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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Diesel-Brennkraftmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Großvolumige
Dieselmotoren in Lastkraftwagen oder Bussen weisen das Problem auf,
dass bei niedriger Last und Drehzahl die Abgastemperatur für eine Regeneration
eines Partikelfilters oft nicht ausreicht. Ein weiteres Problem
besteht darin, dass derartige Motoren insbesondere bei der Verwendung von
Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl im Leerlauf zu Zündaussetzern
und zu schlechter Gasannahme neigen, wodurch vermehrt Kohlenwasserstoffe
emittiert werden. Für
beide Schwierigkeiten sind bisher nur unbefriedigende, umständliche
und kostenintensive Lösungsmöglichkeiten
bekannt, beispielsweise als Lösung
für das
erste Problem das zusätzliche
Einspritzen von Kraftstoff in den Abgasstrang zur Erhöhung der
Abgastemperatur.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, kostengünstige und
effektive Maßnahmen anzugeben,
mit denen die Laufruhe und der Wirkungsgrad des Motors, insbesondere
im Leerlauf oder bei Teillast, verbessert werden kann.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb einer Diesel-Brennkraftmaschine, wobei
die Diesel-Brennkraftmaschine über ein
elektrisch betriebenes Heizelement zum Anwärmen der Ansaugluft verfügt.
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Aus
dem Stand der Technik sind elektrisch betriebene Heizelemente bekannt,
mit denen lediglich bei niedrigen Außentemperaturen in einer Start- oder
Warmlaufphase die Ansaugluft im Ansaugtrakt beheizt wird. Beispielsweise
sind aus der deutschen Patentschrift
DE 196 16 651 C2 Glühstiftkerzen bzw. Heizkerzen
als sogenannte elektrisch betriebene Kaltstarthilfen bekannt. Derartige
oder ähnliche
elektrische Kaltstarthilfe zum Erwärmen der Ansaug- oder Verbrennungsluft
in der Start- oder Warmlaufphase sind bei großvolumigen Dieselmotoren in
Lastkraftwagen Standard.
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Erfindungsgemäß wird nun
vorgeschlagen, dass ein solches Heizelement auch in Betriebsbereichen
oder Betriebsphasen außerhalb
der Start- oder Warmlaufphase zugeschaltet wird.
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Das
Zuschalten des ohnhin vorhandenen Heizelementes ist vergleichsweise
geringem Aufwand umsetzbar, da in einem Motorsteuergerät die benötigten Daten
(Drehzahl, Außen-
oder Ladelufttemperatur, Batteriespannung, Last usw.) bereits vorhanden
sind und somit lediglich die Motorsteuergerätesoftware entsprechend geändert werden
muss, was problemlos möglich
ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
weist gegenüber
dem Stand der Technik die Vorteile auf, dass in schwierigen oder
besonderen Betriebsbereichen aufgrund des zugeschalteten Heizelementes
und der erwärmten
Ansaugluft eine weitaus bessere Gasannahme erfolgt, dass die Laufruhe
bzw. die Drehzahlstabilität
(auch aufgrund der zusätzlichen
Generatorbelastung) verbessert und dadurch Emissionen merklich verringert
werden.
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Schließlich besteht
ein weiterer Vorteil in einer besseren und vor allem schnelleren
Kabinenbeheizung bei Kälte.
Aufgrund des hohen Wirkungsgrades eines modernen Dieselmotors ist
der Wärmeeintrag
in das Kühlmittel
des Motors, das üblicherweise zur
Kabinenbeheizung herangezogen wird, bei Kälte zu gering, um in einer
angemessenen Zeit die Kabine auf ein angenehmes Temperaturniveau
hochzuheizen. Aufgrund der durch das Heizelement erwärmten Ansaugluft
steigt die Motortemperatur und damit auch die Kühlmitteltemperatur merklich
schneller, wodurch ein schnelles Aufwärmen der Kabine möglich ist
und auf zusätzliche
elektrische Heizlüfter
zur Kabinenbeheizung verzichtet werden kann.
