DE102010055641A1 - Method for determining soot loading of particulate filter i.e. diesel particulate filter, in exhaust gas path of internal combustion engine, involves determining deviation of soot entry depending on reference and actual values - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Rußbeladung eines Partikelfilters, welcher in einem Abgasweg einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, die mit einem vorbestimmten Kraftstoffmassen-Sollwert und mit einer Luftmasse entsprechend einem vorbestimmten Ladedruck-Sollwert betrieben wird. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Ausführung des Verfahrens eingerichtete Steuereinrichtung.The invention relates to a method for determining a soot load of a particulate filter, which is arranged in an exhaust path of an internal combustion engine, which is operated with a predetermined fuel mass setpoint and with an air mass corresponding to a predetermined boost pressure setpoint. The invention further relates to a control device configured for carrying out the method.
Bekannterweise werden Partikelfilter in Abgasanlagen von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, eingesetzt, um Ruß und andere partikulären Abgasbestandteile aus dem Abgas herauszufiltern. Um ihre Filterkapazität zu erhalten, müssen von Zeit zu Zeit (etwa nach jeweils 500 bis 1500 km) die Partikelfilter vom Ruß befreit werden. Dazu wird der Motor von der Normalbetriebsart in die Partikelfilterregenerationsbetriebsart umgeschaltet, bei der Abgastemperaturen von 550 bis 650°C erzeugt werden, bei denen die gespeicherte Rußmasse auf dem Filter unter Verbrauch von Luftsauerstoff abgebrannt wird. Zur Feststellung der Regenerationsnotwendigkeit ist die Ermittlung der genauen Beladung des Partikelfilters von großer Bedeutung. Ist nämlich die tatsächlich in dem Partikelfilter gespeicherte Rußmasse größer als die ermittelte, können bei der Regeneration unzulässig hohe Temperaturen infolge der Rußüberbeladung auftreten, die zur Beeinträchtigung des Filters führen können. Wird die ermittelte Beladung im umgekehrten Fall hingegen als zu hoch eingeschätzt, wird die zulässige Beladungskapazität des Filters nicht vollständig genutzt mit der Folge eines erhöhten Kraftstoffverbrauchs aufgrund der unnötig häufigen Partikelfilterregenerationen. Darüber hinaus kann es infolge verstärkter Motorölverdünnung zu erhöhtem Triebwerkverschleiß kommen.As is known, particulate filters are used in exhaust systems of internal combustion engines, in particular diesel engines, in order to filter out soot and other particulate exhaust components from the exhaust gas. In order to maintain their filter capacity, the particulate filters must be cleaned of soot from time to time (approximately every 500 to 1500 km). To do this, the engine is switched from the normal mode to the particulate filter regeneration mode where exhaust gas temperatures of 550 to 650 ° C are generated at which the stored soot mass on the filter is consumed by consuming atmospheric oxygen. To determine the need for regeneration, the determination of the exact load of the particulate filter is of great importance. If, in fact, the soot mass actually stored in the particulate filter is greater than that determined, unacceptably high temperatures can occur during regeneration as a result of the soot overburden, which can lead to impairment of the filter. On the other hand, if the determined load is considered to be too high in the opposite case, the permissible loading capacity of the filter is not fully utilized, resulting in increased fuel consumption due to unnecessarily frequent particle filter regeneration. In addition, increased engine oil degradation can lead to increased engine wear due to increased engine oil dilution.
Ein bekannter Ansatz zur Ermittlung einer Partikelfilterbeladung macht sich den Umstand zunutze, dass mit zunehmender Beladung der Abgasgegendruck vor dem Filter ansteigt. Konkret wird der Abgasgegendruck oder die Druckdifferenz vor und hinter dem Filter mittels Drucksensoren gemessen und mit einem betriebspunktabhängigen Schwellenwert verglichen, dessen Überschreitung zur Auslösung der Filterregeneration führt. Von diesem Ansatz macht beispielsweise die
Einen grundsätzlich zur Druck- bzw. Differenzdruckmessung unterschiedlichen Ansatz liefern modellbasierte Verfahren, welche die Rußbeladung modellieren, indem der Rußmassenstrom des Abgases und damit der Rußeintrag in den Filter abgeschätzt wird. Hierfür werden betriebspunktabhängige Kennfelder genutzt, welche den Rußgehalt des Abgases in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt, in der Regel in Form von Motordrehzahl und Motorlast (welche gemäß Solldrehmoment oder Kraftstoffmasse einfließt), angeben. Unter Berücksichtigung des Rußaustrages infolge passiver und aktiver Filterregenerationen erfolgt die Ermittlung der Filterbeladung durch Integration.A fundamentally different approach to pressure or differential pressure measurement provide model-based methods that model the soot loading by the soot mass flow of the exhaust gas and thus the Rußeintrag is estimated in the filter. For this purpose, operating point-dependent maps are used which indicate the soot content of the exhaust gas as a function of the operating point, usually in the form of engine speed and engine load (which flows according to target torque or fuel mass). Taking into account the soot emissions as a result of passive and active filter regeneration, the filter loading is determined by integration.
