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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Einspritzmenge eines Abgasnachbehandlungssystems, das zur Nachbehandlung von Abgas einer Brennkraftmaschine Kraftstoff insbesondere mittels eines Einspritzventils dem Abgas beimischt.
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Stand der Technik
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Zur Nachbehandlung von Abgasen von Brennkraftmaschinen und insbesondere zur Regeneration von beispielsweise Partikelfiltern, die zur Abgasnachbehandlung dienen, ist es bekannt, in das Abgassystem Kraftstoff einzuspritzen, der entweder direkt mit dem Abgas zusammenwirkt oder in einem stromabwärts gelegenen Katalysator mit dem Abgas reagiert.
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Um ein Überhitzen von Komponenten des Abgasstrangs zu verhindern und um eine effiziente Abgasnachbehandlung zu gewährleisten, ist es von großer Bedeutung, dass die einzuspritzende Menge des Kraftstoffs genau dosierbar ist. In den bekannten Abgasnachbehandlungssystemen ergeben sich die so genannten Durchflusstoleranzen aus der Durchflusstoleranz des Dosierventils selbst, sowie aus weiteren Komponenten des Kraftstofffördersystems. Zu große Durchflusstoleranzen führen zu einer ungenauen Dosierung und damit zu einer ungünstigen Nachbehandlung des Abgases. Eine Klassierung und/oder Paarung von Komponenten des Kraftstofffördersystems (inklusive Dosierventil) in der Fertigung, die die Toleranz im Gesamtsystem-Durchfluss reduzieren können, führt jedoch zu hohen Kosten. Anstatt des Einspritzens kann der Kraftstoff auch eingedampft oder auf andere Weise beigebracht werden. Das Einspritzventil ist in diesem Fällen mit einem geeigneten Einbringmittel, beispielsweise einem Eindampfventil, zu ersetzen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen der Einspritzmenge des Abgasnachbehandlungssystems sieht vor, dass zunächst ein stationärer Betrieb der Brennkraftmaschine sowie eine einzuspritzendes Soll-Kraftstoffmenge eingestellt werden. Bei der Soll-Kraftstoffmenge handelt es sich vorliegend um die von dem Abgasnachbehandlungssystem einzuspritzende Kraftstoffmenge und nicht um eine Kraftstoffmenge, die zum Betrieb der Brennkraftmaschine dient. Anschließend wird die Abgas-Isttemperatur stromabwärts mindestens einer die Temperatur des Gemischs aus Abgas und eingespritztem Kraftstoff beeinflussenden Abgasnachbehandlungseinrichtung erfasst. Danach wird in Abhängigkeit eines Vergleichs von der erfassten Abgas-Isttemperatur mit einer eigentlich erwarteten Abgas-Solltemperatur ein Korrekturfaktor bestimmt. Bevorzugt wird dazu bei dem Vergleich die Differenz aus Abgas-Isttemperatur und Abgas-Solltemperatur ermittelt. Schließlich wird die Soll-Kraftstoffmenge des Abgasnachbehandlungssystems in Abhängigkeit von dem Korrekturfaktor eingestellt beziehungsweise angepasst. Das Einstellen des stationären Betriebs führt zu einer konstanten Temperatur des von der Brennkraftmaschine kommenden Abgases. Mittels eines entsprechenden Modells lässt sich dabei auf einfache Art und Weise die zu erwartenden Abgas-Solltemperatur bestimmen, die stromabwärts des die Temperatur des Gemischs aus Abgas und eingespritztem Kraftstoff beeinflussenden Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegen sollte. Die für das Modell notwendigen Daten können entweder vorher bei unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine erfasst und in einem Kennfeld hinterlegt oder durch entsprechende Algorithmen, die die Funktion und Beeinflussung der Abgasnachbehandlungseinrichtung auf das Abgas berücksichtigen, berechnet werden. Zweckmäßigerweise wird dabei ebenfalls die Temperaturbeeinflussung durch die vorgegebene Soll-Kraftstoffmenge berücksichtigt. Durch den Vergleich der Abgas-Isttemperatur mit der Abgas-Solltemperatur kann dadurch auf einfache Art und Weise auf die tatsächliche eingespritzte Ist-Kraftstoffmenge geschlossen werden. Dazu wird in Abhängigkeit des genannten Vergleichs der Korrekturfaktor gebildet und zum Einstellen der Soll-Kraftstoffmenge berücksichtigt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, neben den fertigungsbedingten Durchflusstoleranzen der Komponenten des Kraftstofffördersystems auch betriebsbedingte beziehungsweise umgebungsbedingte Durchflussänderungen zu korrigieren. Insbesondere unterschiedliche Kraftstoffeigenschaften wie Dichte oder Viskosität, die durch die Temperatur des Kraftstoffs beeinflussbar sind, werden