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In
einer Weiterentwicklung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird vorgeschlagen,
das Heizelement während
einer Leerlaufphase zuzuschalten.
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Dadurch
werden zuverlässig
Aussetzer, die im Leerlauf insbesondere bei qualitativ minderwertigem
Kraftstoff auftreten, zuverlässig
vermieden, wodurch ebenfalls die Laufruhe bzw. die Drehzahlstabilität verbessert
und Emissionen vermindert werden.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 wird vorgeschlagen,
das Heizelement während
eines Anfahrvorganges zuzuschalten.
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Die
erwärmte
Ansaugluft trägt
wesentlich dazu bei, dass beim Anfahrvorgang eine merklich bessere
Gasannahme erfolgt. Somit wird der Anfahrvorgang beschleunigt, es
treten merklich weniger Aussetzer auf und die Emissionen (Geräusch, Abgase)
werden vermindert.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird vorgeschlagen,
dass das Heizelement zugeschaltet wird, wenn Aussetzer erkannt werden.
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Moderne
Dieselmotoren weisen zunehmend eine sogenannte Aussetzererkennung
auf, die Aussetzer bereits im Ansatz erkennen und mittels geeigneter
Eingriffe in die Motorsteuerung verhindern kann. Das Zuschalten
eines Heizelementes kann in diesem Zusammenhang merklich dazu beitragen,
die Anzahl von Aussetzer zu reduzieren oder so weit wie möglich ganz
zu vermeiden, was wiederum eine verbesserte Laufruhe und verminderte
Emissionen zur Folge hat.
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Eine
vorteilhafte Ausführung
der Erfindung ist nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das
Heizelement während
einer Regenerationsphase eines Partikelfilters zugeschaltet wird.
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Dadurch
ist mit wenig Aufwand auch in Betriebsbereichen mit niedriger Last
oder Drehzahl, bei denen für
die Regeneration ungünstige
Bedingungen herrschen, eine für
die Regeneration ausreichend hohe Abgastemperatur gewährleistet,
so dass auf bekannte und aufwändige
Maßnahmen
zur Erhöhung
der Abgastemperatur, wie dem zusätzlichen Einspritzen
von Kraftstoff in den Abgasstrang, verzichtet werden kann.
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Im
weiteren wird nach Anspruch 6 vorgeschlagen, das Heizelement zuzuschalten,
wenn Motordrehmoment und Motordrehzahl einen jeweiligen Minimal-Grenzwert
unterschritten haben.
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Wie
bereits erwähnt,
stellen niedrige Last oder Drehzahl ungünstige Bedingungen für eine Regeneration
des Partikelfilters dar. Derart ungünstige Bedingungen lassen sich
ohne großen
zusätzlichen Aufwand
erkennen, wenn die ohnehin im Motorsteuergerät vorhandenen aktuellen Daten über Motordrehmoment
und Motordrehzahl bei einer Regenerationsanforderung daraufhin überprüft werden,
ob beide Größen einen
jeweiligen Minimal-Grenzwert über- oder
unterschreiten. Werden beide jeweilige Minimal-Grenzwerte überschritten,
ist die Abgastemperatur für
eine Regeneration hoch genug. Werden hingegen beide Minimal-Grenzwerte
für Motordrehmoment und
Motordrehzahl unterschritten, so ist die Abgastemperatur für eine Regeneration
zu niedrig. Erfindungsgemäß wird in
diesem Fall das Heizelement zugeschaltet, um die Abgastemperatur
zu erhöhen und
trotz niedriger Last und Drehzahl eine Regeneration zu ermöglichen.
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Eine
optimale Weiterbildung der Erfindung wird nach Anspruch 7 dadurch
ermöglicht,
dass als Heizelement ein Heizflansch verwendet wird.
