-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt
und einen Abgastrakt. Der Ansaugtrakt und der Abgastrakt kommunizieren
abhängig
von der Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils bzw. eines
Gasauslassventils mit einem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine.
Ein Kraftstoff-Einspritzventil ist dem Zylinder zugeordnet. Ein
SCR-Katalysator ist im Abgastrakt angeordnet. Ferner umfasst die
Brennkraftmaschine ein Harnstoff-Einspritzventil zum Zumessen von
Harnstoff in den Abgastrakt stromaufwärts des SCR-Katalysators.
-
Falls
eine Brennkraftmaschine im Magerbetrieb betrieben wird, enthält ein Abgas
der Brennkraftmaschine vermehrt Stickoxide gegenüber einem Fettbetrieb oder
einem stöchiometrischen
Betrieb der Brennkraftmaschine. In Verbindung mit Harnstoff, insbesondere
mit Ammoniak, der in einer chemischen Reaktion aus dem Harnstoff
hervorgeht, können
die Stickoxide in einem SCR-Katalysator zu elementarem Stickstoff
und Wasserstoff reagieren, die natürlich in unserer Atmosphäre enthalten
und nicht umweltschädlich
und nicht gesundheitsschädlich sind.
Somit können
die umweltschädlichen
und gesundheitsschädlichen
Stickoxide des Abgases durch das Einspritzen des Harnstoffs stromaufwärts eines SCR-Katalysators
in den Abgastrakt stark reduziert werden. Eine Überdosierung des Harnstoffs
führt jedoch
zu einer starken Geruchsbelästigung.
Daher ist es wichtig, dass abhängig
von den im Abgas enthaltenen Stickoxiden vorzugsweise immer genau
die richtige Menge an Harnstoff dem Abgas zugemessen wird.
-
Ein
Feed-Verhältnis
(siehe Forschungsbericht FZKA-BWPLUS, Verfahrenstechnische Optimierung
eines Ammoniak-Generators zur Bereitstellung von NH3 für die katalysierte
Stickoxid-Minderung in
Diesel-Motorabgasen) beschreibt eine Eingangskonzentration von Ammoniak
und Stickoxiden. Bei stöchiometrischer
Dosierung von Ammoniak und den Stickoxiden ist das Feed-Verhältnis eins.
-
Aus
DE 43 33 006 C2 ist
ein Detektor zum Nachweis von Stickstoffmonoxid und Ammoniak bekannt.
Der Detektor hat eine auf einem isolierenden Grundkörper angeordnete
Sensorschicht und ein die Sensorschicht kontaktierendes Elektrodenpaar.
Die Sensorschicht besteht aus einem Vanadat oder einer Beimischung
eines Metalloxid enthaltenden Vanadats.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das bzw. die einfach
einen emissionsarmen Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst
einen Ansaugtrakt, einen Abgastrakt, ein Kraftstoff-Einspritzventil,
einen SCR-Katalysator, ein Harnstoff-Einspritzventil und eine Abgassonde.
Der Ansaugtrakt und der Abgastrakt kommunizieren abhängig von
der Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils bzw. eines
Gasauslassventils mit einem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine.
Das Kraftstoff-Einspritzventil ist dem Zylinder zugeordnet. Der
SCR-Katalysator ist im Abgastrakt angeordnet. Das Harnstoff-Einspritzventil
ist geeignet zum Zumessen von Harnstoff in den Abgastrakt stromaufwärts des
SCR-Katalysators. Die Abgassonde ist stromabwärts des SCR-Katalysators im Abgastrakt angeordnet.
Die Abgassonde ist geeignet zum Erfassen eines Stickoxidgehalts
und zum Erfassen eines Ammoniakgehalts eines Abgases der Brennkraftmaschine.
In einem Magerbetrieb der Brennkraftmaschine wird in einem vorgegebenen
Zeitfenster kontinuierlich ein Messsignal erfasst. Das Messsignal
ist entweder repräsentativ
für einen Überschuss von
Stickoxid oder für
einen Überschuss
von Ammoniak stromabwärts
des SCR-Katalysators bezogen auf einen Ammoniakgehalt bzw. bezogen
auf einen Stickoxidgehalt des Abgases. Es wird überprüft, ob das Messsignal repräsentativ
ist für
den Überschuss von
Stickoxid oder für
den Überschuss
von Ammoniak, indem ein betriebspunktabhängig vorgegebenes Feed-Verhältnis von
Ammoniak und Stickoxid vorgegeben variiert wird und indem überprüft wird,
ob das Messsignal die vorgegebene Variation betraglich gleichsinnig
oder betraglich gegensinnig repräsentiert.