bei der Bestimmung des Korrekturfaktors vorteilhafterweise berücksichtigt, wobei sich die Temperatur des Kraftstoffs in Abhängigkeit von dem Betriebszustand, insbesondere der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine und/oder durch Einflüsse aus der Umgebung verändert. Die Temperatur des Kraftstoffs wird dazu bevorzugt vor dem Einspritzen erfasst und in Abhängigkeit davon ein Korrekturwert bestimmt. Der Korrekturfaktor wird vorzugsweise so von dem Korrekturwert beeinflusst, dass die betriebsbedingten beziehungsweise umgebungsbedingten, insbesondere die Kraftstofftemperatur-bedingten Durchflussänderungen beim Anpassen der Soll-Kraftstoffmenge berücksichtigt werden.
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Auf diese Weise kann ein lernfähiges System realisiert sein, welches die in dem Abgasnachbehandlungssystem vorhandenen Toleranzen, insbesondere für die Einspritzmenge, während des Betriebs bestimmt und abspeichert. Das Abspeichern beziehungsweise Hinterlegen ist dabei beispielsweise in einem Steuergerät vorgesehen, welches dem Abgasnachbehandlungssystem oder der Brennkraftmaschine zugeordnet ist. Das Bestimmen und Hinterlegen kann bei einer Fertigstellung der Brennkraftmaschine oder des Abgasnachbehandlungssystems, bei stationärem und/oder instationärem Betreiben der Brennkraftmaschine in mindestens einem bestimmten Betriebspunkt beziehungsweise Lastpunkt durchgeführt werden. In letzterem Fall ist es vorteilhaft, wenn dabei ein definiertes Einspritzen beziehungsweise Einbringen durchgeführt wird, wenn eine Temperatur des Abgasnachbehandlungssystems und/oder des Abgasnachbehandlungseinrichtung unterhalb einer Maximaltemperatur liegt.
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Bevorzugt wird als stationärer Betrieb der Brennkraftmaschine ein Betriebspunkt gewählt, bei dem eine kritische Abgastemperatur nicht überschritten wird. Dadurch wird gewährleistet, dass bei einem ersten Einspritzvorgang trotz noch nicht erkannter oder erfasster Toleranzen des Abgasnachbehandlungssystems (Durchflusstoleranzen) ein Überhitzen von Komponenten des Abgassystems vermieden wird. Der Betriebspunkt wird daher derart gewählt, dass die sich daraus ergebenden Abgastemperaturen auch unter Berücksichtigung der größten anzunehmenden Durchfluss-Toleranzen die kritische Abgastemperatur nicht überschreiten.
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Bevorzugt wird als stationärer Betrieb ein Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine eingestellt. Hier liegen verhältnismäßig niedrige Abgastemperaturen vor und darüber hinaus kann ein konstanter Abgasstrom gewährleistet werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein weiterer Korrekturwert bei wenigstens einer weiteren Temperatur des Kraftstoffs bestimmt wird. Besonders bevorzugt wird der wenigstens eine weitere Korrekturwert bei Temperaturen von –20°C, 30°C und/oder 80°C bestimmt. Weiterhin ist es denkbar, dass Korrekturwerte bei einer Vielzahl unterschiedlicher Temperaturen des Kraftstoffs ermittelt werden. Besonders bevorzugt werden Korrekturwerte bei Temperaturen von unter 0°C bis über 80°C erfasst, vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen bezüglich der Temperaturänderung. Somit kann der Korrekturfaktor in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs beeinflusst werden. In einer weiteren Ausführung wird die Temperatur des Kraftstoffs vor dem Einspritzen durch geeignete Mittel eingestellt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass wenigstens ein weiterer, insbesondere durch den Korrekturwert beeinflusster Korrekturfaktor in wenigstens einem weiteren Betriebspunkt bestimmt wird. Weiterhin ist es denkbar, dass Korrekturfaktoren in einer Vielzahl unterschiedlicher Betriebspunkte der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Vorzugsweise wird aus den so bestimmten und durch die Korrekturwerte gegebenenfalls beeinflussten Korrekturfaktoren in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und/oder von der Temperatur des Kraftstoffs eine Kennlinie und/oder ein Kennfeld gebildet. Im späteren Betrieb der Brennkraftmaschine wird auf diese Kennlinie und/oder dieses Kennfeld zurückgegriffen, um die Soll-Kraftstoffmenge in verschiedenen Betriebspunkten und/oder bei verschiedenen Temperaturen des Kraftstoffs optimal und zeitnah einzustellen. Besonders bevorzugt wird die Kennlinie und/oder das Kennfeld durch Interpolation und/oder durch Extrapolation der Korrekturfaktoren gebildet.