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Ein
derartiger, im Ansaugstutzen angeordneter und elektrisch betriebener
Heizflansch ist bekannt, beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 198 54 077 A1 oder
DE 103 32 936 A1 ,
und wird üblicherweise
zum Vorwärmen
der Ansaugluft in der Start- und Warmlaufphase und insbesondere
bei niedrigen Außentemperaturen
eingesetzt. Ein solcher Heizflansch arbeitet mit einem hohen Wirkungsgrad,
so dass die Ansaugluft schnell und effizient erwärmt und somit eine hohe Belastung des
Bordnetzes vermieden wird. Er ist platzsparend im Ansaugtrakt angeordnet,
so dass im Unterschied beispielsweise zu Heizkerzen kein Bauraum
im Zylinderkopf beansprucht wird. Da ein Heizflansch sowieso vom
Motorsteuergerät
angesteuert wird, ist kein zusätzlicher Verkabelungsaufwand
nötig,
lediglich eine Erweiterung des bereits vorhanden Algorithmus.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung oder den Figuren angegeben.
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Die
Erfindung wird nun anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme
der Zeichnung erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1a ein
Blockschaltbild für
das Zuschalten eines Heizelementes im Motor-Leerlauf (erstes Ausführungsbeispiel),
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1b eine
zeitliche Abfolge von Vorgängen beim
Zuschalten des Heizelementes im Motor-Leerlauf gemäß 1a,
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2a ein
Blockschaltbild für
das Zuschalten eines Heizelementes zur Partikelfilter-Regeneration
(zweites Ausführungsbeispiel)
und
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2b eine
zeitliche Abfolge von Vorgängen beim
Zuschalten eines Heizelementes zur Partikelfilter-Regeneration gemäß 2a.
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Die
Erfindung eignet sich insbesondere zum Betrieb einer großvolumigen
Diesel-Brennkraftmaschine in Lastkraftwagen oder in Bussen.
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Die 1a zeigt
als erstes Ausführungsbeispiel
einen Funktionsblock 1 für das Zuschalten eines (nicht dargestellten)
Heizelementes im Motor-Leerlauf. Die im Funktionsblock 1 enthaltenen
Schaltungsteile und Funktionen stellen normalerweise einen Teil
eines Motorsteuergerätes
dar und sind in Software oder Hardware realisiert. Der Funktionsblock 1 weist
unter anderem ein Kennfeld 2, eine Kennlinie 3 und
einen Schalter 4 auf. Die Daten des Kennfeldes 2 und
der Kennlinie 3 werden üblicherweise
anhand von Prüfstandsversuchen
ermittelt.
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Eingangsgrößen des
Kennfeldes 2 sind eine Kühlmitteltemperatur 5 und
eine Ladelufttemperatur 6, Ausgangsgröße ist eine Größe 7 einer
unkorrigierten und noch zu korrigierenden Pulsweitenmodulation für ein Heizelement,
insbesondere für
einen Heizflansch. Die Größe 7 wird
als eine erste Eingangsgröße einem
Multiplikator 8 zugeführt.
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Die
Kennlinie 3 weist als Eingangsgröße 9 die Bordnetz-Spannung (Batteriespannung)
und als Ausgangsgröße 10 einen
von der Batteriespannung abhängigen
Korrekturfaktor für
die Pulsweitenmodulation (Größe 7)
auf. Beispielsweise wird bei vergleichsweise niedriger Batteriespannung
die Größe für die Pulsweitenmodulation
verkleinert, um die Leistungsaufnahme des Heizelementes zu verringern.
Der Korrekturfaktor 10 wird als eine zweite Eingangsgröße dem Multiplikator 8 zugeführt. Im
Multiplikator 8 werden die (unkorrigierte) Pulsweitenmodulation 7 mit
dem Korrekturfaktor 10 multipliziert, woraus sich eine
Größe 11 als
korrigierte Pulsweitenmodulation ergibt, die als eine erste Eingangsgröße dem Schalter 4 zugeführt wird.
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Dem
Schalter 4 mit einer Ausgangsgröße 17 wird als eine
zweite Eingangsgröße 12 eine
Größe Null
(%) zugeführt,
so dass die Stellung des Schalters 4 zwischen Null (Größe 12)
und der korrigierten Pulsweitenmodulation 11 schaltet.