Aus
In
Sofern der Rußeintrag in Abhängigkeit vom Motorbetriebspunkt kennfeldmäßig ermittelt wird, entspricht dies dem nominellen Zustand für ein System im stationären Gleichgewichtszustand, bei dem die einzuregelnden Betriebsparameter, wie zugeführte Luft- und Kraftstoffmasse, EGR-Rate etc. und damit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda, mit den tatsächlich vorliegenden übereinstimmen. Dies ist jedoch unter dynamischen Bedingungen mitnichten der Fall. Insbesondere führen trägheitsbedingte Regelabweichungen zu gegenüber den stationären Rußemissionen stark abweichenden Emissionen, die nur schwer erfassbar sind. Dies liegt darin begründet, dass insbesondere in hochdynamischen Fahrzyklen der überwiegende Teil der Rußemissionen eine Folge instationärer und damit schwer erfassbarer Motorbetriebszustände ist. Unter diesen Bedingungen werden in dem jeweiligen momentanen Arbeitspunkt des Motors (auch Betriebspunkt genannt) die Sollwertvorgaben der Luft- und Kraftstoffzumessung infolge von Trägheiten der Regelstrecken und Stellglieder infolge hoher Fahrdynamik nicht erreicht. Dies trifft in besonderem Maße auf die Ladeluftdruckregelung zu, da diese mit Abstand die größte Trägheit aufweist.If the soot entry is determined as a function of the engine operating point according to the map, this corresponds to the nominal state for a steady-state steady state system in which the operating parameters to be adjusted, such as the supplied air and fuel mass, EGR rate, etc., and thus the air-fuel ratio lambda, coincide with those actually present. However, this is by no means the case under dynamic conditions. In particular, inertia-related control deviations lead to emissions which differ greatly from stationary soot emissions, and which are difficult to detect. This is due to the fact that, especially in highly dynamic driving cycles, the majority of the soot emissions is a consequence of unsteady and thus difficult to detect engine operating states. Under these conditions, the setpoint specifications of the air and fuel metering due to inertia of the controlled systems and actuators due to high driving dynamics are not reached in the respective current operating point of the engine (also called operating point). This is particularly true for the charge air pressure control, since this has the greatest inertia by far.
Aus
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung der Beladung eines Partikelfilters zur Verfügung zu stellen, das eine erhöhte Genauigkeit aufweist und einfach zu implementieren ist. Die Ermittlung der Beladung sollte dabei in Echtzeit beispielsweise im elektronischen Motorsteuergerät ausgeführt werden können und einen möglichst geringen Kalibrierungsaufwand erfordern. Ferner soll eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Steuereinheit bereitgestellt werden.The invention is based on the object of providing a method for determining the loading of a particulate filter which has increased accuracy and is easy to implement. The determination of the load should be able to be performed in real time, for example, in the electronic engine control unit and require the least possible calibration effort. Furthermore, a control unit suitable for carrying out the method is to be provided.
Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren sowie einer Steuereinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.These objects are achieved by a method and a control device having the features of the independent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft demnach die Ermittlung einer Rußbeladung eines Partikelfilters, welcher in einem Abgasweg einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Kraftstoffeinspritzanlage auf, welche Kraftstoff mit einem vorbestimmten Einspritzdruck-Sollwert den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine zuführt. Vorzugsweise wird der Einspritzdruck in einem geschlossenen Regelkreis geregelt. Dabei wird zur Ermittlung der Rußbeladung zumindest in einer instationären Betriebssituation ein Rußeintrag in den Partikelfilter ermittelt, indem der Rußeintrag für einen entsprechenden stationären Betriebspunkt bestimmt und dieser so korrigiert wird, dass eine Abweichung des Rußeintrags infolge der instationären Betriebssituation berücksichtigt wird. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Abweichung des Rußeintrags infolge der instationären Betriebssituation wenigstens in Abhängigkeit des vorbestimmten Einspritdruck-Sollwerts und eines gemessenen Einspritzdruck-Istwerts bestimmt wird.The inventive method accordingly relates to the determination of a soot loading of a particulate filter, which is arranged in an exhaust path of an internal combustion engine. The internal combustion engine has a fuel injection system, which supplies fuel with a predetermined injection pressure setpoint to the cylinders of the internal combustion engine. Preferably, the injection pressure is regulated in a closed loop. In this case, to determine the soot loading, at least in a transient operating situation, a soot entry into the particulate filter is determined by determining the soot entry for a corresponding stationary operating point and correcting it so that a deviation of the soot entry due to the transient operating situation is taken into account. According to the invention, it is now provided that the deviation of the soot entry due to the transient operating situation is determined at least as a function of the predetermined injection pressure setpoint and a measured injection pressure actual value.
