DE102007012820A1 - Temperatursteuerung für Abgasnachbehandlungseinrichtungen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperatursteuerung für Abgasnachbehandlungseinrichtungen in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, wobei zumindest eine Abgastemperatur vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung gemessen wird, welche über ein Sensormodell als Eingangssignal einem Modell der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt wird, um so die Temperatur innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung über deren axiale Länge abzuschätzen, wobei die geschätzte Temperatur zusammen mit vorgegebenen Grenzwerten der Abgasnachbehandlungseinrichtung einem Inversionsmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt wird, wobei das Inversionsmodell erforderliche Betriebssollwerte der Abgasnachbehandlungseinrichtung mittels der geschätzten Temperatur, bezogen auf die Grenzwerte, generiert, um so über eine Sauerstoffänderung oder über eine Temperaturänderung vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung zeitlich unverzögert auf die Temperatursteuerung einwirken zu können.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperatursteuerung für Abgasnachbehandlungseinrichtungen in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors.
  • Die Techniken von Abgasnachbehandlungseinrichtungen wie zum Beispiel von Katalysatoren oder Partikelfiltern insbesondere für Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt. Bei den zwingend zu regenerierenden Katalysatoren bzw. Partikelfiltern handelt es sich im Allgemeinen um solche, bei denen die damit eingefangenen und sich ansammelnden Schadstoffe aus dem Abgas eine Beeinträchtigung der Wirkung des Katalysators bzw. Partikelfilters hervorrufen und zur Optimierung von deren Wirkungsweise eine Regeneration erforderlich ist. Dies ist beispielsweise beim Rußpartikelfilter der Fall, aber auch bei Systemen zur Verringerung des NOx-Anteils im Abgas: so genannte Magerbetrieb-NOx-Fallen (Speicherkatalysatoren) und Harnstoff-SCR-Katalysatoren sowie bei Systemen zur Verringerung des SOx Anteils im Abgas.
  • Beim Dieselmotor erfolgt beispielsweise die Regeneration des Partikelfilters, beispielsweise eines Durchfluß- oder Wandstromfilters, durch Verbrennung der eingelagerten Partikel. Die Regeneration wird notwendig, wenn durch die Partikelbeladung ein zu hoher Abgasgegendruck den Abgasausstoß zu stark behindert. Eine einfach zu erfassende Meßgröße, die es erlaubt, die Höhe der Beladung des Partikelfilters zu erkennen, ist der Differenzdruck über den Dieselpartikelfilter (DPF). Die Überwachung des Differenzdrucks, die Einleitung und die Steuerung der Regeneration werden durch die Motorsteuerung des Dieselmotors durchgeführt.
  • Wie bei jeder chemischen Reaktion wird zur Verbrennung der angesammelten Partikel eine bestimmte Temperatur benötigt. Da Ruß hauptsächlich eine Art des Kohlenstoffs darstellt, handelt es sich bei der Regeneration um eine exotherme Oxidation, was unter Umständen nach dem Zünden des Rußes ein selbstständiges weiteres Abbrennen ermöglichen kann. Die notwendige Abgastemperatur für eine Regeneration liegt (abhängig von der zur Durchführung verwendeten Technologie "additivunterstützt" oder "katalytisch unterstützt") bei mindestens 500–550°C. Die Abgastemperatur beim Dieselmotor ist normalerweise relativ niedrig, gegenüber den Temperaturen von 700–800°C bei Nennleistung kann sie beispielsweise im Stadtverkehr auf Werte von unter 200°C fallen. Zur Durchführung der Regeneration über eine ausreichend hohe Abgastemperatur gibt es unter anderem folgende verschiedene, auch kombinierbare Techniken: Nacheinspritzung, Oxidationskatalysator, Heizspirale, additivunterstützte Regeneration, katalytische Regeneration.