Das Messsignal wird dem Überschuss
von Ammoniak zugeordnet, wenn das Messsignal die vorgegebene Variation
betraglich gleichsinnig repräsentiert.
Das Messsignal wird dem Überschuss
von Stickoxiden zugeordnet, wenn das Messsignal die vorgegebene
Variation betraglich gegensinnig repräsentiert.
-
Dies
ermöglicht,
den Überschuss
des Stickoxids oder des Ammoniaks mit nur einem Sensor zu erkennen.
Dies kann einfach zu einem emissionsarmen Betrieb der Brennkraftmaschine
beitragen. Das Erkennen des Überschusses
des Stickoxids bzw. des Ammoniaks ermöglicht eine Regelung der Harnstoffeinspritzung.
Die Regelung der Harnstoffeinspritzung kann zu einem besonders emissionsarmen
Betrieb der Brennkraftmaschine beitragen.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das betriebspunktabhängig vorgegebene
Feed-Verhältnis
vorgegeben variiert, indem dem betriebspunktabhängig vorgegebenen Feed-Verhältnis ein
vorgegebenes Muster aufgeprägt
wird. Das vorgegebene Muster umfasst mehrere zeitlich versetzte
vorgegebene Variationen. Dies ermöglicht die vorgegebene Variation
im Messsignal präzise
zu identifizieren. Dies trägt
besonders wirkungsvoll zum besonders emissionsarmen Betrieb der
Brennkraftmaschine bei.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das
betriebspunktabhängig
vorgegebene Feed-Verhältnis
(ALPHA) vorgegeben variiert, indem eine Stickoxidentwicklung bei
einem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine und/oder eine zuzumessende
Harnstoffmasse vorgegeben variiert werden. Dies ermöglicht einfach,
das Feed-Verhältnis
vorgegeben zu variieren.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden
die Stickoxidemissionen der Brennkraftmaschine bzw. die zuzumessende
Harnstoffmasse vorgegeben variiert, indem eine betriebspunktabhängig vorgegebene
Abgasrückführrate bzw. ein
betriebspunktabhängig
vorgegebenes Stellsignal (AMM_IV_SIG) des Harnstoff-Einspritzventils
(20) vorgegeben variiert werden. Dies ermöglicht besonders
einfach, das Feed-Verhältnis vorgegeben
zu variieren.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das
betriebspunktabhängig
vorgegebene Stellsignal des Harnstoff-Einspritzventils und/oder
ein betriebspunktabhängig
vorgegebenes Stellsignal eines Abgasrückführventils der Brennkraftmaschine
vorgegeben variiert, indem ein Startzeitpunkt, eine Amplitude und/oder
eine Frequenz und/oder eine Dauer und/oder eine Form und/oder ein
Rauschen des betriebspunktabhängig
vorgegebenen Stellsignals des Harnstoff-Einspritzventils bzw. des betriebspunktabhängig vorgegebenen
Stellsignals des Abgasrückführventils
vorgegeben variiert wird. Dies ermöglicht einfach, den Überschuss
des Stickoxids bzw. des Ammoniaks mit nur einem Sensor zu erkennen.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein
Stellsignal für
das Harnstoff-Einspritzventil vorgegeben abhängig vom Messsignal und abhängig von
einem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine. Dies ermöglicht einfach
die Regelung der Harnstoffeinspritzung.
-
Die
vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne weiteres auf vorteilhafte
Ausgestaltungen der Vorrichtung übertragen
werden.
-
Die
Erfindung ist im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen
näher erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
Brennkraftmaschine,
-
2 charakteristische
Signalverläufe
von Sensoren,
-
3 eine
Aufprägung
eines Musters auf ein Signal,
-
4 eine
Repräsentation
des Musters in einem Signal,
-
5 eine
Repräsentation
einer Umkehrung des Musters in einem Signal,
-
6 ein
Programm zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.
-
Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt
eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und ein
Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1–Z4 über einen
Einlasskanal in einen Brennraum 9 des Motorblocks 2 geführt ist.
Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 8, die über eine
Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders
Z1 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine umfasst mehrere Zylinder
Z1–Z4.
