DE102006004239B4 - Verfahren zum Betreiben einer Sekundärlufteinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Steuern einer zur Abgaskatalysatoraufheizung dienenden Sekundärlufteinrichtung
einer Brennkraftmaschine, wobei die Sekundärlufteinrichtung einen Sekundärluftlader
(21) mit einer Turbine (T) und einen Verdichter (V) umfasst, wobei
– die Turbine (T) in einem, ein Turbinenventil (TV) enthaltenen Bypass zur Drosselklappe (15) der Brennkraftmaschine angeordnet ist und von dem Druckgefälle (Δp) an der Drosselklappe (15) angetrieben wird,
– und der mechanisch mit der Turbine (T) verbundene Verdichter (V) über ein Verdichterventil (VV) Sekundärluft in einen Abgastrakt (18) der Brennkraftmaschine (10) einbläst,
dadurch gekennzeichnet, dass
– nach Anforderung einer Abgaskatalysatoraufheizung das Druckgefälle (Δp) an der Drosselklappe (15) ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird,
– bei ausreichendem Druckgefälle (Δp) sowohl das Turbinenventil (TV) als auch das Verdichterventil (VV) geöffnet werden und anschließend das Luft-Kraftstoff-Gemisch der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Wert angefettet wird,
– bei unzureichendem Druckgefälle (Δp) das Turbinenventil (TV) geschlossen wird und anschließend das der...
– die Turbine (T) in einem, ein Turbinenventil (TV) enthaltenen Bypass zur Drosselklappe (15) der Brennkraftmaschine angeordnet ist und von dem Druckgefälle (Δp) an der Drosselklappe (15) angetrieben wird,
– und der mechanisch mit der Turbine (T) verbundene Verdichter (V) über ein Verdichterventil (VV) Sekundärluft in einen Abgastrakt (18) der Brennkraftmaschine (10) einbläst,
dadurch gekennzeichnet, dass
– nach Anforderung einer Abgaskatalysatoraufheizung das Druckgefälle (Δp) an der Drosselklappe (15) ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird,
– bei ausreichendem Druckgefälle (Δp) sowohl das Turbinenventil (TV) als auch das Verdichterventil (VV) geöffnet werden und anschließend das Luft-Kraftstoff-Gemisch der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Wert angefettet wird,
– bei unzureichendem Druckgefälle (Δp) das Turbinenventil (TV) geschlossen wird und anschließend das der...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Sekundärlufteinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
- Die Schadstoffemission einer Brennkraftmaschine lässt sich durch katalytische Abgasnachbehandlung mit Hilfe eines Abgaskatalysators in Verbindung mit einer Lambdaregelungseinrichtung wirksam verringern. Eine wichtige Vorrausetzung hierfür ist jedoch, dass neben der Lambdasonde der Regelungseinrichtung auch der Abgaskatalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat. Ziel ist es dabei, die so genannte Light-Off-Temperatur des Abgaskatalysators von typischerweise 250 bis 300 Grad Celsius möglichst schnell zu erreichen. Während die Lambdasonde nach dem Start üblicherweise sehr schnell zum Beispiel mittels einer elektrischen Heizeinrichtung auf ihre Betriebstemperatur aufgeheizt werden kann, ist die Aufheizzeit des Abgaskatalysators bedingt durch seine relativ große Masse länger. Als Heizquelle für den Abgaskatalysator kann dabei das Abgas der motorischen Verbrennung dienen, welches über eine gezielte Verschlechterung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors zusätzlich aufgeheizt wird. Reicht dies für das Erreichen einer schnellen Aufheizung nicht aus, so sind zusätzliche Heizmaßnahmen unter Verwendung externer Komponenten erforderlich.