  • Bekannt ist in einem Abgasstrang 100 beispielsweise hinter einer Turbine 101 zwei hintereinander angeordnete Oxidationskatalysatoren 102 und 103 und dahinter (in Strömungsrichtung des Abgases gesehen) einen Partikelfilter 104 vorzusehen, wie dies z. B. der 1 zu entnehmen ist. Jeweils vor der einzelnen Abgasnachbehandlungseinrichtung wird eine Temperatur gemessen, so daß die Eingangstemperaturen des Abgases in die einzelnen Abgasnachbehandlungseinrichtungen bekannt sind. Der so ausgeführte Abgasstrang wird in Modellen (Turbine 106; Rohr 107; Oxidationskatalysator 108; Rohr 109; Oxidationskatalysator 111; Rohr 112; Partikelfilter 113) dargestellt, so daß ein Beobachter 114 gebildet ist, der die einzelnen Modelle und die Rohrmodelle umfaßt, wie beispielsweise der 2 zu entnehmen ist. Den Modellen Oxidationskatalysator 108, Oxidationskatalysator 111 und Partikelfilter 113 werden die. gemessenen Temperaturen über jeweilige Sensormodelle 116 zugeführt, so daß in dem Beobachter 114 die Temperatur über die axiale Länge des Partikelfilters geschätzt werden kann. Mithilfe der geschätzten Temperatur in dem Partikelfilter kann die Temperatur in dem Partikelfilter dann über späte Nacheinspritzungen (117, FP2, mfFar) im Verbrennungsmotor oder über externe Einspritzungen (118, UFin, mfUF) in dem Abgasstrang gesteuert werden.
  • Die Temperaturmessung vor dem Partikelfilter ist jedoch zeitlich sehr verzögert, wodurch die Dynamik im Abgasstrang nur über eine so genannte Vorsteuerung gewährleistet werden kann. Hierbei werden die Einspritzmengen durch einen Regler vorkalibriert, der in Strömungsrichtung des Abgases gesehen vor dem ersten Katalysator angeordnet ist, wobei der Regler alle erforderlichen Mengen vorkalibriert, um die erforderliche Regenerationstemperatur insbesondere des Partikelfilters zu erreichen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein mit einfachen Mitteln verbessertes Verfahren zur Temperatursteuerung für Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu Verfügung zustellen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Temperatursteuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • In einem ersten Aspekt der Erfindung wird zumindest eine Abgastemperatur des Verbrennungsmotors in Strömungsrichtung des Abgases vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung gemessen, welche über Sensormodelle als Eingangssignal einem Modell der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt wird, um so die Temperatur innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung über deren axiale Länge zu schätzen. Die geschätzte Temperatur wird zusammen mit vorgegebenen Grenzwerten der Abgasnachbehandlungseinrichtung einem Inversionsmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt. Das Inversionsmodell generiert erforderliche Betriebssollwerte der Abgasnachbehandlungseinrichtung mittels der geschätzten Temperatur bezogen auf die Grenzwerte, um so über eine Sauerstoffänderung oder über eine Temperaturänderung vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung zeitlich unverzögert auf die Temperatursteuerung einwirken zu können.
  • Dem bekannten Beobachter wird somit vorteilhaft ein Inversionsmodell des Abgasstrangs nachgeschaltet, in dem Entscheidungssignale generiert werden, die eine zeitlich unverzögerte Temperaturänderung z. B. über eine Änderung des Sauerstoffgehalts in dem Abgas bewirken können.
  • Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die vorgegebenen Grenzwerte zumindest als maximale Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung und als Mittelwert der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung als Eingangssignal zusammen mit der geschätzten maximal Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung, dem geschätzten Mittelwert der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung, und der geschätzten Nettowärme (Wärmefreigabe bei der Verbrennung) in der Abgasnachbehandlungseinrichtung dem Inversionsmodell der Abgasnach behandlungseinrichtung zugeführt werden. Das Inversionsmodell generiert hieraus als erforderliche Betriebssollwerte
    eine erforderliche Temperatur vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung,
    einen erforderlichen, maximalen Sauerstoffgehalt vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung, und
    einen erforderlichen Mittelwert eines Sauerstoffgehalts vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung.
  • Damit kann über eine Beziehung der jeweiligen Betriebssollwerte zueinander zeitlich unverzögert auf die Temperatursteuerung eingewirkt werden.
  • Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das Inversionsmodell insbesondere eines Partikelfilters aus einem ersten Teilinversionsmodell und einem zweiten Teilinversionsmodell gebildet ist, das zu dem ersten Teilinversionsmodell parallel geschaltet ist. Dem ersten Teilinversionsmodell wird als Grenzwert die maximal Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. des Partikelfilters zugeführt. Dem zweiten Teilinversionsmodell wird als Grenzwert der Mittelwert der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. des Partikelfilters zugeführt.
  • In dem ersten Teilinversionsmodell wird determiniert, ob der erforderliche, maximal Sauerstoffgehalt vor dem Partikelfilter kleiner als der erforderliche Mittelwert des Sauerstoffgehalts vor dem Partikelfilter ist oder kleiner ist als eine vorgegebener Grenzwert. Ist dies der Fall, erfolgt die Temperatursteuerung über eine Änderung des Sauerstoffgehalts, wobei günstiger Weise noch eine weitere Komponente in dem Abgasstrang abgefragt wird, ob deren Eingangstemperatur (zum Beispiel, die Turbolader Turbine) Grenzwerte übersteigt, so daß determiniert wird, ob eine Änderung des Sauerstoffgehalts zugelassen werden kann. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.
  • In dem zweiten Teilinversionsmodell wird ein Entscheidungssignal zur Änderung des Sauerstoffgehalts generiert, wenn eine Differenz aus der gemessenen Temperatur vor dem Partikelfilter und der erforderlichen Temperatur vor dem Partikelfilter größer ist als ein vorgegebener Grenzwert dieser Differenz. Ist dies der Fall, und der erforderliche Mittelwert des Sauerstoffgehalts vor dem Partikelfilter kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert, erfolgt die Temperatursteuerung über eine Änderung des Sauerstoffgehalts, wobei günstiger Weise noch die weitere Komponente in dem Abgasstrang abgefragt wird, ob deren Eingangstemperatur Grenzwerte übersteigt, so dass determiniert wird, ob eine Änderung des Sauerstoffgehalts zugelassen werden kann.
  • Wird in dem ersten und dem zweiten Teilinversionsmodell generiert, daß die Temperatursteuerung über eine Änderung des Sauerstoffgehalts erfolgen soll, wird abgefragt, ob die Eingangstemperatur beispielsweise eines Turboladers Grenzwerttemperaturen übersteigt. Wird die Grenzwerttemperatur erreicht bzw. überstiegen, wird trotz des Entscheidungssignals beispielsweise des Inversionsmodells des Partikelfilters zur Temperatursteuerung über die Änderung des Sauerstoffgehalts entschieden, auf diese zu verzichten.
  • Generiert das Inversionsmodell des Partikelfilters, daß keine Sauerstoffänderung erforderlich ist, werden nacheinander Inversionsmodelle zu in dem Abgasstrang angeordneten Oxidationskatalysatoren abgefragt, ob eine Sauerstoffänderung erforderlich ist. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen.
  • Insgesamt wird somit ein Verfahren zur Temperatursteuerung für Abgasnachbehandlungseinrichtungen zur Verfügung gestellt, bei der die erforderlichen Regenerationstemperatur insbesondere des Partikelfilters zeitlich unverzögert anpaßbar ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
  • 3 ein Inversionsmodell eines Abgasstrangs, und
  • 4 ein Ablaufdiagramm der Temperatursteuerung des Abgasstrangs.
  • 3 zeigt ein Inversionsmodell 1 eines Abgasstranges 100 wie dieser beispielhaft in 1 dargestellt ist, wobei die einzelnen Inversionsmodelle 2, 3, 4, 6, 7, 8, und 9 der Übersicht wegen unterhalb den zugeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen und Rohren gezeigt sind. Der Abgasstrang 100 entspricht dem zu 1 beschriebenen.