Die Brennkraftmaschine kann aber auch jede beliebige größere Anzahl
von Zylindern Z1–Z4
umfassen. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine Diesel-Brennkraftmaschine
oder ein magerlaufender Otto-Motor mit Direkteinspritzung und bevorzugt
in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
-
Im
Zylinderkopf 3 ist bevorzugt ein Kraftstoff-Einspritzventil 18 angeordnet.
Alternativ kann das Kraftstoff-Einspritzventil 18 auch
im Saugrohr 7 angeordnet sein.
-
Im
Abgastrakt 4 ist vorzugsweise eine Mischvorrichtung 21 angeordnet.
Stromabwärts
der Mischvorrichtung 21 ist ein SCR-Katalysator 23 angeordnet.
Stromaufwärts
der Mischvorrichtung 21 ist ein Harnstoff-Einspritzventil 20 so
angeordnet, dass damit Harnstoff in den Abgastrakt 4 stromaufwärts der Mischvorrichtung 21 zugemessen
werden kann. Alternativ zum Harnstoff-Einspritzventil 20 kann
eine Harnstoff-Verdampfungsvorrichtung
vorgesehen sein, durch die gasförmiger
Harnstoff dem Abgastrakt 4 zugemessen werden kann.
-
Über eine
Abgasrückführleitung 22 kommuniziert
der Abgastrakt 4 abhängig
von einer Schaltstellung eines Abgasrückführventils 24 mit dem
Ansaugtrakt 1. Durch die Abgasrückführleitung 22 kann Abgas
aus dem Abgastrakt 4 in den Ansaugtrakt 1 rückgeführt werden.
Dabei kann mit dem Abgasrückführventil 24 eine
Abgasrückführrate EGR
(3) vorgegeben werden.
-
Eine
Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet
sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln.
Betriebsgrößen umfassen
die Messgrößen und
von diesen abgeleitete Größen der Brennkraftmaschine.
Betriebsgrößen können repräsentativ
sein für
einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Der aktuelle
Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann viele Betriebspunkte BP
der Brennkraftmaschine umfassen. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt
abhängig
von mindestens einer der Betriebsgrößen mindestens eine Stellgröße, die
dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder
mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann
auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine bezeichnet
werden.
-
Die
Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26,
der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst,
ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom MAF
stromaufwärts
der Drosselklappe 5 erfasst, ein Temperatursensor 32, der
eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksen sor 34,
der einen Saugrohrdruck im Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36,
der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der
Brennkraftmaschine zugeordnet wird, und eine Abgassonde 38,
die stromabwärts
des SCR-Katalysators 23 angeordnet
ist und die geeignet ist zum Erfassen eines Stickoxidgehalts und
zum Erfassen eines Ammoniakgehalts in einem Abgas der Brennkraftmaschine.
-
Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein, oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
-
Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das
Kraftstoff-Einspritzventil 18,
das Abgasrückführventil 24 und/oder
das Harnstoff-Einspritzventil 20.
-
Bei
einem Magerbetrieb der Brennkraftmaschine wird für einen Verbrennungsprozess
im Brennraum 9 weniger Kraftstoff zugemessen, als mit dem
Sauerstoff im Brennraum 9 verbrannt werden kann. Dadurch
bilden sich vermehrt Stickoxide gegenüber einem Fettbetrieb und/oder
einem stöchiometrischen
Betrieb der Brennkraftmaschine, die dann im Abgas enthalten sind.
Die Stickoxide sind umweltschädlich
und gesundheitsschädlich.
Falls während
des Magerbetriebs der Brennkraftmaschine dem Abgastrakt 4 Harnstoff
zugemessen wird, vermischt sich der zugemessene Harnstoff hauptsächlich in
der Mischvorrichtung 21 mit dem Abgas. Insbesondere vermischen
sich Stickoxide des Abgases mit Ammoniak, der in einer chemischen
Reaktion aus dem Harnstoff hervorgeht. In Gegenwart des Ammoniaks
reagieren die Stickoxide im SCR-Katalysator 23 zu elementarem
Stickstoff und Wasserdampf.