Die Stellung des Schalters 4 hängt hierbei von einem Signal 13 (Bit) ab,
das dem Schalter 4 als drittes Eingangssignal zugeführt wird.
In unbetätigter
Stellung ist der Schalter 4 auf Null (Größe 12)
gestellt (Nullstellung).
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Beim
Signal 13 handelt es sich um ein logisches Ausgangssignal
eines AND-Gates 14, welchem ein erstes Eingangssignal 15 (Bit)
und ein zweites Eingangssignal 16 (Bit) zugeführt werden.
Das erste Eingangssignal 15 ist auf eine logische „Eins" gesetzt, wenn vom
Motorsteuergerät
eine Betriebsart „Heizelement-Leerlauf-Betrieb" eingeschaltet wird, wenn
als das Heizelement während
des Motor-Leerlaufs in Betrieb gehen soll. Das zweite Eingangssignal 16,
das negiert wird, ist auf eine logische „Eins" gesetzt, wenn im Motorsteuergerät eine Zeitsperre für das Heizelement
während
des Motor-Leerlaufs läuft.
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Die
Zeitsperre für
das Heizelement während des
Motor-Leerlaufs
läuft von
Beginn der Motor-Leerlauf-Phase an für eine applizierbare Zeitdauer.
Das Heizelement wird also nicht sofort zu Beginn einer Motor-Leerlauf-Phase
eingeschaltet, sondern geht erst ab einer gewissen Dauer des Motor-Leerlaufs
in Betrieb. Damit soll bezweckt werden, dass das Heizelement nur
bei länger
andauernden Motor-Leerlauf-Phasen eingeschaltet wird.
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Läuft also
im Motorsteuergerät
die Zeitsperre für
den Motor-Leerlauf,
ist das Eingangssignal 16 auf eine logische „Eins" gesetzt. Da es beim
Eingang in das AND-Gate 14 zu einer logischen „Null" negiert wird, ist
das Signal 13 eine logische „Null", wodurch die Größe Null (Eingangssignal 12)
als Ausgangsgröße 17 des
Schalters 4 aufgeschaltet ist.
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Sobald
im Motorsteuergerät
die Betriebsart „Heizelement-Leerlauf-Betrieb" eingeschaltet und
die Zeitsperre für
das Heizelement während
des Motor-Leerlaufs abgelaufen ist, ändert sich das Eingangssignal 16 zu
einer logischen „Null", wodurch dann beide
Eingangssignale 15 und 16 auf eine logische „Eins" gesetzt sind. Folglich
wird das Signal 13 ebenfalls auf eine logische „Eins" gesetzt, wodurch der
Schalter 4 seine Eingangsgröße 11 als seine Ausgangsgröße 17 schaltet.
Das heißt,
am Ausgang 17 des Schalters 4 und damit auch des
Funktionsblocks 1 liegt dann die Größe 11 für die korrigierte Pulsweitenmodulation
an, welche zur Ansteuerung des Heizelementes dient.
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In 1b ist
eine zeitliche Abfolge von Vorgängen
beim Zuschalten des Heizelementes im Motor-Leerlauf gemäß 1a dargestellt.
Entlang einer Zeitachse 18, die zu einem Zeitpunkt t0 beginnt,
verlaufen eine Kurve 19, welche die Motordrehzahl darstellt,
und eine Kurve 20, welche den Betrieb des Heizelementes
(ein, aus, getaktet) bzw. seine Wärmeabgabe darstellt. Zum Zeitpunkt
t0 ist das Heizelement nicht in Betrieb und hat gemäß der Kurve 20 einen Ruhewert 23 eingenommen
und die Motordrehzahl 19 weist einen Wert 21 auf,
der größer ist
als eine Leerlauf-Drehzahl 22. Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt
t1 sinkt die Motordrehzahl 19 ab, bis sie zu einem nachfolgenden
Zeitpunkt t2 die Leerlauf-Drehzahl 22 erreicht hat.