- Um während der an die Startphase anschließenden Warmlaufphase den Abgaskatalysator möglichst schnell auf seine Betriebstemperatur zu bringen und damit die optimale Konvertierungsraten zu nutzen, ist es bekannt, den Abgaskatalysator durch Einbringen von Frischluft in den Abgastrakt der Brennkraftmaschine aufzuheizen. In der Nachstartphase wird Frischluft mittels einer elektrisch angetriebenen Sekundärluftpumpe gefördert und in den Abgaskanal im Bereich des Auslassventils oder der Auslassventile eingebracht. Die im Start nicht vollständig verbrannten Kohlenwasserstoffe werden so durch die gezielte Einbringung von Sauerstoff oxidiert, wodurch die Rohemissionen vermindert werden und durch die exotherme Reaktion die Abgastemperatur erhöht und damit die Aufheizzeit des Abgaskatalysators in Abhängigkeit von mehreren Einflussparametern verkürzt wird. In diesem Zustand ist es sinnvoll, bewusst das Luft-Kraftstoffgemisch anzufetten, so dass reaktive Komponenten für die Nachverbrennung vorhanden sind. Die Sekundärlufteinblasung ist in der Regel nur so lange aktiv, bis der Abgaskatalysator seine Betriebtemperatur erreicht hat. Ein Nachteil der Einbringung von Sekundärluft mittels einer Sekundärluftpumpe liegt darin, dass diese -neben dem hohen Gewicht- aufgrund der relativ hohen Stromaufnahme, insbesondere im Start eine starke Belastung des Bordnetzes des mit der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeuges darstellt.
- Des Weiteren sind innovative Sekundärlufteinblasesysteme mittels so genannter Sekundärluftlader bekannt. Er besteht aus einer Turbine und einem Verdichter, die mittels einer Welle verbunden sind. Die Turbine wird von der Druckdifferenz an der Drosselklappe angetrieben. Der hierbei im Bypass zur Drosselklappe in das Saugrohr strömende Luftstrom versorgt im Zusammenspiel mit dem Luftstrom über der Drosselklappe die Brennkraftmaschine während der Kaltstartphase und der Warmlaufphase mit Frischluft. Gleichzeitig fördert der Verdichter über ein Ventil Sekundärluft in den Abgastrakt. Die Turbinenleistung – und damit der Verdichtermassenstrom – wird über ein Ventil, das zwischen Turbinenausgang und Saugrohr angeordnet ist geregelt. Solche Sekundärluftlader sind beispielsweise in den Druckschriften
DE 102 05 975 A1 ,DE 102 54 859 A1 ,DE 102 51 363 A1 ,DE 103 35 260 A1 und in der Veröffentlichung "Secondary Air Charger – high integrated secondary air system for intake manifolds" von K. Hummel und S. Wild, SAE Paper 2001-01-0005 beschrieben. - Wie eingangs erwähnt, bedarf es zum Betrieb des Sekundärluftladers eines Druckgefälles im Saugrohr. Wird der Brennkraftmaschine aber zum Beispiel bei Beschleunigung ein entsprechendes Moment abverlangt, bricht dieses Druckgefälle über der Drosselklappe in Folge des Anstiegs des Saugrohrdrucks zusammen und der Sekundärluftlader fördert verdichterseitig keine Luft mehr. Dies kann insbesondere bei kleinvolumigen Brennkraftmaschinen kritisch sein. Die aufgrund der fetten Verbrennung zurückbleibenden Schadstoffe (HC, CO) reagieren nicht und gelangen unbehandelt ins Freie, wodurch Emissionsprobleme besonders im Hinblick auf die immer strenger werdenden Abgasgrenzwerte entstehen können.
- Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Sekundärlufteinrichtung anzugeben, mit dem auch in druckgefällekritischen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine die Abgasemissionen gering gehalten werden können.
- Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Steuern einer zur Abgaskatalysatoraufheizung dienenden Sekundärlufteinrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei die Sekundärlufteinrichtung einen Sekundärluftlader mit einer Turbine und einen Verdichter umfasst. Die Turbine ist in einem, ein Turbinenventil enthaltenen Bypass zur Drosselklappe der Brennkraftmaschine angeordnet und wird von dem Druckgefälle an der Drosselklappe angetrieben. Der mechanisch mit der Turbine verbundene Verdichter bläst über ein Verdichterventil Sekundärluft in einen Abgastrakt der Brennkraftmaschine (
10 ) ein. Nach Anforderung einer Abgaskatalysatoraufheizung wird das Druckgefälle an der Drosselklappe ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Bei ausreichendem Druckgefälle wird sowohl das Turbinenventil als auch das Verdichterventil geöffnet werden und anschließend das Luft-Kraftstoffgemisch der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Wert angefettet. - Bei unzureichendem Druckgefälle wird zunächst das Turbinenventil geschlossen und anschließend das der Brennkraftmaschine zugeführte Luft-Kraftstoffgemisch auf einen vorgegebenen Wert abgemagert. Bei Erreichen des vorgegebenen Wertes wird das Verdichterventil geschlossen.
- Auf diese Weise kann ein emissionsneutrales Zuschalten bzw. Abschalten des Sekundärluftladers erreicht werden. Der Schadstoffausstoß, insbesondere von HC und CO werden dadurch vermieden und die Einhaltung der strengen Abgasgrenzwerte ist gegeben.
- Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vor dem Schließen des Turbinenventils der Wert für den Saugrohrdruck auf einen maximalen Wert begrenzt und nach dem Schließen des Verdichterventils die Begrenzung des Wertes für den Saugrohrdruck wieder aufgehoben. Dies hat den Vorteil, dass noch ein ausreichendes Druckgefälle an der Turbine des Sekundärluftladers vorhanden ist, was vor dem Abschalten den Sekundärluftbetrieb sicherstellt und des Weiteren ein definiertes Auslaufen des Sekundärluftladers ermöglicht und damit eine definierte Luftmenge in den Abgastrakt gefördert wird.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens erfolgt das Anfetten und Abmagern des Luft-Kraftstoffgemisches über vorgegebene Rampenfunktionen. Dadurch lässt sich ein stetiger Übergang realisieren. Die Rampenfunktion ist so zu wählen, dass sich in Verbindung mit der beim Hochlauf bzw. Auslauf des Sekundärluftladers geförderten Luftmasse ein stöchiometrisches Abgaslambda ergibt (Lambda = 1).
- Durch Ermitteln des Druckgefälles aus der Differenz der Werte zwischen Umgebungsdruck und Saugrohrdruck lässt sich auf ein fache Weise ein Kriterium ableiten, ob ein Sekundärluftbetrieb möglich ist. Hierzu können in bevorzugter Weise die Signale von entsprechenden Drucksensoren ausgewertet werden
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
-
1 in schematischer Weise ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit einem Sekundärluftsystem und -
2 ein Signalflussplan zum Betreiben des Sekundärluftladers. -
1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine Brennkraftmaschine10 , wobei nur diejenigen Komponenten explizit dargestellt sind, die für das Verständnis der Erfindung nötig sind. Insbesondere sind die Kraftstoffversorgung mit den zugehörigen Einspritzventilen und die Zündeinrichtung weggelassen. - Die Erfindung wird anhand einer Brennkraftmaschine mit 4 Zylindern erläutert, sie ist aber auch für jede andere Brennkraftmaschine anwendbar, die eine andere Anzahl, insbesondere eine höhere Anzahl von Zylindern aufweist, wobei das Motorkonzept (Reihenmotor, V-Motor, W-Motor, Boxermotor etc.) keine Rolle spielt.
