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Stand der Technik
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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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Die
DE 100 23 439 A1 offenbart ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden und Rußpartikeln aus dem mageren Abgas eines Verbrennungsmotors, welches auch geringe Konzentrationen an Schwefeloxiden enthält. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom über einen Stickoxid-Speicherkatalysator und ein Partikelfilter geleitet wird, wobei Stickoxide und Schwefeloxide und Schwefeldioxide vom Speicherkatalysator unter mageren Abgasbedingungen adsorbiert und die Rußpartikel auf dem Partikelfilter abgeschieden werden und dass der Speicherkatalysator in einem ersten Zyklus periodisch durch Anfetten des Abgases denitiriert wird und Regeneration des Partikelfilters sowie Desulfatisierung des Stickoxid-Speicherkatalysators in einem zweiten Zyklus vorgenommen werden, indem die Temperatur des mageren Abgases auf einen Wert erhöht wird, bei dem der Rußabbrand auf dem Partikelfilter gezündet und danach der Speicherkatalysator durch Anfetten des Abgases desulfatisiert werden können.
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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. Insbesondere 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 3 1 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 Vergleicher 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:
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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 Reagenzmittelsignal 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 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.
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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 führt 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 mechanischen 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 Vergleicher 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:
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 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 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 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 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 S_Lern ausgegeben werden kann.
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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.
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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.