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Ab
dem Zeitpunkt t2 beginnt die Zeitsperre für das Heizelement (Signal 16, 1a)
zu laufen. Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t3, bis zu dem das Heizelement
nicht in Betrieb war und gemäß der Kurve 20 den
Ruhewert 23 eingenommen hat, ist die Zeitsperre für das Heizelement
abgelaufen, so dass zum Zeitpunkt t3 das Heizelement zugeschaltet
wird und die Wärmeabgabe
gemäß der Kurve 20 Werte größer als
den Ruhewert 23 annimmt.
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Der
hier gestrichelte Verlauf der Kurve 20 bedeutet, dass das
Heizelement getaktet, beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation,
betrieben wird, um seine Wärmeabgabe
und damit die Erwärmung
der Ansaugluft steuern bzw. regeln zu können. Es wäre (bei entsprechender Ansteuerung)
jedoch auch möglich,
das Heizelement in diesem Fall für
eine bestimmte Zeitdauer mit voller Leistung zu betreiben (Ein-Aus-Betrieb).
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Vom
Zeitpunkt t2 bis zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t4 befindet sich
der Motor des Fahrzeugs im Leerlauf, die Motordrehzahl entspricht
daher gemäß der Kurve 19 dem
Wert der Leerlauf-Drehzahl 22. Vom Zeitpunkt t3 an wird
das Heizelement gemäß dem Verlauf
der Kurve 20 beispielsweise mit leicht zunehmender Leistung
bzw. Wärmeabgabe
betrieben, um die Ansaugluft zu erwärmen, wodurch Aussetzer vermieder
und ein gleichmäßiger Motorlauf
ermöglicht
werden.
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Vom
Zeitpunkt t4 an wird der Leerlauf-Bereich verlassen, die Motordrehzahl
steigt gemäß der Kurve 20 von
der Leerlauf-Drehzahl 22 an
auf höhere Werte.
Jedoch bleibt das Heizelement gemäß der Kurve 20 noch
für eine
applizierbare Zeitdauer über den
Zeitpunkt t4 hinaus zugeschaltet, um weiterhin die Ansaugluft zu
erwärmen
und eine bessere Gasannahme des Motors aus der Leerlauf-Drehzahl
heraus zu ermöglichen.
Der Anfahrvorgang des Fahrzeugs verläuft dadurch ohne Aussetzer,
somit komfortabler und mit weniger Emissionen.
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Zu
einem nachfolgenden Zeitpunkt t5, wenn der Leerlauf-Bereich 22 gemäß der Kurve 19 verlassen
und der Anfahrvorgang beendet ist, wird das Heizelement gemäß der Kurve 20 abgeschaltet,
da eine weitere Erwärmung
der Ansaugluft nicht mehr notwendig ist. Bis zu einem nachfolgenden
Zeitpunkt t6 wird noch die Restwärme
des Heizelementes an die Ansaugluft abgegeben, ab dem Zeitpunkt
t6 nimmt die Wärmeabgabe
des Heizelements gemäß der Kurve 20 wieder
den Ruhewert 23 ein.
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Die 2a zeigt
als zweites Ausführungsbeispiel
einen Funktionsblock 24 für das Zuschalten eines Heizelementes
zur Partikelfilter-Regeneration. Die im Funktionsblock 24 enthaltenen
Schaltungsteile und Funktionen stellen wiederum normalerweise einen
Teil eines Motorsteuergerätes
dar und sind in Software oder Hardware realisiert. Der Funktionsblock 24 weist
unter anderem Eingänge 25, 26, 27 und 28 auf,
einen Ausgang 29, ein Kennfeld 30, eine Kennlinie 31,
einen Schalter 32 und einen Multiplikator 33 auf.
Die Daten des Kennfeldes 30 und der Kennlinie 31 werden
ebenfalls üblicherweise
anhand von Prüfstandsversuchen
ermittelt.