- Der Brennkraftmaschine
10 wird über einen Ansaugtrakt11 Frischluft zugeführt. Im Ansaugtrakt11 sind in Strömungsrichtung der angesaugten Luft gesehen (Pfeilsymbol) ein Luftfilter12 , ein Luftmassenmesser13 , ein Drosselklappenblock14 mit einer Drosselklappe15 und mit einem nicht dargestellten Drosselklappensensor zur Erfassung des Öffnungswinkel der Drosselklappe15 und ein Saugrohrdrucksensor16 zur Erfassung eines Saugrohrdruckes MAP in einem Saugrohr17 vorgesehen. - Den Zylindern der Brennkraftmaschine
10 ist ein Abgastrakt18 mit einem Abgassensor19 zugeordnet. Der Abgassensor19 ist in vorteilhafter Weise als Lambdasonde ausgebildet. Dabei können sowohl so genannte binäre Lambdasonden eingesetzt werden, die bei einem Luftverhältnis von Lambda = 1 bezüglich ihres Ausgangssignals eine Sprungcharakteristik aufweisen, oder so genannte lineare Lambdasonden, die einen im Wesentlichen linearen Verlauf in ihrem Ausgangssignal zeigen. In dem Abgastrakt18 ist in dessen weiterem Verlauf ein zur Konvertierung schädlicher Abgasbestandteile dienender Abgaskatalysator20 eingeschaltet. Der Abgaskatalysator20 ist vorzugsweise als Dreiwege-Katalysator ausgebildet, dem bei Bedarf weitere Abgasnachbehandlungskomponenten wie beispielsweise ein NOx-Speicherkatalysator (NOx-Trap) nachgeschaltet sein kann. - Zur schnellen Aufheizung dieses Abgaskatalysators
20 bei einem Kaltstart und anschließender Warmlaufphase der Brennkraftmaschine10 ist ein Sekundärluftsystem vorgesehen, das einen Sekundärluftlader21 beinhaltet. - Der Sekundärluftlader
21 ist prinzipiell aufgebaut wie ein Abgasturbolader, der Einsatz eines solchen Sekundärluftladers erfolgt allerdings auf der kalten Saugseite der Brennkraftmaschine10 . Er besteht aus einer Turbine T und einem Verdichter V, die über eine Welle mechanisch gekoppelt sind. Vorzugsweise ist die Turbine T als Radialturbine und der Verdichter V als Radialverdichter ausgebildet. - Der Antrieb erfolgt mittels eines Druckgefälles auf der Turbinenseite. Das Turbinenrad der Turbine T ist über eine nicht näher bezeichnete Leitung mit dem Ansaugtrakt
11 stromabwärts des Luftmassenmessers13 der Brennkraftmaschine verbunden und wird vom angesaugten Luftmassenstrom über das Druckgefälle zwischen Umgebungsdruck AMP und Saugrohrdruck MAP angetrieben. Dabei wird der vom Luftmassenstrommesser13 gemessene Luftmassenstrom der Brennkraftmaschine aufgeteilt in einen Antriebsmassenstrom für den Sekundärluftlader21 und den Motorluftmassenstrom über die Drosselklappe15 . Ein nach der Turbine T eingesetztes Turbinenventil TV lässt eine Steuerung oder Regelung der Turbinenleistung zu. Bei Beendigung des Sekundärluftbetriebes verschließt das Turbinenventil TV den Drosselklappenbypasskanal vollständig. - Der Verdichter V ist eingangsseitig über eine Leitung mit dem Luftfilter
12 verbunden. Angetrieben wird das Verdichterschaufelrad des Sekundärluftladers21 über die Antriebswelle zwischen Turbinen- und Verdichterrad. Anstelle eines Abzweiges an dem die Verbrennungsluft filternden Luftfilter12 kann auch ein separater Luftfilter ausschließlich für die Sekundärluft vorgesehen sein. Die aus der Umgebung angesaugte und gefilterte Luft wird in die Sekundärluftkanäle, welche nahe an den Auslasskanälen in den Abgastrakt18 münden, eingeblasen. In dem Leitungszug zwischen Verdichterausgang und den Sekundärluftkanälen ist ein Verdichterventil VV eingeschaltet, mit dessen Hilfe die Zufuhr von Sekundärluft zu dem Abgastrakt11 gesteuert oder geregelt werden kann. - Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Turbinenventil TV und bei dem Verdichterventil VV um elektrisch betätigte Ventile, die entweder den Querschnitt der entsprechenden Leitungszüge vollständig freigeben oder vollständig verschließen. Es sind aber auch Ventile einsetzbar, die eine kontinuierliche Einstellung des Querschnittes und damit des Durchflusses ermöglichen.
