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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.
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Aus
der
DE 199 06 287
A1 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 bekannt 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°C–650°C stattfindet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zusätzlich Kraftstoff in den Abgasbereich der
Brennkraftmaschine eingebracht 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.
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Aus
der
DE 101 08 720
A1 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.
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Aus
der
DE 103 33 441
A1 ist eine Vorgehensweise zum Betreiben eines im Abgasbereich
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.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 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 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.
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Die
Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen
Merkmale jeweils gelöst.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich, der eine
Abgasbehandlungsvorrichtung enthält,
bei vorgegebenen Betriebszuständen der
Brennkraftmaschine und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtung ein
Reagenzmittel eingebracht wird, sieht die Ermittlung einer Korrekturgröße für ein Reagenzmittelsignal
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.
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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.
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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.
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Die
Korrekturgröße kann
ein Maß für die Reagenzmittelmenge
oder eine Kenngröße wie beispielsweise
eine Zeitdauer für
die Reagenzmittel-Einbringung sein.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ergeben sich aus abhängigen
Ansprüchen.
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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.
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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.
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Ein
genaues Maß der
Istmenge wird erhalten, wenn zusätzlich
zum Lambda ein Luftsignal herangezogen wird, das im Ansaugbereich
der Brennkraftmaschine erfasst wird.
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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.
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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.
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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.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass die Korrekturgröße bei einem unter Druck stehenden
Reagenzmittel bei verschiedenen Drücken des Reagenzmittels festgelegt
wird.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass die Korrekturgröße zu dem Maß für die Sollmenge
des Reagenzmittels addiert oder die Sollmenge multiplikativ korrigiert
wird.
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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
insbesondere durch Druckwellen in der Reagenzmittel-Einbringvorrichtung
und/oder in der Kraftstoff-Zumessvorrichtung der Brennkraftmaschine
auftretende zeitvariante Verhältnisse
bei der Einbringung des Reagenzmittels berücksichtigt werden.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine betrifft zunächst ein
Steuergerät,
das zur Durchführung
des Verfahrens hergerichtet ist. Das Steuergerät 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.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und
aus der folgenden Beschreibung.
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Zeichnung
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Die
Figur zeigt Funktionsblöcke,
die zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine geeignet sind.
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1 zeigt
eine Brennkraftmaschine 10, in deren Ansaugbereich 11 eine
Lufterfassung 12 und in deren Abgasbereich 13 eine
Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14, ein Lambdasensor 15 und
eine Abgasbehandlungsvorrichtung 16 angeordnet sind. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 16 enthält wenigstens einen
Katalysator 17 und/oder ein Partikelfilter 18. Der
Abgasbehandlungsvorrichtung 16 sind ein Drucksensor 19 und
ein Temperatursensor 20 zugeordnet.
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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.
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Das
Steuergerät 25 stellt
einer Kraftstoffzumessung 26, in der ein erster Druck p1
auftritt, ein Kraftstoffsignal m_K und sowohl der Kraftstoffzumessung 26 als
auch der Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14, in welcher
ein zweiter Druck p2 auftritt, ein Reagenzmittelsignal S_Rea zur
Verfügung.
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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
S_Lern an einen Schalter 31 ab.
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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.
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Eine
Istmengen-Ermittlung 33 ermittelt ein Maß m_Ist
für die
im Abgasbereich 13 vorhandene Istmenge des Reagenzmittels
aus dem Lambdasignal lam und dem Luftsignal ms_L.
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Ein
Vergleichen 34 vergleicht das Maß m_Soll für die Sollmenge mit dem Maß m_Ist
für die Istmenge
des Reagenzmittels und stellt eine Abweichung dm bereit, die über den
Schalter 31 einem Korrekturgrößenspeicher 35 zugeführt wird.
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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
p1, p2, eine Information über
wenigstens eine Kraftstoff-Nacheinspritzung
Po_I1, Po_I2 sowie das Drehsignal n zur Verfügung gestellt. Der Korrekturgrößenspeicher 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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung geht davon aus, dass ein Reagenzmittel in den Abgasbereich 13 eingebracht
wird. Beispielsweise kann ein oxidierbares Reagenzmittel wie Kraftstoff
zur Erwärmung
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.
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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 eingebrachten Harnstoff-Wasser-Lösung gewonnen
werden kann oder unmittelbar in den Abgasbereich 13 eingebracht wird.
Alternativ kann das Reagenzmittel innermotorisch bereitgestellt
werden.
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Das
Reagenzmittel kann darüber
hinaus zur Regeneration beispielsweise von NOx-Speicherkatalysatoren vorgesehen sein.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14 gezeigt, welche das
Reagenzmittel unmittelbar in den Abgasbereich 13 einbringt.
Die Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14 ist beispielsweise
als ein Einspritzventil realisiert, die das Reagenzmittel, welches
den zweiten Druck p2 aufweist, in den Abgasbereich 13 einsprüht.
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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 p1 aufweist,
in die Zylinder der Brennkraftmaschine 10 einspritzt. Die
Einbringung des Reagenzmittels kann beispielsweise mit wenigstens
einer Kraftstoff-Nacheinspritzung Po_I1, Po_I2 vorgenommen werden.
