste Verknüpfungs punkt 205 beaufschlagt einen zweiten Verknüpfungspunkt 210 mit einem Signal, der wiederum einen Integrator 220 mit ei ner Größe KR, die den Partikelzuwachs im Filter 114 charak terisieren, beaufschlagt. Der Integrator 220 liefert eine Größe B, die den Zustand des Abgasnachbehandlungssystems charakterisiert. Diese Größe B entspricht dem Beladungszu stand des Filters 114. Diese Größe B wird der Steuerung 130 zur Verfügung gestellt.The basic characteristic field 200 is applied to a first Verknüp Fung point 205 having a size GR, which characterizes the base value of the particle emissions. The first connection point 205 applies a signal to a second connection point 210 , which in turn applies an integrator 220 with a size KR, which characterizes the particle increase in the filter 114 . The integrator 220 provides a size B that characterizes the state of the exhaust gas aftertreatment system. This size B corresponds to the loading condition of the filter 114 . This size B is made available to the controller 130 .
Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 205 liegt das Ausgangssignal einer erste Korrektur 230, der das Ausgangs signal verschiedener Sensoren 235 zugeleitet wird. Die Sen soren 235 liefern Signale, die insbesondere die Umgebungsbe dingung charakterisieren. Dies sind z. B. die Kühlwassertem peratur TW, die Lufttemperatur und der Luftdruck PL. Dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 210 wird über ein Schaltmittel 245 das Ausgangssignal einer zweiten Korrektur 240 zugeleitet. Der zweiten Korrektur 240 wird das Ausgangs signal T des Sensors 124 zugeleitet. Alternativ kann über das Schaltbild 245 dem zweiten Eingang des zweiten Verknüp fungspunktes 210 auch das Ausgangssignal einer Ersatzwert vorgabe 249 zugeleitet werden. Das Schaltmittel 245 wird von einer Fehlererkennung 248 angesteuert.At the second input of node 205 is the output signal of a first correction 230 , which is fed to the output signal of various sensors 235 . The sensors 235 deliver signals which in particular characterize the environmental condition. These are e.g. B. the cooling water temperature TW, the air temperature and the air pressure PL. The output of a second correction 240 is fed to the second input of the node 210 via a switching means 245 . The second correction 240 , the output signal T of the sensor 124 is supplied. Alternatively, the output of a substitute value specification 249 can also be supplied to the second input of the second node 210 via the circuit diagram 245 . The switching means 245 is controlled by an error detection 248 .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Einfluss der Sauer stoffkonzentration im Abgas mittels einer weiteren Korrek tur, entsprechend der Korrektur 230, erfolgt.It is particularly advantageous if the influence of the oxygen concentration in the exhaust gas takes place by means of a further correction, corresponding to correction 230 .
In dem Grundkennfeld 200 sind abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine, insbesondere der Drehzahl N, der eingespritzte Menge ME und/oder der Größe, die die Sauer stoffkonzentration charaktersiert, der Grundwert GR der Par tikelemission abgelegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehzahl N und die Größe, die die Sauerstoffkonzentrati on charaktersiert, berücksichtigt wird. Ferner ist vorteil haft, wenn die Drehzahl N und die eingespritzte Menge ME berücksichtigt wird.In the basic characteristic field 200, in particular the rotational speed N, the amount injected ME and / or size, the character Siert the oxygen concentration, the base value GR are dependent on the operating state of the internal combustion engine, the stored Par tikelemission. It when the speed N and the size that characterizes the oxygen concentration is taken into account is particularly advantageous. It is also advantageous if the speed N and the injected quantity ME are taken into account.
Neben diesen Größen können noch weitere Größen berücksich tigt werden. Anstelle der Menge ME kann auch eine Größe ver wendet werden, die die Menge an eingespritztem Kraftstoff charakterisiert.In addition to these sizes, other sizes can also be considered be done. Instead of the quantity ME, a size can also be used the amount of fuel injected characterized.
In dem ersten Verknüpfungspunkt 205 wird dieser Wert abhän gig von der Temperatur des Kühlwassers und der Umgebungsluft sowie dem Atmosphärendruck korrigiert. Diese Korrektur be rücksichtigt deren Einfluß auf den Partikelausstoß der Brennkraftmaschine 100.In the first connection point 205 , this value is corrected depending on the temperature of the cooling water and the ambient air and the atmospheric pressure. This correction takes into account their influence on the particle emission of the internal combustion engine 100 .
In dem zweiten Verknüpfungspunkt 210 wird der Einfluß der Temperatur des Katalysators berücksichtigt. Die Korrektur berücksichtigt, daß ab einer bestimmten Temperatur T1 die Partikel in dem Filter nicht abgelagert, sondern unmittelbar in unschädliche Bestandteile umgesetzt werden. Unterhalb dieser Temperatur T1 erfolgt keine Umsetzung und die Parti kel werden alle im Filter abgelagert.The influence of the temperature of the catalytic converter is taken into account in the second connection point 210 . The correction takes into account the fact that from a certain temperature T1 the particles are not deposited in the filter but are immediately converted into harmless components. No conversion takes place below this temperature T1 and the particles are all deposited in the filter.