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Zweckmäßigerweise wird die Kennlinie und/oder das Kennfeld, insbesondere in einem nichtflüchtigen Speicher eines Steuergeräts, insbesondere des Abgasnachbehandlungssystems, hinterlegt, wobei die Kennlinie und/oder das Kennfeld natürlich auch in einem Steuergerät der Gesamt-Antriebsvorrichtung oder einem der Brennkraftmaschine zugeordneten Steuergerät hinterlegt werden kann.
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Bevorzugt werden mehrere Kennlinien und/oder Kennfelder gebildet und in einem Steuergerät hinterlegt. Zwischen den Kennlinien und/oder Kennfeldern wird dann vorzugsweise in Abhängigkeit von einer erfassten Messgröße, wie der Temperatur des Kraftstoffs und/oder einem Versorgungsdruck des Kraftstoffs, umgeschaltet. Besonders bevorzugt erfolgt das Umschalten in Abhängigkeit von dem Bereich, in dem die Messgröße liegt oder von einer Über- oder Unterschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts dieser Messgröße. Das Umschalten zwischen den Kennlinien und/oder Kennfeldern kann aber auch vom zeitlichen Verlauf der Messgröße abhängen.
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Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass die Durchführung des beschriebenen Verfahrens vor einem ersten Regenerationsbetrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung durchgeführt wird. Sind die Durchflusstoleranzen des Abgasnachbehandlungssystems zu groß, so könnte dies bei einem ersten Regenerationszyklus der Abgasnachbehandlungseinrichtung bereits zu einer Überhitzung der Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere des Partikelfilters und/oder des Oxidationskatalysators, führen, wenn die Ist-Kraftstoffmenge einen kritischen Maximalwert überschreitet. Liegt die Ist-Kraftstoffmenge unterhalb eines kritischen Minimalwerts, so kann dies dazu führen, dass sich an dem Partikelfilter festgesetzte Partikel nicht lösen beziehungsweise nicht verbrennen. Ein vorsichtiges „Herantasten” an die Soll-Abgastemperatur während eines Regenerationszyklus führt hingegen zu einem zu lange andauernden Regenerationszyklus. Das Verfahren wird somit vor dem ersten Regenerationszyklus durchgeführt, wobei dies bei einem bereits verbauten Abgasnachbehandlungssystem in einem Kraftfahrzeug oder auch vor der Montage eines das Abgasnachbehandlungssystem aufweisenden Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug erfolgen kann. Da sich zumindest die fertigungsbedingten Durchfluss-Toleranzen der einzelnen Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems über die Lebensdauer praktisch nicht verändern, reicht theoretisch das einmalige Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens aus. Bevorzugt wird jedoch in Abhängigkeit von der Lebensdauer und/oder der Laufleistung einer das Abgasnachbehandlungssystem aufweisenden Antriebsvorrichtung das Verfahren wiederholt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum Bestimmen des Korrekturfaktors eine Schaltzeit des Einspritzventils und/oder ein Öffnungsdruck des, insbesondere druckgesteuerten, Einspritzventils mittels eines Drucksensors erfasst wird. Zumindest einer dieser Werte wird anschließend der Bestimmung des Korrekturfaktors zugrunde gelegt. Zum Bestimmen der Schaltzeit wird der Öffnungszeitpunkt (BIP) und/oder der Schließzeitpunkt (EIP) verfasst. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Durchflusstoleranz von einzelnen Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems erfasst und ausgewertet werden. Ebenso ist es möglich, insbesondere wenn ein druckgesteuertes Einspritzventil verwendet wird, mittels des Drucksensors den Öffnungsdruck zu bestimmen, also denjenigen Druck, welcher zum Öffnen des Einspritzventils an diesem anliegen muss.