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Die
Eingangsgröße 25,
bei der es sich beispielsweise um ein unkorrigiertes und noch zu
korrigierendes Taktverhältnis
zur Pulsweitenmodulation für
den Regenerationsbetrieb handelt, wird dem Schalter 32 als
erste Eingangsgröße zugeführt. Dem Schalter 32 mit
einer Ausgangsgröße 34 wird
als eine zweite Eingangsgröße 35 eine
Größe Null
(%) zugeführt,
so dass die Stellung des Schalters 32 zwischen Null (Größe 35)
und der konstanten Pulsweitenmodulation 25 schaltet. Die
Stellung des Schalters 32 hängt hierbei von einem Signal 36 (Bit)
ab, das dem Schalter 32 als drittes Eingangssignal zugeführt wird. In
unbetätigter
Stellung ist der Schalter 32 auf Null (Größe 35)
gestellt (Nullstellung).
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Bei
der Eingangsgröße 26 handelt
es sich um die aktuelle Motordrehzahl, bei der Eingangsgröße 27 um
das aktuelle Motordrehmoment der Diesel-Brennkraftmaschine. Beide
(im Motorsteuergerät vorhandenen)
Eingangsgrößen 26 und 27 werden dem
Kennfeld 30 mit dem Signal 36 (Bit) als Ausgangsgröße zugeführt. Das
bedeutet, dass vom Kennfeld 30 als Regenerationsanforderung
das Bit 36 gesetzt wird, wenn sich Motordrehzahl 26 und
Motordrehmoment 27 innerhalb von Grenzen bewegen, zwischen
denen eine Regeneration erlaubt ist. Überschreitet die Motordrehzahl 26 oder
das Motordrehmoment 27 eine solche zulässige Grenze, wird das Bit 36 auf
Null zurückgesetzt,
wodurch der Schalter 32 in seine Nullstellung (Größe 35)
geschaltet wird, in der keine Regeneration stattfinden kann.
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Wird
jedoch bei zulässigen
Werten von Motordrehzahl 26 und Motordrehmoment 27 das
Bit als Ausgangssignal 36 gesetzt, schaltet der Schalter 32 um
auf seine Eingangsgröße 25,
wodurch das Taktverhältnis
zur Pulsweitenmodulation für
den Regenerationsbetrieb als seine Ausgangsgröße 34 geschaltet ist
und dem Multiplikator 33 als erste Eingangsgröße zugeführt wird.
Als zweite Eingangsgröße wird dem
Multiplikator 33 eine Ausgangsgröße 37 der Kennlinie 31 zugeführt.
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Die
Kennlinie 31 weist (analog zur Kennlinie 3 der 1a)
als Eingangsgröße 28 die
Bordnetz-Spannung (Batteriespannung) auf; bei ihrer Ausgangsgröße 37 handelt
es sich wiederum um einen von der Batteriespannung abhängigen Korrekturfaktor
für das
Taktverhältnis
zur Pulsweitenmodulation für
den Regenerationsbetrieb (Eingangsgröße 25). Beispielsweise
wird wiederum bei vergleichsweise niedriger Batteriespannung die
Größe für die Pulsweitenmodulation
verkleinert, um die Leistungsaufnahme des Heizelementes zu verringern.
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Ausgangsgröße 29 des
Multiplikators 33 und des Funktionsblocks 24 ist
das korrigierte Taktverhältnis
zur Pulsweitenmodulation für
das Heizelement im Regenerationsbetrieb.
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2b zeigt
eine zeitliche Abfolge von Vorgängen
beim Zuschalten des Heizelementes zur Partikelfilter-Regeneration
gemäß 2a.
Entlang einer Zeitachse 38, die zu einem Zeitpunkt t0' beginnt, verlaufen
eine Kurve 39 für
das Motordrehmoment und eine Kurve 40 für die Motordrehzahl der Diesel-Brennkraftmaschine,
und eine Kurve 41, welche den Betrieb des Heizelementes
(ein, aus, getaktet) bzw. seine Wärmeabgabe darstellt.
