DE102008001724B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Abgasoptimierung einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Abgasoptimierung einer als Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine mit einer Zweitkraftstoffeinspritzung, die eine Steuer- und Regeleinrichtung (10) aufweist, mit der eine Diesel-Kraftstoffmenge (12.2) mittels einer primären Einspritzvorrichtung, abhängig von einem Lambdawert (11.1), welcher mit einer Lambdasonde, welche in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, über einen Regelkreis geregelt wird, und bei der mittels einer sekundären Kraftstoffeinspritzung ein zweiter Kraftstoff eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuer- und Regeleinrichtung (10) die Gesamtmenge der Diesel-Kraftstoffmenge (12.2) und die Menge des zweiten Kraftstoffs mittels der Lambdasonde in einer ersten Regelschleife (20) geregelt wird und die Menge des zweiten Kraftstoffes mittels Bestimmung einer NOx-Konzentration (11.4) in einer zweiten als NOx-Regelkreis ausgebildeten Regelschleife (30) adaptiert wird.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasoptimierung einer als Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine mit einer Zweitkraftstoffeinspritzung, die eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweist, mit der eine Diesel-Kraftstoffmenge mittels einer primären Einspritzvorrichtung, abhängig von einem Lambdawert, welcher mit einer Lambdasonde, welche in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, über einen Regelkreis geregelt wird, und bei der mittels einer sekundären Kraftstoffeinspritzung ein zweiter Kraftstoff eingespritzt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
- Eine Lambdaregelung, in Verbindung mit einem Katalysator, ist heute das wirksamste Abgasreinigungsverfahren für den Ottomotor. Erst im Zusammenspiel mit derzeit verfügbaren Zünd- und Einspritzsystemen können sehr niedrige Abgaswerte erzielt werden. Besonders wirkungsvoll ist der Einsatz eines Dreiwege- oder Selektiv-Katalysators. Dieser Katalysator hat die Eigenschaft, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide bis zu mehr als 98 % abzubauen, falls der Motor in einem Bereich von etwa 1 % um das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit λ = 1 betrieben wird. Dabei gibt der Lambdawert an, wieweit das tatsächlich vorhandene Luft-Kraftstoff-Gemisch von dem Wert λ = 1 abweicht, der einem zur vollständigen Verbrennung theoretisch notwendigen Massenverhältnis von 14,7 kg Luft zu 1 kg Benzin entspricht, d.h. der Lambdawert ist der Quotient aus zugeführter Luftmasse und theoretischem Luftbedarf. Bei Luftüberschuss ist λ > 1 (mageres Gemisch). Bei Kraftstoffüberschuss ist λ < 1 (fettes Gemisch). Als Messfühler werden Lambdasonden verwendet, die einerseits als so genannte Zweipunkt-Lambdasonde oder Sprungsonde und andererseits als stetige Lambdasonde oder Breitband-Lambdasonde ausgeführt sein können.
- In mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen kann in einer lambda-basierten Regelung der Sauerstoffgehalt des Abgases mit einer Breitband-Lambdasonde gemessen und über eine Abgasrückführung, den Ladedruck und den Einspritzbeginn die Abgasqualität optimiert werden. Diese Regelung kann weiterhin zur Optimierung des Verbrauchs der Brennkraftmaschine genutzt werden.
- Bekannt sind nach diversen Publikationen von J.B. Heywood et al, MIT (u. a. auch aus der
US 2006/0102145 A1 - So hat beispielsweise ein Dieselmotor, der eine zum Brennraum zentral orientierte Dieselkraftstoff-Einspritzung und eine zusätzliche peripher ausgerichtete Ethanol- oder Aquanol-Einspritzung aufweist, nach K. Allmendinger gegenüber herkömmlichen Motoren Funktions- und Leistungsvorteile, insbesondere bei hohen Drehzahl- und Lastzuständen. Weiterhin wird durch Absenkung der Verbrennungstemperatur beim Einsatz von Alkohol oder Aquanol als sekundärer Kraftstoff im mageren Dieselmotorbetrieb auch der Stickoxid-Ausstoß im Abgas vermindert.