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Weiterhin ist vorgesehen, vor dem Erfassen des Öffnungsdrucks einen Drucksensorabgleich durchzuführen. Um bei der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise Einflüsse zu vermeiden, die aus dem Drucksensor resultieren, wird der Drucksensorabgleich durchgeführt. Mittels diesem findet eine Kalibrierung des Drucksensors statt, sodass der an dem Drucksensor anliegende Druck, beispielsweise der Öffnungsdruck, mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann. Dazu kann das Abgasnachbehandlungssystem in einen bekannten Betriebszustand gebracht werden, in welchem der Druck zumindest näherungsweise bekannt ist, oder mindestens ein weiterer Drucksensor herangezogen werden, an welche der gleiche Druck angelegt wird. In letzterem Fall werden die von den Drucksensoren gemessenen Werte verglichen und gegebenenfalls ein Korrekturwert für den Drucksensor bestimmt.
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Bevorzugt sind mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen vorgesehen, für welche jeweils, insbesondere zeitlich versetzt, der Korrekturfaktor bestimmt wird. Für jede der Abgasnachbehandlungseinrichtungen wird also ein eigener Korrekturfaktor bestimmt, um eine einzelne der Abgasnachbehandlungseinrichtungen gezielt betreiben zu können. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Bestimmen des Korrekturfaktors zeitversetzt durchgeführt wird, um ein gegenseitiges Beeinflussen der Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu vermeiden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass als Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Oxidationskatalysator und/oder ein Partikelfilter verwendet wird. Alternativ und/oder zusätzlich ist in einer weiteren Ausführungsform ein (Abgas-)Brenner als Abgasnachbehandlungseinrichtung vorgesehen.
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Die Erfindung betrifft auch ein weiteres Verfahren zum Einstellen einer Einspritzmenge eines Abgasnachbehandlungssystems, das zur Nachbehandlung von Abgas einer Brennkraftmaschine Kraftstoff insbesondere mittels eines Einspritzventils dem Abgas beimischt. Dabei sind die folgenden Schritte vorgesehen: Festlegen einer vorläufigen Soll-Kraftstoffmenge, Bestimmen von Durchflusstoleranzen von Einzelkomponenten des Abgasnachbehandlungssystems, Bestimmen einer Soll-Kraftstoffmenge aus der vorläufigen Soll-Kraftstoffmenge und den Durchflusstoleranzen und Hinterlegen der Soll-Kraftstoffmenge für einen Betrieb des Abgasnachbehandlungssystems. Diese Schritte werden vor einer Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine durchgeführt. Die vorläufige Soll-Kraftstoffmenge ist beispielsweise eine Werksvorgabe, welche für alle Abgasnachbehandlungssysteme einer Baureihe gleich ist. Bei der Herstellung des Abgasnachbehandlungssystems treten jedoch unvermeidlich Toleranzen auf, welche zu einer Veränderung der eingespritzten Kraftstoffmenge führen. Diese Toleranzen sind bei der Herstellung der Einzelkomponenten nur schwierig und unter Einsatz kostenträchtiger Maßnahmen zu begrenzen. Es ist daher vorgesehen, die Soll-Kraftstoffmenge vor einer Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine so einzustellen, dass nur die tatsächlich gewünschte Menge des Kraftstoffs dem Abgas beigemischt wird. Es wird folglich, ausgehend von der vorläufigen Soll-Kraftstoffmenge, eine Kalibrierung der Soll-Kraftstoffmenge anhand der während der Kalibrierung tatsächlich eingebrachten Kraftstoffmenge durchgeführt. Beispielsweise wird auf diese Weise eine erste (Grob-)Abstimmung der Kraftstoffmenge erreicht, während die Feinabstimmung mittels des eingangs beschriebenen Verfahrens vorzugsweise während des Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Nach der Inbetriebnahme kann es also insbesondere vorgesehen sein, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen, um auch während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Soll-Kraftstoffmenge anzupassen. Die Durchflusstoleranzen beziehungsweise die bestimmte Soll-Kraftstoffmenge werden zum Beispiel in dem Steuergerät der Brennkraftmaschine oder des Abgasnachbehandlungssystems hinterlegt. Auch ein Hinterlegen in Form eines (ein- oder mehrdimensionalen) Barcodes oder Farbcodes ist möglich. Die in dem Barcode oder Farbcode hinterlegte Information über die Soll-Kraftstoffmenge wird bei einem Zusammenbauen der Brennkraftmaschine und des Abgasnachbehandlungssystems ausgelesen und in dem Steuergerät abgespeichert.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Verfahren, wobei die Vorrichtung ein speziell hergerichtetes Steuergerät aufweist, welches Mittel zur Durchführung des Verfahrens enthält. Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektronischen Speicher, in welchem die Verfahrensschritte als Steuergeräteprogramm abgelegt sind. Ebenso betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn das Programm auf einem Computer läuft. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigt die
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Figur ein Abgasnachbehandlungssystem für ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten Darstellung.