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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_I1 vorgesehen
sein, bei welcher der Kraftstoff unverbrannt in den Abgasbereich 13 gelangt,
wo er entweder exotherm reagieren und/oder für chemische Umwandlungsprozesse
herangezogen werden kann.
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Die
Menge des von der Kraftstoffzumessung 26 und/oder von der
Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14 einzubringenden
Reagenzmittels wird vom Reagenzmttelsignal S_Rea festgelegt, das
beispielsweise eine Einspritzdauer und gegebenenfalls einen Einspritzzeitpunkt
eines Ventils festgelegt.
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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°C–650°C aufzuheizen,
um den Regenerationsvorgang des Partikelfilters 18 einzuleiten,
bei welchem die eingelagerten Partkel 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.
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Die
Regenerationssteuerung 32 kann das Erfordernis einer Regeneration
des Partikelfilters 18 beispielsweise anhand des am Partikelfilter 18 auftretenden
Differenzdrucks detektieren. 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.
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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 fuhrt dazu, dass
die erforderliche Starttemperatur zur Regeneration des Partikelfilters
nicht erreicht 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 Regeneration des Partikelfilters 18, bei
der die eingelagerten Partikel verbrennen, ebenfalls eine exotherme
Reaktion ist, die zu einer erheblichen Beeinflussung der Temperatur
führt.
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Anhand
von Versuchen wurde festgestellt, dass das Maß m_Soll für die Sollmenge des Reagenzmittels
von der tatsächlich
im Abgasbereich 13 vorhandenen Istmenge m_Ist des Reagenzmittels abweichen
kann. Verantwortlich hierfür
sind Toleranzen in den mechani schen Komponenten, beispielsweise
der Kraftstoffzumessung 26 und/oder der Reagenzmittel-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 Druckwellen
entstehen, die dazu führen,
dass mehr oder weniger Reagenzmittel bzw. Kraftstoff als es dem
Maß m_Soll
für die
Sollmenge entspricht, tatsächlich
eingesprüht
wird.
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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 Vergleichen 34 durchgeführten Vergleichs des Maßes m_Ist
für die Istmenge
des Reagenzmittels im Abgasbereich 13 und des Maßes m_Soll
der Sollmenge festgelegt.
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Die
Korrekturgröße ti_Korr,
m_Korr ist vorzugsweise durch einzelne Werte gegeben, die im Kennfeld 36 des
Korrekturgrößenspeichers 35 hinterlegt
sind.
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Die
Istmenge m_Ist 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.
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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_Ist
für die
Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich 13 zuverlässig und
reproduzierbar ermittelt werden kann. Bevorzugt wird das Luftsignal
ms_L bei der Ermittlung mitberücksichtigt.
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Die
Luftzahl Lambda im Abgasbereich 13 kann anstelle einer
Messung mit dem Lambdasensor 15 anhand von bekannten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10,
wie beispielsweise dem Luftsignal ms_L und dem Kraftstoffsignal
m_K berechnet werden.
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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.
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Eine Änderung
von Lambda aufgrund der Einbringung des Reagenzmittels kann durch
die Beziehung: Delta (1/Lambda) = (14,5 × m_Ist)/ms_Lerhalten
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 beispielsweise
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_Ist
für die
Istmenge des Reagenzmittels im Abgasbereich mit einer Genauigkeit
von ungefähr
6,5 % ermittelt werden.
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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
p1, p2 des Reagenzmittels und/oder in Abhängigkeit von der wenigstens
einen Kraftstoff-Nacheinspritzung po_I1,
po_I2.
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Zweckmäßigerweise
werden unterschiedliche Werte in Abhängigkeit davon hinterlegt,
ob die erste oder die zweite oder weitere Kraftstoff-Nacheinspritzungen
Po_I1, Po_I2 einzeln oder mehrere Kraftstoff-Nacheinspritzungen
Po_I1, Po_I2 in einem Zyklus vorgesehen sind. Die Abweichungen dm
stimmen aufgrund der sich unterschiedlich ausbildenden Druckwellen
bei unterschiedlichen Konfigurationen von Kraftstoff-Nacheinspritzungen
Po_I1, Po_I2 im Allgemeinen nicht überein. Zusätzlich oder alternativ werden
die einzelnen Werte in Abhängigkeit
vom Winkelsignal w hinterlegt, das beispielsweise die Winkellage
der wenigstens einen Kraftstoff-Nacheinspritzung Po_I1, Po_I2 bezogen
auf die Position der Kurbelwelle angibt.
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Vorzugsweise
werden die einzehlen 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 S_Lern bereitstellt, welches den Schalter 31 schließt. Der
Schalter 31 symbolisiert eine Freigabe für die Eintragung
der einzelnen Werte in das Kennlinienfeld 36.
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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 Lambdasensors 15 sein.
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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.
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Weiterhin
kann das Drucksignal p berücksichtigt
werden, wobei es sich beispielsweise um den ersten und/oder zweiten
Druck p1, p2 des Reagenzmittels handelt. Alternativ oder zusätzlich kann
das Drehsignal n berücksichtigt
werden. Insbesondere aus dem Kraftstoffsignal in 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 S_Lern ausgegeben werden kann.
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Die
Korrekturgröße ti_Korr,
m_Korr wird vorzugsweise im Addieren 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.
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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 umwandelt. 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.