  • Mit dem Bezugszeichen 2 ist das Inversionsmodell des Partikelfilters 113 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 3 ist das Inversionsmodell des Rohrs 112 zwischen dem Partikelfilter 113 und dem Oxidationskatalysator 111 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 4 ist das Inversionsmodell des Oxidationskatalysators 111 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 6 ist das Inversionsmodell des Rohrs 109 zwischen dem Oxidationskatalysator 111 und dem Oxidationskatalysator 108 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 7 ist das Inversionsmodell des Oxidationskatalysators 108 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 8 ist das Inversionsmodell des Rohrs 107 zwischen dem Oxidationskatalysator 108 und der Turbine 106 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein Inversionsmodell und damit kombiniertes Modell der Turbine 106 bezeichnet.
  • Mit dem Inversionsmodell 1 wird zeitlich unverzögert bewirkt, daß die Regenerationstemperatur beispielsweise des Partikelfilters entweder über eine Änderung des Sauerstoffgehalts in dem Abgasstrang oder über Temperaturänderungen des Abgases mittels später Nacheinspritzungen oder externer Einspritzungen den erforderlichen Werten angepaßt wird.
  • In dem Modell 113 (Partikelfilter) wird die maximale Temperatur des Partikelfilters (Bezugszeichen 13, tPfltMx), der Mittelwert der Temperatur des Partikelfilters (Bezugszeichen 14, tPfltMv) und die Nettowärme (Bezugszeichen 16; Wärmefreigabe bei der Verbrennung, ωCmbPflt) geschätzt. Diese geschätzten Werte werden zusammen mit Grenzwerten wie der maximalen Grenztemperatur des Partikelfilters (Bezugszeichen 17; tPfltMxlim) und dem Mittelwert der Grenztemperatur des Partikelfilters (Bezugszeichen 18, TPfltMvlim) dem Inversionsmodell 2 des Partikelfilters zugeführt.
  • In dem Inversionsmodell 2 des Partikelfilters werden mit den Eingangssignalen Betriebssollwerte wie die erforderliche Temperatur vor dem Partikelfilter (Bezugszeichen 19, tusPfltDes), ein erforderlicher, maximaler Sauerstoffgehalt vor dem Partikelfilter (Bezugszeichen 20, concO2_usPfltMxDes), der erforderliche Mittelwert des Sauerstoffgehalts vor dem Partikelfilter (Bezugszeichen 21, ConcO2_usPfltMvDes) generiert.
  • Das Inversionsmodell 2 des Partikelfilters ist in zwei zueinander parallel geschaltete erste und zweite Teilinversionsmodelle 22, 23 unterteilt, wobei das zweite Teilinversionsmodell 23 parallel zu dem ersten Teilinversionsmodell 22 geschaltet ist. In dem ersten Inversionsmodell 22 wird die maximale Grenztemperatur des Partikelfilters (Bezugszeichen 17, tPfltMxlim) zugeführt, wobei dem zweiten Inversionsmodell 23 der Mittelwert der Grenztemperatur des Partikelfilters (Bezugszeichen 18, tPfltMvlim) zugeführt wird.
  • Das Inversionsmodell 4 des in Strömungsrichtung des Abgases gesehen zweiten, also direkt vor dem Partikelfilter angeordneten Oxidationskatalysators erhält als Eingangsignal die geschätzte maximal Temperatur (Bezugszeichen 24, tOxC2Mx) des Oxidationskatalysators, den geschätzten Mittelwert der Temperatur (Bezugszeichen 26, tOxC2Mv) des Oxidationskatalysators, und die geschätzte Nettowärme (Bezugszeichen 27, Wärmefreigabe beider Verbrennung, ωCmbOxC2). Weiter wird der Grenzwert der maximalen Temperatur (Bezugszeichen 28, tOxC2Mxlim) des Oxidationskatalysators und der Grenzwert der maximalen exothermen Reaktion (Bezugszeichen 29, exothOxC2Mxlim) als Eingangssignale dem Inversionsmodell 4 zugeführt.
  • Als Ausgangssignale werden die erforderliche Temperatur (Bezugszeichen 31, tusOxC2Des), eine erforderliche Einspritzmenge einer externen Einspritzung (Bezugszeichen 32, mfufDes) und ein erforderlicher Sauerstoffgehalt (Bezugszeichen 33, concO2_usOxC2Des) vor dem Oxidationskatalysator generiert.