Die zweite Korrektur 240 gibt abhängig von der Temperatur T des Abgasnachbehandlungsmittels 110 einen Faktor F vor, mit dem die Grundemission GR vorzugsweise multipliziert wird.Depending on the temperature T of the exhaust gas aftertreatment means 110, the second correction 240 specifies a factor F by which the basic emission GR is preferably multiplied.
Der Zusammenhang zwischen dem Faktor F und der Temperatur T ist in Fig. 3 dargestellt. Bis zu der Temperatur T1 nimmt der Faktor F den Wert 1 an. Dies bedeutet unterhalb der Tem peratur T1 wird in dem Verknüpfungspunkt 210 der Grundwert GR derart mit dem Faktor F verknüpft, daß der Wert KR gleich dem Wert GR ist. Ab der Temperatur T1 nimmt der Faktor F ab und erreicht bei einer bestimmten Temperatur T2 den Wert Null, d. h. die gesamte Emission an Partikeln wird unmittel bar in unschädliche Bestandteile umgesetzt, d. h. dem Filter 114 werden keine Partikel mehr zugeführt. Übersteigt die Temperatur den Wert T3, so nimmt der Faktor den negativen Wert -x an. Dies bedeutet, obwohl dem Filter 114 Partikel zugeführt werden, verringert sich die Beladung des Filters 114. The relationship between the factor F and the temperature T is shown in FIG. 3. The factor F assumes the value 1 up to the temperature T1. This means below the temperature T1, the basic value GR is linked with the factor F in the node 210 such that the value KR is equal to the value GR. From temperature T1, the factor F decreases and reaches zero at a certain temperature T2, ie the entire emission of particles is converted immediately into harmless components, ie no more particles are fed to the filter 114 . If the temperature exceeds the value T3, the factor takes on the negative value -x. This means that although the filter 114 particles are supplied, the loading of the filter 114 decreases.
Wird von der Fehlererkennung 248 ein defektes Temperatursen sor T24 erkannt, so wird anstelle des Temperaturwerts T ein Ersatzwert der Ersatzwertvorgabe 249 verwendet. Vorzugsweise wird dieser Ersatzwert ebenfalls abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen, wie beispielsweise der eingespritzten Kraftstoffmenge ME vorgegeben.If a defective temperature sensor T24 is recognized by error detection 248 , a substitute value of substitute value specification 249 is used instead of temperature value T. This substitute value is preferably also specified as a function of various operating parameters, such as the injected fuel quantity ME.
Dieser so korrigierte Wert KR, der den Partikelwert charak terisiert, der zur Beladung des Filters 114 führt, wird dem Integrator 220 zugeleitet. Dieser Integrator 220 summiert die Größe über der Zeit auf und gibt ein Signal B ab, daß den Beladungszustand des Filters 114 charakterisiert. Das korrigierte Ausgangssignal des Grundkennfeldes wird zur Er mittlung des Beladungszustandes B des Filter 114 aufinte griert.This corrected value KR, which characterizes the particle value that leads to the loading of the filter 114 , is fed to the integrator 220 . This integrator 220 sums up the quantity over time and emits a signal B which characterizes the loading state of the filter 114 . The corrected output signal of the basic characteristic map is integrated to determine the load state B of the filter 114 .
Üblicherweise wird das Signal B, daß den Beladungszustand des Filters 114 charakterisiert, unmittelbar zur Steuerung des Abgasnachbehandlungssystems verwendet. Durch die Verwen dung einer simulierten Größe können verschiedene Sensoren, insbesondere der Differenzdrucksensor 120 eingespart werden.Signal B, which characterizes the loading state of filter 114 , is usually used directly to control the exhaust gas aftertreatment system. Various sensors, in particular differential pressure sensor 120, can be saved by using a simulated variable.