- An Stelle elektrisch ansteuerbarer Ventile können auch elektrisch-pneumatisch ansteuerbare Ventile verwendet werden. Es ist nur erforderlich, dass die beiden Ventile aktiv ein- und ausgeschaltet werden können.
- Es ist eine Steuerungseinrichtung (ECU, electronic control unit)
22 vorgesehen, die über Daten- bzw. Steuerleitungen mit der Brennkraftmaschine10 , den beiden Ventilen TV, VV des Sekundärluftladers21 , dem Luftmassenmesser13 im Ansaugtrakt11 , dem Saugrohrdrucksensor16 und einem Umgebungsdrucksensor23 verbunden ist. Auch das Signal des Abgassensors19 , das Signal des Drosselklappensensors und das Signal eines Temperatursensors25 , der an geeigneter Stelle an dem Motorblock angeordnet ist und ein der Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine10 entsprechendes Signal abgibt, sowie weitere Eingangssignale ES von nicht dargestellten Sensoren werden der Steuerungseinrichtung22 zugeführt. Weitere Ausgangssignale AS für Aktoren, die zum Betrieb der Brennkraftmaschine10 nötig sind, sind in der Figur nur schematisch eingezeichnet. Die Steuerungseinrichtung22 ist zudem über eine Datenleitung mit einen Datenspeicher24 verbunden, indem u.a. ein Kennfeld KF abgelegt ist, in dem Schwellenwerte gespeichert sind. - Die Steuerungseinrichtung
22 steuert u.a. in Abhängigkeit von dem gemessenen Abgaswert (Abgassensor19 ) und der angesaugten Luftmasse (Luftmassenmesser13 ) und der Drehzahl der Brennkraftmaschine10 die Einspritzung von Kraftstoff, wobei der Fahrerwunsch, der beispielsweise über einen Gaspedalgeber gemessen wird, berücksichtigt wird. Zudem schaltet die Steuerungseinrichtung22 abhängig von der angesaugten Luftmasse und abhängig vom Luft-/Kraftstoffverhältnis in dem Abgastrakt11 in Abhängigkeit von im Datenspeicher24 abgelegten Daten, insbesondere von Temperaturwerten beim Start der Brennkraftmaschine den Sekundärluftlader mittels der Ventile TV, VV in der Weise, dass der Abgaskatalysator20 optimal aufgeheizt wird. - Zum Steuern des Sekundärluftsystems ist in der Steuerungseinrichtung
22 ein Programm gespeichert, das im Folgenden anhand des Ablaufdiagrammes nach2 näher erläutert wird. - Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, bevorzugt unmittelbar nach jedem Start der Brennkraftmaschine
10 . In dem Schritt S1 können gegebenenfalls Parameter initialisiert werden. - In dem Schritt S2 wird überprüft, ob ein Aufheizen des Abgaskatalysators
20 überhaupt nötig ist, d.h. ob eine Einbringung von Sekundärluft in den Abgastrakt18 erforderlich ist. Wurde die Brennkraftmaschine10 z.B. nur kurz abgestellt, nachdem sie längere Zeit betrieben wurde, so befindet sich der Abgaskatalysator20 beim nächsten Start der Brennkraftmaschine noch auf einem Temperaturniveau, welches das Aktivieren zusätzlicher Maßnahmen zum Aufheizen erübrigt und das Verfahren verzweigt zu Schritt S14. Ob eine Aufheizung des Abgaskatalysators20 nötig ist, kann bevorzugt über die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine10 abgefragt werden. Hierzu wird das Signal des Temperatursensors25 ausgewertet. Liegt die Temperatur des Kühlmittels beim Start der Brennkraftmaschine10 unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes, so wird im Schritt S3 überprüft, ob ein Sekundärluftbetrieb möglich ist. - Da es zum Betrieb des Sekundärluftladers eines Druckgefälles im Saugrohr bedarf, wird deshalb überprüft, ob die Druckdifferenz Δp zwischen Umgebungsdruck AMP und Saugrohrdruck MAP einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Hierzu wird der Wert für den Saugrohrdruck MAP aus dem Signal des Saugrohrdrucksensors