  • Das Inversionsmodell 6 des in Strömungsrichtung des Abgases gesehen ersten Oxidationskatalysators erhält als Eingangsignal die geschätzte maximal Temperatur (Bezugszeichen 34, tOxC2Mx) des Oxidationskatalysators, den geschätzten Mittelwert der Temperatur (Bezugszeichen 36, tOxC2Mv) des Oxidationskatalysators, und die geschätzte Nettowärme (Bezugszeichen 37, Wärmefreigabe bei der Verbrennung, ωCmbOxC1). Weiter wird der Grenzwert der maximalen Temperatur (Bezugszeichen 38, tOxC1Mxlim) des Oxidationskatalysators und der Grenzwert der maximalen exothermen Reaktion (Bezugszeichen 39, exothOxC1Mxlim) als Eingangssignale dem Inversionsmodell 6 zugeführt.
  • Als Ausgangssignale werden die erforderliche Temperatur (Bezugszeichen 41, tusOxC1Des), eine erforderliche Einspritzmenge einer späten Nacheinspritzung (Bezugszeichen 42, mfarDes) und ein erforderlicher Sauerstoffgehalt (Bezugszeichen 43, concO2_usOxC1Des) vor dem Oxidationskatalysator generiert.
  • Mithilfe des Inversionsmodells 2 des Partikelfilters wird die Entscheidung getroffen, ob die Temperatursteuerung Sauerstoffbasiert oder über Temperaturänderungen mittels Nacheinspritzung oder externer Einspritzung erfolgen soll. Hierzu determiniert das erste Teilinversionsmodell 22, ob der erforderliche, maximale Sauerstoffgehalt vor dem Partikelfilter kleiner ist als der erforderliche Mittelwert des Sauerstoffgehalts vor dem Partikelfilter oder kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert (concO2_usPfltMxLim). Ist dies der Fall wird die Entscheidung getroffen, den Sauerstoffgehalt zu ändern, bevorzugt zu erhöhen. bMode_tPflt = OR[(concO2_usPfltMxDes < concO2_usPfltMvDes), (concO2_usPfltMxDes < concO2_usPfltMxLim)] Gl. 1
  • Ist dies nicht der Fall, wird die Temperatursteuerung über die genannten Einspritzungen aufrechterhalten.
  • Bei dieser Entscheidung wird in dem zweiten Teilinversionsmodell 23 generiert, ob eine Differenz aus der gemessenen Temperatur vor dem Partikelfilter und der erforderlichen Temperatur vor dem Partikelfilter größer ist als ein vorgegebener Grenzwert dieser Differenz und der erforderliche Mittelwert des Sauerstoffgehalts vor dem Partikelfilter kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert (concO2_usPfltMvLim). bMode_tPfltMv = AND[((tusPflt – tusPfltDes) > tDeltaCtrlPlft), (concO2_usPfltMvDes < concO2_usPfltMvLim)] Gl. 2
  • Ist dies der Fall, wird die Regenrationstemperatur des Partikelfilters über eine Änderung des Sauerstoffgehalts im Abgas gesteuert. Ist dies nicht der Fall, wird die Temperatursteuerung über die genannten Einspritzungen aufrechterhalten.
  • Bei dieser Entscheidung wird in dem Inversionsmodell 4 des zweiten Oxidationskatalysators generiert, ob eine Differenz aus der gemessenen Temperatur vor dem Oxidationskatalysator und der erforderlichen Temperatur vor dem Oxidationskatalysator größer ist als ein vorgegebener Grenzwert dieser Differenz und der erforderliche Sollwert des Sauerstoffgehalts vor dem Oxidationskatalysator kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert (concO2_usOxC2Lim). bMode_tOxC2Mv = AND[((tusOxC2 – tusOxC2Des) > tDeltaCtrlOxC2), (concO2_usOxC2Des < concO2_usOxC2Lim)] Gl. 3
  • Ist dies der Fall, wird die Regenrationstemperatur des Partikelfilters über eine Änderung des Sauerstoffgehalts im Abgas gesteuert. Ist dies nicht der Fall, wird die Temperatursteuerung über die genannten Einspritzungen aufrechterhalten.