-
Falls
im Abgastrakt beim Magerbetrieb der Brennkraftmaschine ausschließlich ein
Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG aufgezeichnet wird (2),
nimmt das Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG mit zunehmendem Stickoxidgehalt betraglich
zu. Dabei bezeichnet ein Feed-Verhältnis ALPHA von Ammoniak und
Stickoxid das Verhältnis von
Ammoniak zu Stickoxid und ist so normiert, dass das Feed-Verhältnis ALPHA
von Ammoniak und Stickoxid gleich 1 ist, wenn genau soviel Ammoniak vorhanden
ist, dass die Stickoxide gerade vollständig reduziert werden können und
somit für
die Reduktion der Stickoxide Ammoniak und die Stickoxide in einem stöchiometrischen
Verhältnis
vorliegen. Falls ausschließlich
ein Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG aufgenommen wird, so nimmt dieses
mit zunehmendem Ammoniakgehalt betraglich zu. Falls mit der Abgassonde 38 ein
Messsignal EG_SIG des Abgases aufgezeichnet wird, so nimmt das Messsignal
EG_SIG bei einem Überschuss
von Stickoxid mit zunehmendem Stickoxidgehalt betraglich zu und
mit zunehmendem Ammoniakgehalt betraglich ab und bei einem Überschuss
von Ammoniak nimmt das Messsignal EG_SIG mit zunehmendem Ammoniakgehalt
betraglich zu und mit zunehmendem Stickoxidgehalt betraglich ab.
Falls also mit zunehmendem Ammoniakgehalt und/oder mit abnehmendem
Stickoxidgehalt das Messsignal EG_SIG betraglich zunimmt, so liegt
ein Überschuss
von Ammoniak vor. Falls mit abnehmendem Ammoniakgehalt und/oder
mit zunehmendem Stickoxidgehalt das Messsignal EG_SIG betraglich
zunimmt, so liegt ein Überschuss
von Stickoxid vor. Somit eignet sich die Abgassonde 38 zum
Erfassen des Ammoniakgehalts und des Stickoxidgehalts im Abgas.
-
Ob
der Überschuss
von Stickoxid bzw. der Überschuss
von Ammoniak vorliegt, kann beispielsweise dadurch festgestellt
werden, dass das Feed-Verhältnis
ALPHA von Ammoniak und Stickoxid vorgegeben variiert wird. Das Feed-Verhältnis ALPHA
von Ammoniak und Stickoxid kann beispielsweise variiert werden,
indem eine Stickoxidentwicklung beim Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine
und/oder eine zuzumessende Harnstoffmasse vorgegeben variiert werden.
Die Stickoxidentwicklung der Brennkraftmaschine kann durch eine
vorgegebene Variation der Abgasrückführrate EGR
vorgegeben werden. Die Abgasrückführrate EGR
kann vorgegeben variiert werden, indem ein Stellsignal EGR_SIG des
Abgasrückführventils 24 vorgegeben variiert
wird. Alternativ kann die Abgasrückführrate EGR
bei einer Brennkraftmaschine mit variabler Ventilsteuerung durch
Variation der Öffnungszeiten
des Gaseinlassventils 12 und/oder des Gasauslassventils 13 vorgegeben
variiert werden. Die zuzumessende Harnstoffmasse kann beispielsweise
dadurch vorgegeben variiert werde, dass ein Stellsignal (AMM_IV_SIG)
des Harnstoffeinspritzventils vorgegeben variiert wird (3).
-
Ein
zunehmendes Zumessen von Harnstoff und/oder eine zunehmende Abgasrückführrate EGR führt im Magerbetrieb
der Brennkraftmaschine zu einer Zunahme des Ammoniakgehalts bzw.
zu einer Abnahme des Stickoxidgehalts im Abgas. Führt die zunehmende
Einspritzung von Harnstoff bzw. die zunehmende Abgasrückführrate EGR
zu einem betraglich zunehmenden Messsignal EG_SIG, so ist dies repräsentativ
für den Überschuss
von Ammoniak. Führt
ein zunehmendes Zumessen von Harnstoff und/oder eine zunehmende
Abgasrückführrate EGR zu
einem betraglich abnehmenden Messsignal EG_SIG, so ist dies repräsentativ
für den Überschuss von
Stickoxid.
-
Die
vorgegebene Variation der Stellsignale kann beispielsweise eine
Variation des Startzeitpunkts, der Amplitude und/oder der Frequenz und/oder
einer Dauer und/oder einer Form und/oder ein Rauschen des Stellsignals
EGR_SIG, AMM_IV_SIG des Abgasrückführventils 24 bzw,
des Harnstoff-Einspritzventils 20 sein.