Erfindungsgemäß wird der Beladungszustand ausgehend von we nigstens der Drehzahl und/oder der einzuspritzenden Kraft stoffmenge, bzw. entsprechender Signale, aus einem Kennfeld ausgelesen. Dieser so ermittelte Grundwert wird anschließend korrigiert. Insbesondere ist ein Korrektur abhängig von der Temperatur des Abgasnachbehandlungsmittels, insbesondere des Partikelfilters, vorgesehen. Diese Korrektur berücksichtigt die temperaturabhängige ständige Regeneration des Filters Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist in Fig. 4 dargestellt. Die in Fig. 2 dargestellte Simulation zur Berechnung des Beladungszustandes B ist mit 400 bezeich net. Diese Simulation 400 liefert ein Signal B bezüglich des Beladungszustandes des Filters 114. Desweiteren ist eine Be rechnung 420 vorgesehen, der das Ausgangssignal DP des Dif ferenzdrucksensors 120 zugeleitet wird. Sowohl die Simulati on 400 als auch die Berechnung 420 liefern Signale an ein Schaltmittel 410, daß wahlweise eines der Signale auswählt und der Steuerung 130 bereitstellt. Das Schaltmittel 410 wird von einer Fehlererkennung 415 angesteuert.According to the invention, the loading state is read from a characteristic map, based on at least the speed and / or the amount of fuel to be injected, or corresponding signals. This basic value determined in this way is then corrected. In particular, a correction depending on the temperature of the exhaust gas aftertreatment agent, in particular of the particle filter, is provided. This correction takes into account the temperature-dependent constant regeneration of the filter. A further particularly advantageous embodiment is shown in FIG. 4. The simulation shown in FIG. 2 for calculating the loading state B is designated by 400. This simulation 400 delivers a signal B with respect to the loading state of the filter 114 . Furthermore, a calculation 420 is provided, to which the output signal DP of the differential pressure sensor 120 is fed. Both the simulation 400 and the calculation 420 supply signals to a switching means 410 which selectively selects one of the signals and provides them to the controller 130 . The switching means 410 is controlled by an error detection 415 .
Ausgehend von dem Differenzdruck DP, der mittels des Diffe
renzdrucksensors 120 gemessen wird, kann der Luftdurchsatz V
gemäß der nachfolgenden Formel berechnet werden.
Starting from the differential pressure DP, which is measured by means of the differential pressure sensor 120 , the air throughput V can be calculated according to the following formula.
Dabei entspricht die Größe MH der mittels eines Sensors ge messenen Luftmenge, bei der Größe R handelt es sich um eine Konstante. Ausgehend von diesem so berechneten Luftdurchsatz kann dann vorzugsweise mittels eines Kennfeldes der Bela dungszustand BI berechnet werden.The size MH corresponds to that of ge using a sensor measured air volume, the size R is a Constant. Based on this calculated air flow can then preferably by means of a map of the Bela condition BI can be calculated.
Ausgehend von diesem Beladungszustand BI erfolgt im Normal betrieb die Steuerung des Abgasnachbehandlungssystems. Bei einem Fehler des Abgasnachbehandlungssystems, insbesondere im Bereich der Ermittlung oder der Erfassung des Differenz druckes DP, steuert die Fehlererkennung 415 das Schaltmittel 410 derart an, daß das Signal B der Simulation 400 zur Steuerung der Abgasnachbehandlung verwendet wird.Starting from this load state BI, the exhaust aftertreatment system is controlled in normal operation. In the event of a fault in the exhaust gas aftertreatment system, in particular in the area of the determination or detection of the differential pressure DP, the fault detection 415 controls the switching means 410 in such a way that the signal B from the simulation 400 is used to control the exhaust gas aftertreatment.
Im Notlauf wird die Größe (B) zur Steuerung des Abgasnachbe handlungssystems verwendet wird. Die Steuerung erfolgt ab hängig von der Größe (B), die den Beladungszustand charakte risiert und/oder weiteren Signalen. Mittels der simulierten Größe kann ein sehr genauer Notlaufbetrieb realisiert wer den. Besonders vorteilhaft ist, daß bei der Verwendung nur im Notlaufbetrieb eine einfache Simulation mit nur wenigen Signalen zum Einsatz gelangt.In emergency operation, size (B) is used to control the exhaust gas aftermath action system is used. The control takes place from depending on the size (B) that characterizes the loading condition rized and / or other signals. Using the simulated Size, a very accurate emergency operation can be realized the. It is particularly advantageous that when using only a simple simulation with only a few in emergency operation Signals are used.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die berechnete Größe (BI) und die simulierte Größe (B) des Beladungszustandes auf Plausibilität geprüft werden, und daß bei einer Unplausibi lität ein Fehler des Abgasnachbehandlungssystems erkannt wird. Eine Unplausibilität wird beispielsweise erkannt, wenn die Differenz der beiden Größen größer als ein Schwellenwert ist. Dies bedeute, daß die Größe (B) des Beladungszustandes zur Erkennung des Fehlers verwendet wird. Durch diese Maß nahme ist eine einfache und genaue Fehlererkennung möglich.It is particularly advantageous if the calculated size (BI) and the simulated size (B) of the loading condition Plausibility are checked, and that with an implausibility a fault in the exhaust gas aftertreatment system was detected becomes. An implausibility is recognized, for example, if the difference between the two sizes is greater than a threshold is. This means that the size (B) of the loading condition is used to detect the error. By that measure simple and accurate error detection is possible.
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