  • Bei dieser Entscheidung wird in dem Inversionsmodell 6 des ersten Oxidationskatalysators generiert, ob eine Differenz aus der gemessenen Temperatur vor dem Oxidationskatalysator und der erforderlichen Temperatur vor dem Oxidationskatalysator größer ist als ein vorgegebener Grenzwert dieser Differenz und der erforderliche Sollwert des Sauerstoffgehalts vor dem Oxidationskatalysator kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert (concO2_usOxC1Lim). bMode_tOxC1Mv = AND[((tusOxC1 – tusOxC1Des) > tDeltaCtrlOxC1), (concO2_usOxC1Des < concO2_usOxC1Lim)] Gl. 4
  • Ist dies der Fall, wird die Regenerationstemperatur des Partikelfilters über eine Änderung des Sauerstoffgehalts im Abgas gesteuert. Ist dies nicht der Fall, wird die Temperatursteuerung über die genannten Einspritzungen aufrechterhalten.
  • Wird bei einen der Entscheidungen generiert, daß die Regenerationstemperatur mittels Änderung des Sauerstoffgehalts erfolgen soll, wird auf jeden Fall das Modell 9 der Turbine abgefragt, ob die Eingangstemperatur (tusTrb) einen Temperaturgrenzwert (tusTrblim) übersteigt. Ist dies der Fall, wird die Temperatursteuerung mittels Nacheinspritzungen und/oder externer Einspritzungen geregelt. bMode_tTrbLim = tusTrb > tusTrblim Gl. 5
  • Ist dies nicht der Fall, so kann die angeforderte Änderung des Sauerstoffgehalts durchgeführt werden.
  • In den Gleichungen bedeutet der Term „bmode", daß eine Entscheidung (ja/nein) getroffen wird, also ob die entsprechende Bedingung erfüllt ist oder nicht. In alle Vergleich Operationen (>,<) werden Hysterese Schwellen eingesetzt.
  • Das Verfahren zur Temperatursteuerung wird anhand des in 4 beispielhaft dargestellten Ablaufdiagramms erläutert.
  • Nach dem Start der Temperatursteuerung wird das Inversionsmodell 2, bevorzugt das erste Teilinversionsmodell 22 abgefragt, ob die Temperatur des Partikelfilters maximal sein soll, d. h. ob eine Temperatursteuerung über eine Änderung des Sauerstoffgehalts durchgeführt werden soll (bMode_tPfltMx, Entscheidung 51). Ist dies der Fall, wird die Bedingung auf „ja" gesetzt. Es wird ein Schutzmodus gestartet, wobei der Zweig zum langsamen Ruß-/Schwefel Verbrennungsmodus (Entscheidung 50) beschritten wird. Die Nacheinspritzung und die externe Einspritzung werden inaktiv gesetzt (T_Ctrl_UF = Inactive; T_Ctrl_Far = Inactive; mfUF = mFar = 0; Entscheidung 52). Die Turbine wird abgefragt, ob deren Eingangstemperatur höher ist als die Grenzwerttemperatur (bmode_tTrbLim; Entscheidung 53). Ist dies der Fall, wird die Bedingung auf „ja" gesetzt. Die angeforderte Sauerstoffregelung wird inaktiv gesetzt (λ_Ctrl_close = Inactive; T_Ctrl_close = active; Entscheidung 54). Wird die Entscheidung 53 auf „nein" gesetzt, wird die Sauerstoffänderung aktiv gesetzt. Zusätzliche Einspritzungen werden inaktiv gesetzt (λ_Ctrl_close = active; T_Ctrl_close = inactive; Entscheidung 56).
  • Wird die Entscheidung 51 auf „nein" gesetzt, wird ein Nennverbrennungsmodus Zweig (Entscheidung 49) beschritten, wobei die späte Nacheinspritzung und die externe Einspritzung im nominellen Verbrennungsmodus aktiv sind (T_Ctrl_UF = active; tusPfltDes; T_Ctrl_Far = active; tusOxC2Des; Entscheidung 57). Das zweite Teilinversionsmodell 23 wird abgefragt, ob Gleichung 2 erfüllt ist (bmode_tPfltMv; Entscheidung 58). Wird diese auf „ja" gesetzt, wird das Verfahren wie bereits beschrieben mit Entscheidung 53 weitergeführt.