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Zum
Zeitpunkt t0' weist
das Motordrehmoment gemäß der Kurve 39 einen
Wert 42 auf, der über
einem Minimal-Grenzwert 43 für das Motordrehmoment liegt,
die Motordrehzahl gemäß der Kurve 40 einen
Wert 44, der über
einem Minimal-Grenzwert 45 für die Motordrehzahl liegt und
das Heizelement ist nicht in Betrieb und hat gemäß der Kurve 41 einen Ruhewert 46 eingenommen.
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Zu
einem nachfolgenden Zeitpunkt t1' sinkt Motordrehzahl
gemäß der Kurve 44 auf
(oder auch unter) den Minimal-Grenzwert 45,
während
sich das Motordrehmoment gemäß der Kurve 39 zwar
verringert, aber noch über
dem Minimal-Grenzwert 43 verläuft. Somit
besteht noch keine Notwendigkeit, bei einer Regenerationsanforderung
das Heizelement zur Erwärmung
der Ansaugluft zuzuschalten, somit verharrt die Kurve 41 weiterhin
auf dem Ruhwert 46.
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Zu
einem nachfolgenden Zeitpunkt t2' sinkt jedoch
auch die Motordrehzahl gemäß der Kurve 39 unter
den Minimal-Grenzwert 43, so dass jetzt das Motordrehmoment
(Kurve 39) und die Motordrehzahl (Kurve 44) ihren
jeweiligen Minimal-Grenzwert 43 bzw. 45 erreichen
(oder unterschreiten). Somit ist jetzt die Situation eingetreten,
bei der es erfindungsgemäß vorgesehen
ist, zur Unterstützung
des Regenerationsprozesses die Ansaugluft mit Hilfe des Heizelementes
anzuwärmen.
Demnach wird zum Zeitpunkt t2' das
Heizelement zugeschaltet, so dass die Wärmeabgabe des Heizelements
gemäß der Kurve 41 auf
höhere
Werte ansteigt.
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Auch
hier gilt wie im Falle der Ansaugluft-Anwärmung im Leerlauf-Betrieb,
dass der hier gestrichelte Verlauf der Kurve 41 einen getakteten
Betrieb des Heizelements bedeutet, beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation,
um seine Wärmeabgabe
und damit die Erwärmung
der Ansaugluft steuern bzw. regeln zu können. Es wäre (bei entsprechender Ansteuerung)
jedoch auch hier möglich,
das Heizelement in diesem Fall für
eine bestimmte Zeitdauer mit voller Leistung zu betreiben (Ein-Aus-Betrieb).
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Zu
einem nachfolgenden Zeitpunkt t3' steigt gemäß der Kurve 40 die
Motordrehzahl wieder über den
Minimal-Grenzwert 45 an, jedoch verläuft das Motordrehmoment gemäß der Kurve 39 noch
unterhalb des zugehörigen
Minimal-Grenzwertes 43, so dass die Ansaugluft weiterhin
vorgewärmt
werden soll und das Heizelement gemäß der Kurve 41 während einer
Regeneration zugeschaltet bleibt.
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Zu
einem nachfolgenden Zeitpunkt t4' überschreitet
auch das Motordrehmoment gemäß der Kurve 39 den
zugehörigen
Minimal-Grenzwert 43,
so dass jetzt sowohl das Motordrehmoment (Kurve 39) als
auch die Motordrehzahl (Kurve 44) ihren jeweiligen Minimal-Grenzwert 43 bzw. 45 überschritten
haben. Somit braucht die Ansaugluft nicht weiter erwärmt werden
und das Heizelement kann zum Zeitpunkt t4' abgeschaltet werden. Bis zu einem nachfolgenden
Zeitpunkt t5' gibt
das Heizelement seine Restwärme
an die Ansaugluft ab und nimmt dann im ausgeschalteten Zustand gemäß der Kurve 41 wieder
seinen Ruhewert 46 ein. Das zugeschaltete Heizelement wird
auch abgeschaltet, wenn die Regeneration abgeschlossen ist und vom
Motorsteuergerät die
Regenerationsanforderung wieder weggenommen wird.