- Nach dem Stand der Technik findet die Entstickung des Abgases von modernen Dieselmotoren mittels SCR-Systemen (selective catalytic reduction), z.B. beschrieben in der
DE 101 39 142 A1 , oder mittels NSC-Systemen (nitrous oxide storage catalyst), z.B. beschrieben in derWO 2008 / 022 751 A2 - Bekannt ist weiterhin die Regelung eines konventionellen Dieselmotors mit der Stickoxid-Konzentration (cNOx) im Abgas als Leitgröße ebenso wie die Regelung des Motors mit der Luftzahl Lambda bzw. der Sauerstoff-Konzentration (cO2) als Leitgröße. Während die letztgenannte Regelung über cO2 mittels einer Breitband-Lambdasonde (LSU) bereits eine breite Verwendung findet, wird die Regelung über cNOx mittels einer NOx-Abgassonde derzeit bei Serienmotoren nicht umgesetzt. Gründe hierfür sind Instabilitäten einer solchen Regelung infolge einer nicht ausreichenden Dynamik und/ oder fehlender Messgenauigkeiten. Zudem erschweren Querempfindlichkeiten der zurzeit am Markt verfügbaren NOx-Abgassonden eine stabile Regelung.
- Die
DE 10 2006 020 675 A1 betrifft ein Verfahren sowie einen Programmalgorithmus zur Regelung des Luftverhältnisses Lambda sowie zur Regelung des Moments einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, bei dem eine Kraftstoffzufuhr mit wenigstens zwei Einspritzvorgängen, umfassend eine Haupteinspritzung mit einer Haupteinspritzmenge und eine Nacheinspritzung mit einer Nacheinspritzmenge, durchgeführt wird, und wobei für die Momentenregelung die Haupteinspritzmenge und für die Lambdaregelung die Nacheinspritzmenge beeinflusst wird. Es ist vorgesehen, dass eine für die Momentenregelung ermittelte Korrektur-Haupteinspritzmenge von der Nacheinspritzmenge zumindest anteilsweise subtrahiert wird. - Die
DE 10 2006 045 422 A1 betrifft ein ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb sowie eine Brennkraftmaschine für ein ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb, wobei eine Brennkraftmaschine bei Vollast mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisch und im Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Vollast mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben wird und beim Betrieb der Brennkraftmaschine in zumindest einem Teillastbereich des Betriebsbereiches dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird. - Die
US 2007/0131180 A1
und/oder Alkoholvorratsbehälter, der kommunikativ mit dem Wasser- und/oder Alkoholinjektor verbunden ist und ein Wasser und/oder Alkohol-Pumpmittel zum Aufrechterhalten des Flüssigkeitsdrucks am Einlass des Wasser- und/oder Alkoholinjektors; und eine elektronische Regeleinrichtung zum Steuern der Rate, mit der zerstäubter Dieselkraftstoff und Wasser und/oder Alkohol unabhängig voneinander in die Verbrennungskammer bzw. in den Ansaugkanal eingespritzt werden. - Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches einen stabilen leistungs- und verbrauchsoptimierten Betrieb der Diesel-Brennkraftmaschine gewährleistet und gleichzeitig die Stickoxid-Emission verringern hilft.
- Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.
- Vorteile der Erfindung
- Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Steuer- und Regeleinrichtung die Gesamtmenge der Diesel-Kraftstoffmenge und die Menge des zweiten Kraftstoffs mittels der Lambdasonde in einer ersten Regelschleife geregelt wird und die Menge des zweiten Kraftstoffes mittels Bestimmung einer NOx-Konzentration in einer zweiten als NOx-Regelkreis ausgebildeten Regelschleife adaptiert wird. Diesel-Brennkraftmaschinen mit einer derartigen sekundären Kraftstoffeinspritzung bieten den zusätzlichen Freiheitsgrad neben dem primären Lambda-Regelkreis, der insbesondere einen stabilen leistungs- und verbrauchsoptimierten Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet, mittels des zweiten Regelkreises die Diesel-Brennkraftmaschine abgasoptimiert zu regeln. Es kann damit eine Stickoxid-Minimierung realisiert werden, ohne dass der lambdageregelte Betrieb der Brennkraftmaschine gestört bzw. destabilisiert wird. Daraus ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik ein erheblicher Kostenvorteil durch die Entlastung der Abgas-Entstickungssysteme. Bei einer deutlich geringeren Stickoxidlast in der Rohemission können SCR- oder NSC-Systeme einfacher und kostengünstiger ausgelegt werden und im Idealfall sogar gänzlich entfallen.