  • Wird die Entscheidung 58 auf „nein" gesetzt, wird in der Entscheidung 59 die Bedingung der Gleichung 3 abgefragt, d. h. es wird generiert, ob eine Sauerstoffänderung erforderlich ist, obwohl das Inversionsmodell 2 des Partikelfilters generiert hat, daß eine solche nicht erforderlich sei. Wird die Bedingung gemäß Gleichung 3 (bmode_tOxC2Mv; Entscheidung 59, „ja") erfüllt, wird das Verfahren mit der Entscheidung 53 weitergeführt.
  • Wird die Entscheidung 59 auf „nein" gesetzt, wird in der Entscheidung 61 abgefragt, ob Gleichung 4 erfüllt ist, d. h. es wird generiert, ob eine Sauerstoffänderung erforderlich ist, obwohl das Inversionsmodell 2 des Partikelfilters und das Inversionsmodell 4 des zweiten Katalysators generiert haben, daß eine solche nicht erforderlich sei. Wird die Entscheidung 61 (bmode_tOxC1Mv) auf „ja" gesetzt, wird mit das Verfahren mit der Entscheidung 53 fortgesetzt. Wird die Entscheidung 61 auf „nein" gesetzt, wird die Sauerstoffänderung inaktiv gesetzt und die Temperatursteuerung aktiv gesetzt (T_Ctrl_close = active; λ_Ctrl_close = inactive; Entscheidung 62).

Claims (4)

  1. Verfahren zur Temperatursteuerung für Abgasnachbehandlungseinrichtungen in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, wobei zumindest eine Abgastemperatur vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung gemessen wird, welche über ein Sensormodell als Eingangssignal einem Modell der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt wird, um so die Temperatur innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung über deren axiale Länge abzuschätzen, wobei die geschätzte Temperatur zusammen mit vorgegebene Grenzwerten der Abgasnachbehandlungseinrichtung einem Inversionsmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt wird, wobei das Inversionsmodell erforderliche Betriebssollwerte der Abgasnachbehandlungseinrichtung mittels der geschätzten Temperatur bezogen die Grenzwerte generiert, um so über eine Sauerstoffänderung oder über eine Temperaturänderung vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung zeitlich unverzögert auf die Temperatursteuerung einwirken zu können.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Grenzwerte zumindest als maximale Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung und als Mittelwert der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung als Eingangssignal zusammen mit der geschätzten maximal Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung, dem geschätzten Mittelwert der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung, und der geschätzten Nettowärme in der Abgasnachbehandlungseinrichtung dem Inversionsmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt werden, so daß das Inversionsmodell hieraus als erforderliche Betriebssollwerte eine erforderliche Temperatur vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung, einen erforderlichen, maximalen Sauerstoffgehalt vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung, und einen erforderlichen Mittelwert des Sauerstoffgehalts vor der Abgasnachbehandlungseinrichtung generiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Inversionsmodell eines Partikelfilters aus einem ersten Teilinversionsmodell und einem zweiten Teilinversionsmodell gebildet ist, das zu dem ersten Teilinversionsmodell parallel geschaltet ist, wobei in dem ersten Teilinversionsmodell determiniert wird, ob der erforderliche, maximal Sauerstoffgehalt vor dem Partikelfilter kleiner ist als der erforderliche Mittelwert des Sauerstoffgehalts vor dem Partikelfilter ist, so daß generiert wird, ob die Temperatursteuerung über eine Sauerstoffänderung oder über eine Temperaturänderung bewirkt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teilinversionsmodell ein Entscheidungssignal zur Änderung des Sauerstoffgehalts generiert, wenn eine Differenz aus der gemessenen Temperatur vor dem Partikelfilter und der erforderlichen Temperatur vor dem Partikelfilter größer ist als ein vorgegebener Grenzwert dieser Differenz.
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