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Die 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Abgasnachbehandlungssystem 1 einer hier nicht näher dargestellten Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, das zumindest eine Brennkraftmaschine umfasst. Das Abgasnachbehandlungssystem 1 umfasst einen Abgastrakt 2, durch den das von der Brennkraftmaschine kommende Abgas in Richtung eines Pfeils 3 strömt. In dem Abgastrakt 2 sind ein Oxidationskatalysator 4 sowie ein Partikelfilter 5, insbesondere Rußpartikelfilter, in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet. Stromabwärts des Oxidationskatalysators 4 und des Partikelfilters 5 sind jeweils ein Temperatursensor 6 beziehungsweise 7 zur Erfassung der Abgastemperatur vorgesehen.
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Weiterhin weist das Abgasnachbehandlungssystem 1 eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 8 auf. Diese umfasst ein Einspritzventil 9, das am Abgastrakt 2 stromaufwärts des Oxidations-Katalysators 4 angeordnet ist, eine Dosiereinrichtung 10, die eine dem Einspritzventil 9 zugeführte Kraftstoffmenge dosiert, sowie ein Kraftstoff-Fördersystem 11, welches der Dosiereinrichtung 10 und gegebenenfalls auch der Brennkraftmaschine der Antriebsvorrichtung Kraftstoff zuführt. Dazu weist das Kraftstofffördersystem 11 einen Kraftstofftank 12 auf, aus welchem mittels eines Förderaggregats 13, das zweckmäßigerweise als Förderpumpe ausgebildet ist, Kraftstoff entnommen und zumindest der Dosiereinrichtung 10 zugeführt werden kann. Nicht genutzter Kraftstoff kann über einen Rücklauf in den Kraftstofftank 12 zurückgeführt werden. Allgemein wird die Flussrichtung des Kraftstoffs durch Pfeile in den Leitungen angedeutet. In dem Kraftstofffördersystem 11 ist weiterhin ein Kraftstofffilter 14 zwischengeschaltet. Ein Steuergerät 15 der Antriebsvorrichtung ist dabei zumindest mit den Temperatursensoren 6, 7, mit der Dosiereinrichtung 10 und gegebenenfalls auch mit dem Einspritzventil 9 verbunden.