- Dabei ist in einer bevorzugten Verfahrensvariante vorgesehen, dass in der ersten Regelschleife der Lambdawert mittels einer Breitband-Lambdasonde (LSU) bestimmt wird, die motornah im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist und mit der durch Messung des Lambdawertes bzw. der Sauerstoff-Konzentration im mageren Abgas die Dosierung der Gesamtmenge an Kraftstoff, d.h. die Diesel-Kraftstoffmenge und die Menge des zweiten Kraftstoffes vorgegeben wird. Der Einsatz einer Breitband-Lambdasonde gewährleistet dabei aufgrund ihrer Ausgangssignal-Kennlinie eine stetige Regelung der Dosierung.
- Erfindungsgemäß ist in der zweiten Regelschleife die Bestimmung der NOx-Konzentration im Abgas mittels einer NOx-Sonde, z.B. mittels einer elektrochemischen Rohemissions-NOx-Sonde, vorgesehen. Die NOx-Konzentration, die in der Rohemission Werte von bis zu 1500 ppm erreichen kann, wird als Leitgröße zur Dosierung des zweiten Kraftstoffes bzw. zur Einstellung des Verhältnisses der Dieselkraftstoffmenge und Menge des zweiten Kraftstoffes genutzt.
- Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn als zweiter Kraftstoff ein Alkohol oder ein Keton oder ein Gemisch dieser Verbindungen untereinander oder mit Wasser verwendet wird. Insbesondere die Verwendung von Aquanolen, Methanol/Wasser-Gemische oder Ethanol/ Wasser-Gemische oder Propanol/Wasser-Gemische (bzw. Kombinationen daraus), bieten den Vorteil, dass eine höhere Verdichtung und damit eine größere Leistungsausbringung bei gleichem Hubraum erzielt werden kann. Zudem können kältere Verbrennungstemperaturen erreicht werden, was die Reduzierung von Stickoxiden im Abgas begünstigt.
- Dabei kann es von Vorteil sein, wenn ein zweiter Kraftstoff mit gegenüber dem Brennwert des Diesel-Kraftstoffes geringen Brennwert eingesetzt wird. Dies kann im Extremfall Wasser und/ oder eine wässrige Lösung von Ammoniak und/ oder seiner Derivate (z.B. Harnstoff) sein. Letzteres ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine Stickoxidreduzierung im Abgas.
- Bei mittleren und insbesondere hohen Lastzuständen der Brennkraftmaschine kann in einer Verfahrensvariante vorgesehen sein, dass die Menge des zweiten Kraftstoffs erhöht wird, zum einen wegen einer verbesserten Leistungsausbringung und zum anderen wegen des verminderten NOx-Ausstoßes. Im Grenzfall muss nur noch eine kleine Menge Diesel-Kraftstoff als „flüssige Zündkerze“ injiziert werden. Beim Betrieb mit Ethanol oder Aquanol als Zweitkraftstoff würde dann der Motor überwiegend mit Ethanol betrieben. Andererseits kann ein Zweikraftstoff-Dieselmotor mit zentraler Dieseleinspritzung und einer zusätzlichen Ethanol- bzw. Aquanol-Injektion derart ausgelegt sein, dass er unter bestimmten Bedingungen, z.B. im Leerlauf oder bei entleertem sekundärem Kraftstofftank, lambdageregelt problemlos mit 100% Diesel-Kraftstoff betrieben werden kann.
- Da neben der Menge an Zweitkraftstoff bzw. dem Verhältnis an Zweitkraftstoff zu Diesel-Kraftstoff noch weitere Einflussgrößen, abhängig vom Lastzustand der Diesel-Brennkraftmaschine, den NOx-Ausstoß beeinflussen, ist es vorteilhaft, wenn als weitere Eingangsgrößen für die Steuer- und Regeleinrichtung neben dem Lambdawert eine Motordrehzahl und neben der NOx-Konzentration eine Abgastemperatur als Kenngrößen einbezogen werden und als Ausgangsgröße eine Abgasrückführrate und/ oder ein Ladedruck über einen Regelalgorithmus beeinflusst werden kann.