-
Vorzugsweise
sind die Stellsignale EGR_SIG, AMM_IV_SIG des Abgasrückführventils 24 bzw.
des Harnstoff-Einspritzventils 20 abhängig vom aktuellen Betriebspunkt
BP der Brennkraftmaschine vorgegeben. Das bedeutet in diesem Zusammenhang,
dass die Stellsignale EGR_SIG, AMM_IV_SIG des Abgasrückführventils 24 bzw.
des Harnstoff-Einspritzventils 20 zunächst unabhängig von der Harnstoffeinspritzung
sind beispielsweise abhängig
vom aktuellen Betriebspunkt, der beispielsweise abhängt von
einem Drehmomentenwunsch eines Fahrers des Kraftfahrzeugs.
-
Das
vorgegebene Variieren der betriebspunktabhängig vorgegebenen Stellsignale
wirkt sich mit einer Zeitverzögerung
von beispielsweise mehreren Sekunden auf das Abgas stromabwärts des SCR-Katalysators 23 aus.
Im stationären
Betrieb der Brennkraftmaschine kann diese Auswirkung nach der Zeitverzögerung einfach
detektiert werden. Befindet sich die Brennkraftmaschine jedoch in
dynamischem Betrieb, so kann die vorgegebene Variation derart verschmiert
werden, dass das Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 die
vorgegebene Variation gar nicht mehr oder lediglich so schlecht
repräsentiert,
dass die vorgegebene Variation nicht mehr erkannt werden kann, und/oder
dass die Variation stark zeitverzögert auftritt.
-
Daher
wird bevorzugt ein Muster PAT (3) auf die
Stellsignale EGR_SIG, AMM_IV_SIG des Abgasrückführventils 24 bzw.
des Harnstoff-Einspritzventils 20 aufgeprägt. Das
Muster PAT umfasst mehrere vorgegebene Variationen. Die vorgegebenen
Variationen können
zeitlich zueinander versetzt sein.
-
Beispielsweise
kann das Muster PAT eine einmalige Erhöhung der Amplitude der Stellsignale EGR_SIG,
AMM_IV_SIG des Abgasrückführventils 24 bzw.
des Harnstoff-Einspritzventils 20, eine zeitliche Pause,
eine Erniedrigung der Amplitude, eine weitere Pause und eine weitere
Erniedrigung der Amplitude aufweisen.
-
Das
Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 kann dann nach der
Zeitverzögerung
beispielsweise betraglich gleichsinnig das Muster PAT (4) repräsentieren.
Repräsentieren
heißt
in diesem Zusammenhang, dass das Muster seiner Form nach im Messsignal
EG_SIG der Abgassonde 38 erkennbar ist. Betraglich gleichsinnig
heißt
in diesem Zusammenhang, dass beispielsweise eine Zunahme der zuzumessenden
Menge von Kraftstoff und/oder Harnstoff als vorgegebene Variation
zum betraglich zunehmenden Messsignal EG_SIG führt und dass beispielsweise
eine Abnahme der zuzumessenden Menge von Kraftstoff und/oder Harnstoff
als vorgegebene Variation zum betraglich abnehmenden Messsignal
EG_SIG führt.
Somit ist das im Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 betraglich
gleichsinnig repräsentierte
Muster PAT repräsentativ
dafür,
dass das Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 aktuell repräsentativ
ist für
den Überschuss
des Ammoniaks im Abgas.
-
Betraglich
gegensinnig heißt
in diesem Zusammenhang, dass beispielsweise eine Zunahme des Feed-Verhältnisses
ALPHA und/oder ein zunehmendes Zumessen von Harnstoff als vorgegebene Variation
zum betraglich abnehmenden Messsignal EG_SIG führt und dass beispielsweise
eine Abnahme des Feed-Verhältnisses
ALPHA und/oder der zuzumessenden Menge von Harnstoff als vorgegebene Variation
zum betraglich zunehmenden Messsignal EG_SIG führt. Repräsentiert somit das Messsignal EG_SIG
der Abgassonde 38 ein betraglich gegensinniges Muster PAT_IVS
des Musters PAT (5), so ist dies repräsentativ
dafür,
dass das Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 aktuell repräsentativ
ist für
den Überschuss
des Stickoxids im Abgas.