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Die unterschiedlichen Komponenten des Kraftstofffördersystems 11, insbesondere die Dosiereinrichtung 10 und das Einspritzventil 9 sind mit so genannten Durchfluss-Toleranzen behaftet. Diese können beispielsweise fertigungsbedingt entstehen und sorgen für unterschiedlich große Abweichungen eines Ist-Volumenstroms zu einem Soll-Volumenstrom beziehungsweise von einer Ist-Kraftstoffmenge zu einer Soll-Kraftstoffmenge. Im Betrieb des Abgasnachbehandlungssystems 1 kann dies zu einer ineffizienten Abgasnachbehandlung oder sogar zur Zerstörung einzelner Komponenten führen. Es ist daher von Bedeutung, die Durchfluss-Toleranzen möglichst klein zu halten oder entsprechend zu kompensieren. Bei einem Abgasnachbehandlungssystem, das beispielsweise aufgrund der Toleranzen der Einzelkomponenten, wie Dosiereinrichtung 10, Einspritzventil 9 und gegebenenfalls auch eines Drucksensors, etwa 10% zu viel Kraftstoff liefert, liefert dies in der Regel über die gesamte Lebensdauer, da sich die Durchflusstoleranzen der einzelnen Komponenten praktisch nicht ändern. Eine zu große Einspritzmenge hätte dabei einen zu großen Temperaturhub über den Oxidationskatalysator 4 zur Folge und könnte diesen beschädigen. Bei einer zu kleinen Einspritzemenge wäre die Temperatur zu gering, um Partikel in dem Partikelfilter 5 verbrennen zu können. Um die Durchflusstoleranzen des Kraftstofffördersystems 11 bei einer Ansteuerung der einzelnen Komponenten berücksichtigen zu können, wird folgendes Verfahren vorgeschlagen:
Zunächst wird für die Brennkraftmaschine ein stationärer Betriebspunkt eingestellt. Hierdurch wird eine im Wesentlichen konstante Abgastemperatur gewährleistet. Als Betriebspunkt wird dabei bevorzugt der Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine gewählt, da hier die Abgastemperaturen einen kritischen Wert nicht überschreiten werden. Natürlich können auch andere stationäre Betriebspunkte gewählt werden. Jedoch ist Voraussetzung, dass während des stationären Betriebs selbst bei den größten denkbaren Durchflusstoleranzen der Einzelkomponenten des Kraftstofffördersystems 11 keine Regeneration des Partikelfilters 5 erfolgt und/oder zumindest die maximal zulässige Temperatur des Partikelfilters 5 und des Oxidationskatalysators 4 nicht überschritten wird.
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Anschließend wird eine Soll-Kraftstoffmenge von dem Einspritzventil 9 in den Abgastrakt 2 beziehungsweise in das durch den Abgastrakt 2 strömende Abgas eingebracht. Anschließend wird mittels des Temperatursensors 6 die sich stromabwärts des Oxidationskatalysators 4 eingestellte Temperatur des Gemischs aus Abgas und eingespritztem Kraftstoff erfasst. Dieser erfasste Abgas-Isttemperatur wird mit einer zu erwarteten Abgas-Solltemperatur verglichen. Die Abgas-Solltemperatur wird vorteilhafterweise in dem Steuergerät 15 mittels eines Temperaturmodells des Oxidationskatalysators 4 ermittelt. In dem gewählten stationären Betriebspunkt der Brennkraftmaschine kann von einer bekannten Eingangstemperatur des Abgases vor dem Einspritzpunkt des Einspritzventils 9 ausgegangen werden. Alternativ ist es aber auch denkbar, stromaufwärts des Einspritzventils 9 einen Temperatursensor 16 vorzusehen, der die Abgas-Isttemperatur des Abgases stromaufwärts des Einspritzventils 9 erfasst. Anhand der erwarteten oder der erfassten Abgas-Isttemperatur stromaufwärts des Oxidationskatalysators wird dann mittels des Modells die Abgas-Solltemperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators 4 berechnet, die maßgeblich von der Menge des eingespritzten Kraftstoffs beeinflusst wird. Ein Vergleich der Abgas-Isttemperatur mit der erwarteten Abgas-Solltemperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators gibt somit Aufschluss über die tatsächlich eingespritzte Menge an Kraftstoff (Ist-Kraftstoffmenge). In Abhängigkeit dieses Vergleichs, bei dem bevorzugt die Differenz aus Abgas-Isttemperatur und Abgas-Solltemperatur gebildet wird, wird ein Korrekturfaktor ermittelt, in dessen Abhängigkeit die Soll-Kraftstoffmenge angepasst wird, um die tatsächlich bestehenden Durchfluss-Toleranzen des Kraftstofffördersystems 11 zu kompensieren. Das Anpassen kann dabei beispielsweise durch Verändern der Öffnungszeiten des Einspritzventils 9, der Dosiereinrichtung 10 und/oder durch Anpassen des Förderdrucks des Förderaggregats 13 erreicht werden.