- Dabei kann vorgesehen sein, dass durch die Kenngrößen Motordrehzahl, Abgastemperatur, Abgasrückführrate und/ oder Ladedruck Ober- bzw. Untergrenzen festgelegt werden, innerhalb derer die Menge des zweiten Kraftstoffs geregelt wird. Gegenüber einer direkten drehzahlabhängigen Steuerung der Menge an Zweitkraftstoff bzw. dem Verhältnis an Zweitkraftstoff zu Diesel-Kraftstoff ist die zuvor beschriebene NOx-Regelung überlegen. Weiterhin kompensiert die erfindungsgemäße NOx-Regelung mögliche Unterschiede in der Qualität des zweiten Kraftstoffes. So kann beispielsweise der Wassergehalt bei Aquanolen zwischen 2 und 35 Gew. % schwanken. Trotz dieser Schwankungsbandbreite läuft der Motor aufgrund der primären Lambdaregelung in jedem Fall stabil, während mit der zweiten Regelschleife die NOx-Menge im Abgas minimiert werden kann.
- Die zuvor beschrieben Verfahrensvarianten können auch hinsichtlich der bereits genannten Vorteile für andere Zwei- oder Multi-Kraftstoff-Brennkraftmaschinen verwendet werden, wobei die Dosierregelung für den zweiten Kraftstoff oder für weitere Kraftstoffe an den abgasoptimierten Betrieb dieser Brennkraftmaschinen angepasst wird.
- Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mit der Steuer- und Regeleinrichtung die Gesamtmenge der Diesel-Kraftstoffmenge und die Menge des zweiten Kraftstoffs mittels der Lambdasonde in einer ersten Regelschleife regelbar ist und die Menge des zweiten Kraftstoffes mittels Bestimmung einer NOx-Konzentration in einer zweiten als NOx-Regelkreis ausgebildeten Regelschleife adaptierbar ist. Dabei weist die Steuer- und Regeleinrichtung Einrichtungen auf, die zur Durchführung der zuvor beschrieben Verfahrensvarianten geeignet sind.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuer- und Regeleinrichtung als Eingangsgrößen neben den Eingängen für den Lambdawert und für die NOx-Konzentration auch Eingänge für eine Motordrehzahl und eine Abgastemperatur sowie als Ausgangsgröße neben den Signalen für die Steuerung der Diesel-Kraftstoffmenge und der Menge des zweiten Kraftstoffs auch Steuersignale zur Beeinflussung einer Abgasrückführrate und/ oder eines Ladedrucks auf, so dass diese Größen in den Regelalgorithmus mit einbezogen werden können.
- Figurenliste
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 in einer schematischen Darstellung eine Steuer- und Regeleinheit einer als Otto-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine, -
2 in einer schematischen Darstellung die Steuer- und Regeleinheit einer als Diesel-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine und -
3 in einer schematischen Darstellung die Steuer- und Regeleinheit einer als Diesel-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine mit einem Zweikraftstoff-System. - Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Steuer- und Regeleinheit10 einer als Otto-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine. Die Steuer- und Regeleinheit10 (auch als Electronic Control Unit ECU bezeichnet) weist dabei als Eingangsgrößen11 einen Eingang für einen Lambdawert11.1 , der von einer Lambdasonde im Abgaskanal der Brennkraftmaschine ausgegeben wird, und einer Motordrehzahl11.2 auf. Weiterhin können, wie in1 dargestellt, auch noch eine Abgastemperatur11.3 sowie weitere Kenngrößen als Eingangsgrößen11 aufgeschaltet sein. - Als Ausgangsgröße
12 der Steuer- und Regeleinheit10 werden insbesondere Steuersignale an eine Kraftstoffzumesseinrichtung, z.B. an eine Kraftstoffeinspritzanlage der Brennkraftmaschine, zur Steuerung einer Benzin-Kraftstoffmenge12.1 und einer Luftmenge12.4 ausgegeben. Weiterhin können bei einer Otto-Brennkraftmaschine noch Steuersignale für eine Abgasrückführrate12.5 sowie weitere Einspritzparameter12.7 und Zündparameter12.8 an ein Abgasrückführventil (AGR) bzw. an die Einspritz- und Zündanlage ausgegeben werden. - Im gezeigten Beispiel erfolgt der Betrieb der Otto-Brennkraftmaschine, in dem die Benzin-Kraftstoffmenge