-
Ein
Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine (6)
ist vorzugsweise auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung
gespeichert. Die Steuereinrichtung kann auch als Vorrichtung zum Betreiben
der Brennkraftmaschine bezeichnet werden. Die Steuereinrichtung 25 kann
ein eigenständiges
Gerät oder
Bestandteil einer Motorsteuerung der Brennkraftmaschine sein. Das
Programm dient dazu, einen Stickoxidgehalt oder einen Ammoniakgehalt des
Abgases zu ermitteln. Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet,
in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Vorzugsweise
wird das Programm gestartet, wenn sich die Brennkraftmaschine im
Magerbetrieb befindet.
-
In
einem Schritt S2 wird das Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 erfasst.
-
In
einem Schritt S3 wird das Stellsignal AMM_IV_SIG des Harnstoff-Einspritzventils 20,
das abhängig
vom aktuellen Betriebspunkt BP vorgegeben ist, vorgegeben variiert,
beispielsweise entsprechend dem Muster PAT.
-
Alternativ
oder zusätzlich
zum Schritt S3 kann in einem Schritt S4 das Stellsignal EGR_SIG des
Abgasrückführventils 24,
das abhängig
vom Betriebspunkt BP vorgegeben ist, vorgegeben variiert werden,
beispielsweise gemäß dem Muster
PAT. Werden der Schritt S3 und der Schritt S4 abgearbeitet, so muss
darauf geachtet werden, dass die entsprechenden Stell signale nicht
so variiert werden, dass sich die entsprechenden Auswirkungen auf
das Abgas gegenseitig aufheben.
-
In
einem Schritt S5 wird geprüft,
ob das Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 die vorgegebene
Variation betraglich gleichsinnig oder betraglich gleichsinnig repräsentiert.
Ist die Bedingung des Schrittes S5 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S6 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S5
nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt.
-
In
einem Schritt 56 wird das Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 als
Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG interpretiert.
-
Falls
lediglich der Ammoniakgehalt des Abgases festgestellt werden soll,
kann die Bearbeitung nach Schritt S6 beendet werden oder erneut
im Schritt S2 fortgesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch in einem
Schritt S7 abhängig
vom Ammoniak-Messsignal
AMM_MES_SIG das Stellsignal AMM_IV_SIG des Harnstoff-Einspritzventils 20 geregelt.
-
In
einem Schritt S8 kann das Programm beendet werden. Vorzugsweise
wird jedoch nach Schritt S7 das Programm erneut im Schritt S2 fortgesetzt
und regelmäßig während des
Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet.
-
Im
Schritt S9 wird geprüft,
ob das Messsignal EG_SIG der Abgassonde 38 die vorgegebene
Variation betraglich gegensinnig, insbesondere das betraglich gegensinnige
Muster PAT_IVS des vorgegebenen Musters PAT repräsentiert. Ist die Bedingung des
Schritts S9 nicht erfüllt,
so kann die Bearbeitung erneut im Schritt S2 fortgesetzt werden.
Alternativ dazu kann die Bearbeitung auch in einem Schritt S12 beendet
werden. Ist die Be dingung des Schritts S9 erfüllt, so wird das Messsignal
EG_SIG der Abgassonde 38 als Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG interpretiert.
Falls lediglich der Stickoxidgehalt des Abgases ermittelt werden
soll, kann die Bearbeitung nach Schritt S9 im Schritt S2 fortgesetzt
oder in einem Schritt S12 beendet werden. Vorzugsweise wird die
Bearbeitung jedoch in einem Schritt S11 fortgesetzt.
-
Im
Schritt S11 wird abhängig
vom Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG das Stellsignal AMM_IV_SIG
des Harnstoff-Einspritzventils 20 geregelt.
-
Nach
Schritt S11 kann die Bearbeitung im Schritt S12 beendet werden.
Vorzugsweise wird jedoch die Bearbeitung erneut im Schritt S2 fortgesetzt und
während
des Betriebs der Brennkraftmaschine regelmäßig abgearbeitet.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann
der Abgastrakt 4 einen oder mehrere weitere Katalysatoren,
beispielsweise einen Dreiwege-Katalysator, und/oder einen Partikelfilter
aufweisen. Ferner kann das Muster PAT ein beliebig geeignetes Muster
PAT sein. Ferner kann der Stickoxidgehalt des Abgases stromaufwärts des
SCR-Katalysators 23 durch alternative und/oder zusätzliche
Maßnahmen
vorgegeben variiert werden, beispielsweise durch Variation eines
Zündzeitpunkts
der Brennkraftmaschine, durch Variation eines Zumesszeitpunkts des
Kraftstoffs und/oder durch Variation der für den Verbrennungsprozess zugeführten Luftmasse.