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Mittels des oben beschriebenen Verfahrens können somit auf einfache Art und Weise Durchflusstoleranzen des Abgasnachbehandlungssystems 1 erfasst und ausgeglichen beziehungsweise kompensiert werden, sodass im Betrieb eine Überhitzung oder Beschädigung oder für eine Regeneration zu niedrige Temperaturen vermieden werden.
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Da die Durchflusstoleranzen bereits bei der ersten Regenerationsphase beziehungsweise im ersten Regenerationszyklus des Partikelfilters 5 zu Beschädigungen führen können, ist vorgesehen, dass das Verfahren nach der Fahrzeug-Inbetriebnahme, aber vor der ersten Regeneration, zweckmäßigerweise im Laufe der ersten 1000 km Fahrleistung des Kraftfahrzeugs, durchgeführt wird. So kann sichergestellt werden, dass bei der Durchführung der Regeneration des Partikelfilters 5 zu hohe Temperaturen vermieden werden.
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In Abhängigkeit des wie oben bestimmten Korrekturfaktors kann eine Korrekturfunktion bestimmt beziehungsweise berechnet werden, die das Anpassen der Soll-Kraftstoffmenge bei unterschiedlichen Betriebspunkten bestimmt. Alternativ kann der Korrekturfaktor auch bei unterschiedlichen Betriebspunkten erfasst und in dem Steuergerät 15 hinterlegt werden. Der oder die Korrekturfaktoren werden im Steuergerät 15 abgelegt, sodass bereits bei der ersten Regeneration die Durchfluss-Toleranzen des Kraftstofffördersystems 11 reduziert werden können, unabhängig von den ursprünglichen Durchfluss-Toleranzen. Bevorzugt wird aus den hinterlegten Korrekturfaktoren eine Kennlinie und/oder ein Kennfeld erstellt, auf das im Betrieb zurückgegriffen werden kann. Gegebenenfalls kann das beschriebene Verfahren auch während der ersten Leerlaufphase des Fahrzeugs, gegebenenfalls auch noch im Fertigungswerk, durchgeführt werden.
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Das Verfahren wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel regelmäßig durchgeführt, um den Korrekturfaktor oder die Korrekturfaktoren über die Lebensdauer des Abgasnachbehandlungssystems 1 hinweg anzupassen. Mittels des oder der hinterlegten Korrekturfaktoren lässt sich auch im dynamischen Betrieb die Soll-Kraftstoffmenge entsprechend anpassen.
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Ein weiterer Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass zu dessen Durchführung in der Regel keine zusätzlichen Komponenten oder Arbeitsschritte in der Fertigung des Abgasnachbehandlungssystems 1 notwendig sind. Hier kann auf bereits vorhandene Komponenten zurückgegriffen werden. Durch die Durchführung des Verfahrens in einem stationären oder gegebenenfalls quasi stationären Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wird ein besonders genaues Bestimmen des Korrekturfaktors beziehungsweise der Korrekturfaktoren ermöglicht.
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Weiterhin kann das oben beschriebene Verfahren auch bei einem Abgasnachbehandlungssystem 1 angewandt werden, das zusätzlich oder alternativ zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8, die zusammen mit dem Oxidationskatalysator 4 eine die Temperatur des Abgases beeinflussende Abgasnachbehandlungseinrichtung 17 bildet, einen so genannten Abgas-Brenner, also eine weitere die Temperatur des Abgases beeinflussende Abgasnachbehandlungseinrichtung aufweist. Im Fall des Abgas-Brenners als Abgasnachbehandlungseinrichtung 17 wird das Abgas von der Flamme des Brenners direkt erhitzt und nicht, wie im Fall der Kraftstoffeinspritzung und dem Oxidationskatalysator 4, von einem Temperaturhub über den Oxidationskatalysator 4, welcher von einer Oxidation des eingebrachten Kraftstoffs verursacht wird. Die Abgastemperaturerhöhung mittels des Brenners ist selbstverständlich mit Toleranzen behaftet, die sich aus Toleranzen der Brennstoffversorgung und -umsetzung ergeben. In diesem Fall kann ebenso durch Vergleich zwischen berechneter und sich tatsächlich einstellender Abgas-Isttemperatur stromabwärts des Brenners und gegebenenfalls des Oxidationskatalysators 