12.1 in einem Regelkreis derart geregelt wird, dass hinsichtlich optimaler Abgaswerte ein Lambdawert11.1 von λ = 1 oder nahe 1 eingehalten wird. -
2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Steuer- und Regeleinheit10 einer nach dem Stand der Technik als Diesel-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine. Die Steuer- und Regeleinheit10 weist in diesem Fall als Eingangsgrößen11 ebenfalls einen Eingang für einen Lambdawert11.1 , der von einer Lambdasonde im Abgaskanal der Brennkraftmaschine ausgegeben wird, und einer Motordrehzahl11.2 auf. Weiterhin können, wie in2 dargestellt, auch noch eine Abgastemperatur11.3 sowie weitere Kenngrößen als Eingangsgrößen11 aufgeschaltet sein. - Als Ausgangsgröße
12 der Steuer- und Regeleinheit10 für eine Diesel-Brennkraftmaschine werden Steuersignale für eine Dieseleinspritzanlage zur Steuerung einer Diesel-Kraftstoffmenge12.2 ausgegeben. Weiterhin ist vorgesehen, dass noch Steuersignale für eine Abgasrückführrate12.5 zur Ansteuerung eines Abgasrückführventils (AGR) sowie für einen Ladedruck12.6 für eine Ladedruckregelung eines Abgasturboladers ausgegeben werden. - Nach dem Stand der Technik erfolgt der Betrieb der Diesel-Brennkraftmaschine, in dem die Diesel-Kraftstoffmenge
12.2 in einem Regelkreis derart geregelt wird, dass hinsichtlich optimaler Abgaswerte ein Lambdawert11.1 von λ = 1 oder nahe 1 eingehalten wird. Eine Entstickung des Abgases muss mittels zusätzlicher Maßnahmen erfolgen, wie sie bereits eingangs erwähnt wurden. -
3 zeigt schematisch eine Steuer- und Regeleinheit10 einer als Diesel-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine, die eine Zweitkraftstoffeinspritzung aufweist und bei der das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasoptimierung angewendet wird. - Mit der Steuer- und Regeleinrichtung
10 wird die Diesel-Kraftstoffmenge12.2 als Ausgangsgröße12 mittels einer Einspritzvorrichtung, abhängig vom Lambdawert11.1 als primäre Eingangsgröße11 , welcher mit einer Breitband-Lambdasonde (LSU) bestimmt wird, welche in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, über eine erste Regelschleife20 geregelt. Zudem wird mittels einer sekundären Kraftstoffeinspritzung ein zweiter Kraftstoff, in diesem Fall Ethanol oder Aquanol dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführt. Dabei wird mit der Steuer- und Regeleinrichtung10 die Gesamtmenge der Diesel-Kraftstoffmenge12.2 und die einer Ethanol/Aquanol-Kraftstoffmenge12.3 mittels der Lambdasonde innerhalb der ersten Regelschleife20 derart geregelt, dass sich ein Lambdawert11.1 von λ = 1 oder nahe 1 ergibt. Die Ethanol/Aquanol-Kraftstoffmenge12.3 wird mittels Bestimmung einer NOx-Konzentration11.4 als weitere Eingangsgröße11 in einer zweiten als NOx-Regelkreis ausgebildeten Regelschleife30 adaptiert. - Als Eingangsgrößen
11 können neben den Eingängen für den Lambdawert11.1 und für die NOx-Konzentration11.4 auch Eingänge für die Motordrehzahl11.2 und die Abgastemperatur11.3 sowie als Ausgangsgröße12 neben den Signalen für die Steuerung der Diesel-Kraftstoffmenge12.2 und der Ethanol/Aquanol-Kraftstoffmenge12.3 auch Steuersignale zur Beeinflussung der Abgasrückführrate12.5 und/oder des Ladedrucks12.6 vorhanden sein. - Mit der zuvor beschriebenen Steuer- und Regeleinrichtung
10 und dem Verfahren kann eine Stickoxid-Minimierung realisiert werden, ohne dass der lambdageregelte Betrieb der Brennkraftmaschine gestört bzw. destabilisiert wird. Daraus ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik ein erheblicher Kostenvorteil durch die Entlastung der Abgas-Entstickungssysteme.