16 herangezogen oder aus einem bekannten Saugrohrmodell, mit dem aus verschiedenen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine der Saugrohrdruck ermittelt wird und der Wert für den Umgebungsdruck AMP erfasst, entweder mit Hilfe des Umgebungsdrucksensors23 oder mittels eines bekannten Modells für den Umgebungsdruck. Ist diese Druckdifferenz Δp größer als dieser Schwellenwert, der vorzugsweise experimentell auf dem Prüfstand ermittelt wurde und in dem Datenspeicher24 abgelegt ist, so ist die antreibende Kraft für die Turbine T des Sekundärluftladers21 groß genug, um Sekundärluft zu fördern. - In dem Schritt S4 wird überprüft, ob Sekundärluftbetrieb vorliegt, d.h. der Sekundärluftlader also bereits läuft. Ist dies der Fall, so wird zum Schritt S2 verzweigt, andernfalls wird in dem Schritt S5 über Signale der Steuerungseinrichtung
22 das Turbinenventil TV und das Verdichterventil VV geöffnet. Durch die Druckdifferenz Δp wird die Turbine T beschleunigt und der Verdichter V fördert Sekundärluft und drückt diese über Sekundärluftleitungen in den Abgastrakt18 der Brennkraftmaschine. - Damit im Abgastrakt
18 der Brennkraftmaschine10 eine exotherme Reaktion stattfinden kann, muss die mittels des Verdichters V eingebrachte Sekundärluft mit den unverbrannten Abgasbestandteilen HC und CO reagieren. Deshalb wird im Schritt S6 das Kraftstoff-Luftgemisch angefettet, d.h. die Luftzahl λ vorzugsweise über eine Rampenfunktion von einem Wert λ ≈ 1 auf einen Wert typisch λ ≈ 0,8 eingestellt. Anschließend wird zum Schritt S2 verzweigt und wieder abgefragt, ob noch eine Sekundärlufteinbringung in den Abgastrakt18 notwendig ist. Hat nämlich der Abgaskatalysator20 seine Betriebstemperatur erreicht, ist eine weitere Zufuhr von Wärme entbehrlich. Da diese Temperatur mit der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine10 korreliert, kann hierzu wieder das Signal des Temperatursensors25 ausgewertet werden. Alternativ hierzu kann die Temperatur des Abgaskatalysators20 auch über ein an sich bekanntes Abgastemperaturmodell er mittelt und als Entscheidungshilfe für die Notwendigkeit einer Sekundärlufteinblasung herangezogen werden. Falls ein Temperatursensor am oder im Abgaskatalysator vorhanden ist, kann natürlich das Signal dieses Sensors ausgewertet werden. - Ergeben die Abfragen in den Schritten S2 und S3, dass ein Sekundärluftbetrieb nötig wäre, aber die Druckdifferenz Δp kleiner als der Schwellenwert ist, wird im Schritt S7 überprüft, ob der Sekundärluftbetrieb aktiv ist, d.h. der Sekundärluftlader noch läuft. Liefert diese Abfrage ein negatives Ergebnis, so wird zum Schritt S2 verzweigt, andernfalls das Ausschalten des Sekundärluftladers
21 im Schritt S8 initiiert. - Im Schritt S9 wird der Wert für den Saugrohrsolldruck MAP_SP limitiert, d.h. auf einen bestimmten Wert gesetzt, der für eine bestimmte Zeitspanne nicht mehr unterschritten werden darf. Dies entspricht einer kurzzeitigen Beschränkung der Leistung. Dadurch werden definierte Verhältnisse geschaffen für das weitere Steuern des Sekundärluftladers
21 . Der Saugrohrdruck stellt sich über die Stellung der Drosselklappe ein und die Stellung der Drosselklappe wird durch die Fahrpedalstellung, d.h. durch den Fahrerwunsch bestimmt. - Im Schritt S10 wird das Turbinenventil TV über Signale der Steuerungseinrichtung in die geschlossene Stellung gesteuert. Der Sekundärluftlader
21 wird nun nicht mehr angetrieben und läuft langsam aus. Während dieses Auslaufens wird das Kraftstoff-Luftgemisch von einem typischen Wert von ca. λ = 0,8 auf λ = 1 oder leicht in den mageren Bereich λ = 1,05 abgemagert, vorzugsweise über eine vorgegebene Rampenfunktion (Schritt S11). Aus emissionstechnischer Sicht sind Lambdawerte größer gleich eins zu bevorzugen. Anschließend wird im Schritt S12 das Verdichterventil VV über Signale der Steuerungseinrichtung22 in seine geschlossene Stellung gesteuert. - Im Schritt S13 wird der Wert für den Saugrohrsolldruck MAP_SP wieder freigegeben, d.h. der Fahrerwunsch nicht mehr begrenzt. Anschließend wird zu dem Schritt S2 verzweigt und wieder abgefragt, ob ein Sekundärluftbetrieb der Brennkraftmaschine notwendig ist.