4 der Korrekturfaktor wie oben beschrieben bestimmt werden. Umfasst das Abgasnachbehandlungssystem 1 sowohl den Oxidationskatalysator 4 sowie den (Abgas-)Brenner, so wird vorteilhafterweise für jede der Abgasnachbehandlungseinrichtungen 17 ein gesonderter Korrekturfaktor bestimmt. Wobei hierfür das Verfahren für den Oxidationskatalysator und für den Abgasbrenner zweckmäßigerweise getrennt durchgeführt wird. Das heißt, zum Bestimmen des Korrekturfaktors wird das Verfahren einmal bei abgeschaltetem Brenner und einmal bei deaktivierter Kraftstoffeinspritzung durchgeführt. Die Reihenfolge spielt dabei jedoch keine Rolle.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, neben den fertigungsbedingten Durchflusstoleranzen der Komponenten des Kraftstofffördersystems 11 auch betriebsbedingte beziehungsweise umgebungsbedingte Durchflussänderungen zu korrigieren, deren Ursache unterschiedliche Kraftstoffeigenschaften, wie insbesondere Dichte oder Viskosität, sind, welche von der Temperatur des Kraftstoffs beeinflusst werden. Dazu weist das Abgasnachbehandlungssystem 1 ein Temperaturerfassungselement 18 auf, welches zweckmäßigerweise im und/oder am Kraftstofftank 12 angeordnet ist und mit dem Steuergerät 15 in Verbindung steht. Natürlich kann das Temperaturerfassungselement 18 auch an anderer Stelle im Kraftstofffördersystem 11 vor dem Einspritzventil 9 angeordnet sein.
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Die Temperatur des Kraftstoffs vor dem Einspritzen wird mittels des Temperaturerfassungselements 18 erfasst. Anschließend wird in Abhängigkeit von dieser erfassten Temperatur ein Korrekturwert bestimmt, der den Korrekturfaktor so beeinflusst, dass die Soll-Kraftstoffmenge auch in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs angepasst wird. Auf diese Weise werden insbesondere die temperaturbedingten Dichte- und/oder Viskositätsunterschiede des Kraftstoffs, die zu Durchflussänderungen führen, bei der Anpassung der Sollkraftstoffmenge berücksichtigt.
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Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Korrekturwerten bei einer Vielzahl unterschiedlicher Temperaturen des Kraftstoffs bestimmt. Dadurch können die von den Korrekturwerten beeinflussten Korrekturfaktoren für unterschiedliche Temperaturen des Kraftstoffs bestimmt und in dem Steuergerät 15 hinterlegt werden. Durch Interpolation oder Extrapolation der in dem Steuergerät 15 hinterlegten Korrekturfaktoren kann nun wenigstens eine Kennlinie und/oder wenigstens ein Kennfeld erstellt werden. Aus der wenigstens einen Kennlinie und/oder dem wenigstens einem Kennfeld werden im späteren Betrieb Korrekturfaktoren zum Anpassen der Sollkraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Betriebspunkt und/oder von der Temperatur des Kraftstoffs entnommen.
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Es werden bevorzugt mehrere Kennlinien und/oder Kennfelder in dem Steuergerät 15 hinterlegt, die den Korrekturfaktor in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffs bei mehreren Betriebspunkten oder die für mehrere Temperaturen des Kraftstoffs den Korrekturfaktor in Abhängigkeit vom Betriebspunkt bestimmen.
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Falls mehr als eine Kennlinie und/oder ein Kennfeld im Steuergerät 15 hinterlegt wurden, wird vorzugsweise zwischen den Kennlinien und/oder Kennfeldern in Abhängigkeit von einer erfassten Messgröße umgeschaltet. Bei dieser Messgröße kann es sich um den Versorgungsdruck des Kraftstoffs und/oder die Temperatur des Kraftstoffs handeln. In einer bevorzugten Weiterbildung weist dazu das Kraftstofffördersystem 11 einen Drucksensor 19 auf, der den Versorgungsdruck des Kraftstoffs vor dem Einspritzen erfasst. Dabei kann das Umschalten zwischen den Kennlinien und/oder den Kennfeldern davon abhängen, in welchem Bereich die Messgröße liegt beziehungsweise ob sie einen oberen oder unteren Grenzwert über- oder unterschreitet. Es kann aber auch in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf dieser Messgröße zwischen den Kennlinien und/oder den Kennfeldern umgeschaltet werden.