Claims (14)
- Verfahren zur Abgasoptimierung einer als Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine mit einer Zweitkraftstoffeinspritzung, die eine Steuer- und Regeleinrichtung (10) aufweist, mit der eine Diesel-Kraftstoffmenge (12.2) mittels einer primären Einspritzvorrichtung, abhängig von einem Lambdawert (11.1), welcher mit einer Lambdasonde, welche in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, über einen Regelkreis geregelt wird, und bei der mittels einer sekundären Kraftstoffeinspritzung ein zweiter Kraftstoff eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuer- und Regeleinrichtung (10) die Gesamtmenge der Diesel-Kraftstoffmenge (12.2) und die Menge des zweiten Kraftstoffs mittels der Lambdasonde in einer ersten Regelschleife (20) geregelt wird und die Menge des zweiten Kraftstoffes mittels Bestimmung einer NOx-Konzentration (11.4) in einer zweiten als NOx-Regelkreis ausgebildeten Regelschleife (30) adaptiert wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Regelschleife (20) der Lambdawert (11.1) mittels einer Breitband-Lambdasonde bestimmt wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Regelschleife (30) die NOx-Konzentration (11.4) im Abgas mittels einer NOx-Sonde bestimmt wird. - Verfahren nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration (11.4) als Leitgröße zur Dosierung des zweiten Kraftstoffes bzw. zur Einstellung des Verhältnisses der Dieselkraftstoffmenge (12.2) und Menge des zweiten Kraftstoffes genutzt wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Kraftstoff ein Alkohol oder ein Keton oder ein Gemisch dieser Verbindungen untereinander oder mit Wasser verwendet wird. - Verfahren nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Kraftstoff ein Methanol/Wasser-Gemisch oder ein Ethanol/Wasser-Gemisch oder ein Propanol/Wasser-Gemisch verwendet wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kraftstoff mit gegenüber dem Brennwert des Diesel-Kraftstoffes geringen Brennwert eingesetzt wird. - Verfahren nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Kraftstoff Wasser und/ oder eine wässrige Lösung von Ammoniak und/ oder seiner Derivate verwendet wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass bei mittleren und insbesondere hohen Lastzuständen der Brennkraftmaschine die Menge des zweiten Kraftstoffs erhöht wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Eingangsgrößen (11) für die Steuer- und Regeleinrichtung (10) neben dem Lambdawert (11.1) eine Motordrehzahl (11.2) und neben der NOx-Konzentration (11.4) eine Abgastemperatur (11.3) als Kenngrößen einbezogen werden und als Ausgangsgröße (12) eine Abgasrückführrate (12.5) und/ oder ein Ladedruck (12.6) über einen Regelalgorithmus beeinflusst werden. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kenngrößen Motordrehzahl (11.2), Abgastemperatur (11.3), Abgasrückführrate (12.5) und/oder Ladedruck (12.6) Ober- bzw. Untergrenzen festgelegt werden, innerhalb derer die Menge des zweiten Kraftstoffs geregelt wird. - Verwendung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis11 für andere Zwei- oder Multi-Kraftstoff-Brennkraftmaschinen, wobei die Dosierregelung für den zweiten Kraftstoff oder für weitere Kraftstoffe an den abgasoptimierten Betrieb dieser Brennkraftmaschinen angepasst wird. - Vorrichtung zur Abgasoptimierung einer als Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine mit einer Zweitkraftstoffeinspritzung, die eine Steuer- und Regeleinrichtung (10) aufweist, mit der eine Diesel-Kraftstoffmenge (12.2) mittels einer primären Einspritzvorrichtung, abhängig von einem Lambdawert (11.1), welcher mit einer Lambdasonde, welche in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, über einen Regelkreis regelbar ist, und bei der mittels einer sekundären Kraftstoffeinspritzung ein zweiter Kraftstoff dem Brennraum der Brennkraftmaschine zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuer- und Regeleinrichtung (10) die Gesamtmenge der Diesel-Kraftstoffmenge (12.2) und die Menge des zweiten Kraftstoffs mittels der Lambdasonde in einer ersten Regelschleife (20) regelbar ist und die Menge des zweiten Kraftstoffes mittels Bestimmung einer NOx-Konzentration (11.4) in einer zweiten als NOx-Regelkreis ausgebildeten Regelschleife (30) adaptierbar ist.
- Vorrichtung nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung (10) als Eingangsgrößen (11) neben den Eingängen für den Lambdawert (11.1) und für die NOx-Konzentration (11.4) auch Eingänge für eine Motordrehzahl (11.2) und eine Abgastemperatur (11.3) sowie als Ausgangsgröße (12) neben den Signalen für die Steuerung der Diesel-Kraftstoffmenge (12.2) und der Menge des zweiten Kraftstoffs auch Steuersignale zur Beeinflussung einer Abgasrückführrate (12.5) und/oder eines Ladedrucks (12.6) aufweisen.
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