- Ergibt die Abfrage im Schritt S2, dass kein Sekundärluftbetrieb notwendig ist, weil der Abgaskatalysator
20 seine Betriebstemperatur erreicht hat, wird im Schritt S14 abgefragt, ob der Sekundärluftbetrieb aktiv ist. Ist das nicht der Fall, so wird zum Schritt S2 verzweigt, d.h. beim nächsten Start der Brennkraftmaschine läuft das Verfahren zum Betreiben der Sekundärlufteinrichtung wieder los. - Ergibt die Abfrage im Schritt S14, dass der Sekundärluftbetrieb aktiv ist, d.h. der Sekundärluftlader noch läuft, so wird im Schritt S15 das Ausschalten des Sekundärluftladers
21 initiiert und das Verfahren verzweigt zu Schritt S8. Das weitere Vorgehen erfolgt dann wie bereits oben beschrieben.
Claims (5)
- Verfahren zum Steuern einer zur Abgaskatalysatoraufheizung dienenden Sekundärlufteinrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei die Sekundärlufteinrichtung einen Sekundärluftlader (
21 ) mit einer Turbine (T) und einen Verdichter (V) umfasst, wobei – die Turbine (T) in einem, ein Turbinenventil (TV) enthaltenen Bypass zur Drosselklappe (15 ) der Brennkraftmaschine angeordnet ist und von dem Druckgefälle (Δp) an der Drosselklappe (15 ) angetrieben wird, – und der mechanisch mit der Turbine (T) verbundene Verdichter (V) über ein Verdichterventil (VV) Sekundärluft in einen Abgastrakt (18 ) der Brennkraftmaschine (10 ) einbläst, dadurch gekennzeichnet, dass – nach Anforderung einer Abgaskatalysatoraufheizung das Druckgefälle (Δp) an der Drosselklappe (15 ) ermittelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, – bei ausreichendem Druckgefälle (Δp) sowohl das Turbinenventil (TV) als auch das Verdichterventil (VV) geöffnet werden und anschließend das Luft-Kraftstoff-Gemisch der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Wert angefettet wird, – bei unzureichendem Druckgefälle (Δp) das Turbinenventil (TV) geschlossen wird und anschließend das der Brennkraftmaschine (10 ) zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch auf einen vorgegebenen Wert abgemagert wird, und bei Erreichen des vorgegebenen Wertes das Verdichterventil (VV) geschlossen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schließen des Turbinenventils (TV) der Wert für den Saugrohrsolldruck (MAP_SP) auf einen maximalen Wert begrenzt wird und nach dem Schließen des Verdichterven tils (VV) die Begrenzung des Wertes für den Saugrohrsolldruck (MAP_SP) wieder aufgehoben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfetten und Abmagern des Luft-Kraftstoffgemisches über vorgegebene Rampenfunktionen erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgefälle (Δp) aus der Differenz der Werte zwischen Umgebungsdruck (AMP) und Saugrohrdruck (MAP) ermittelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert für das Druckgefälle experimentell festgelegt wird.
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