Die Erfindung berücksichtigt den Umstand, dass in einem gegebenen Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine die stationären Sollwertvorgaben des Kraftstoffdrucks (Einspritzdrucks) infolge von Trägheit der Regelstrecke und seiner Stellglieder bei hoher Fahrdynamik nicht errecht werden. Aus dieser instationären Regelabweichung des aktuellen (gemessenen) Einspritzdrucks von der Regelvorgabe resultiert nicht nur ein gewisser Fehler in der Kraftstoffzumessung, sondern vor allem auch eine verminderte Qualität der Gemischaufbereitung. So ist der Einspritzdruck maßgeblich für die bereitstehende Gemischbildungsenergie. Können die Einspritzdruck-Sollwerte aufgrund der Systemträgheiten bei hoher Dynamik nicht ausgeregelt werden, ist die Folge ein suboptimaler Verbrennungsprozess mit zum Teil stark erhöhten transienten Rußemissionen. Während bisherige Konzepte lediglich eine Abweichung der Luftzumessung im instationären Betrieb in Form von Abweichungen des Lambdawerts berücksichtigen, wurden Abweichungen der Gemischaufbereitungsqualität stets außer Acht gelassen. Der im Abgas gemessene Lambdawert erlaubt jedoch keine Aussage über die Qualität der Gemischaufbereitung und dem mit dieser zusammenhängenden Rußemissionsverhalten. Folglich wird durch die erfindungsgemäße Berücksichtigung der Einspritzdruck-Regelabweisung erstmalig die Gemischaufbereitungsqualität bei der Bestimmung eines Beladungsgrades eines Partikelfilters berücksichtigt, wodurch die Genauigkeit des Verfahrens verbessert wird.The invention takes into account the fact that in a given operating point of the internal combustion engine, the stationary setpoint specifications of the fuel pressure (injection pressure) due to inertia of the controlled system and its actuators with high driving dynamics are not reached. From this transient deviation of the current (measured) injection pressure of the control specification results not only a certain error in the fuel metering, but above all, a reduced quality of the mixture preparation. Thus, the injection pressure is decisive for the available mixture formation energy. If the injection pressure setpoints can not be corrected due to the system inertia with high dynamics, the result is a suboptimal combustion process with in some cases greatly increased transient soot emissions. While previous concepts only considered a deviation of the air metering in transient operation in the form of deviations of the lambda value, deviations of the mixture preparation quality were always disregarded. However, the lambda value measured in the exhaust gas does not permit any information about the quality of the mixture preparation and the associated soot emission behavior. Consequently, by taking into account the injection pressure control rejection according to the invention for the first time, the mixture preparation quality is taken into account in the determination of a degree of loading of a particle filter, whereby the accuracy of the method is improved.
Da der Einspritzdruck üblicherweise ohnehin einer Regelung im Wege eines geschlossenen Regelkreises unterliegt, stehen bereits im Stand der Technik die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Parameter Einspritzdruck-Sollwert und gemessener Einspritzdruck-Istwert zur Verfügung. Somit erfordert das Verfahren praktisch keinen zusätzlichen instrumentellen Aufwand.Since the injection pressure is usually subject to regulation by means of a closed control loop, the parameters required for the process according to the invention are already available in the prior art for the injection pressure setpoint and the measured actual injection pressure value. Thus, the method requires virtually no additional instrumental effort.
Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Begriff „Einspritzdruck” in einem weiten Sinn verstanden und umfasst einen Druck des vor einem Kraftstoffinjektor vorliegenden Kraftstoffs unabhängig davon, ob dieser, wie bei Dieselmotoren üblich, direkt in die Zylinder eingespritzt wird oder im Falle von Vorgemischbildnern in ein Einlassrohr. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um eine direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschine. Weiterhin weist die Kraftstoffeinspritzanlage der Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise ein Kraftstoffrail auf, in welchem der Kraftstoff mit hohem (geregelten) Kraftstoffdruck den Injektoren der Zylinder vorgelagert wird (so genanntes Common-Rail-Konzept). In diesem Fall entspricht der dem Verfahren zugrundeliegende Einspritzdruck den in dem Kraftstoffrail vorliegenden Raildruck.In the context of the present invention, the term "injection pressure" is understood in a broad sense and includes a pressure of the fuel present in front of a fuel injector, regardless of whether this, as in diesel engines usually injected directly into the cylinders or, in the case of premixing agents, into an inlet tube. Preferably, however, it is a direct-injection internal combustion engine. Furthermore, the fuel injection system of the internal combustion engine preferably has a fuel rail, in which the fuel with high (regulated) fuel pressure upstream of the injectors of the cylinder (so-called common rail concept). In this case, the injection pressure on which the method is based corresponds to the rail pressure present in the fuel rail.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die instationäre Abweichung des Rußeintrags in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Einspritzdruck-Sollwert, dem gemessenen Einspritzdruck-Istwert sowie einem aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine bestimmt wird. Der Betriebs- oder Arbeitspunkt kann in diesem Fall insbesondere in Form einer aktuellen Motordrehzahl und Motorlast Berücksichtigung finden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit des Verfahrens noch weiter verbessert werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the transient deviation of the soot entry in dependence on the predetermined injection pressure setpoint, the measured injection pressure actual value and a current operating point of the internal combustion engine is determined. The operating or operating point can be considered in this case, in particular in the form of a current engine speed and engine load. In this way, the accuracy of the method can be further improved.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeweils ein Rußemissionswert oder ein hiermit korrelierender Wert in Abhängigkeit des Einspritzdruck-Sollwerts und des Einspritzdruck-Istwerts bestimmt wird und diese Rußemissionswerte in die Korrektur einfließen. Dabei können die Rußemissionswerte in Abhängigkeit des Einspritzdruck-Sollwerts bzw. des Einspritzdruck-Istwerts aus einer empirisch ermittelten gespeicherte Kennlinie ausgelesen werden, welche den Rußemissionswert in Abhängigkeit des Einspritzdrucks darstellt. Alternativ ist auch die Verwendung eines gespeicherten formelmäßigen Zusammenhangs zwischen Rußemissionswert und Einspritzdruck möglich.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that in each case a soot emission value or a value correlating therewith is determined as a function of the injection pressure setpoint and the injection pressure actual value and these soot emission values are included in the correction. In this case, the soot emission values can be read from an empirically determined stored characteristic curve as a function of the injection pressure setpoint or the injection pressure actual value, which represents the soot emission value as a function of the injection pressure. Alternatively, the use of a stored formulaic relationship between soot emission value and injection pressure is possible.
Aus dem Verhältnis des Rußemissionswerts für den Einspritzdruck-Istwert und des Rußemissionswerts für den Einspritzdruck-Sollwert oder aus den entsprechenden korrelierenden Werten wird in bevorzugter Ausführung ein (erster) Korrekturfaktor bestimmt, der in die Korrektur insbesondere durch Multiplikation mit dem stationären Rußmassenstrom einfließt. Bereits mit diesem sehr einfachen Modell wird eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Genauigkeit erreicht.From the ratio of the soot emission value for the injection pressure actual value and the soot emission value for the injection pressure target value or from the corresponding correlating values, a (first) correction factor is determined in a preferred embodiment, which is included in the correction, in particular by multiplication with the stationary soot mass flow. Even with this very simple model, an improved accuracy over the prior art is achieved.
Eine weitere Erhöhung der Genauigkeit des Verfahrens wird dadurch erreicht, dass ein zweiter Korrekturfaktor in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine aus einem Kennfeld ermittelt wird und der zweite Korrekturfaktor in die Korrektur einfließt.A further increase in the accuracy of the method is achieved in that a second correction factor is determined as a function of the current operating point of the internal combustion engine from a characteristic map and the second correction factor is included in the correction.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinrichtung zur Ermittlung einer Rußbeladung eines Partikelfilters, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung kann insbesondere in ein elektronisches Motorsteuergerät implementiert sein. Zur Ausführung des Verfahrens kann sie einen entsprechenden Algorithmus in gespeicherter und computer-lesbarer Form enthalten sowie eine gespeicherte einspritzdruckabhängige Kennlinie, welche einen Rußemissionswert oder einen korrelierenden Wert, insbesondere einen dimensionslosen Rußemissionskennwert, in Abhängigkeit von Einspritzdruck abbildet.The subject matter of the present invention is furthermore a control device for determining a soot charge of a particle filter, which is set up to carry out the method according to the invention. The control device can be implemented in particular in an electronic engine control unit. To carry out the method, it may contain a corresponding algorithm in stored and computer-readable form and a stored injection-pressure-dependent characteristic curve which maps a soot emission value or a correlating value, in particular a dimensionless soot emission characteristic, as a function of injection pressure.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Auf der anderen Seite sind (nicht dargestellte) Auslassöffnungen der Zylinder
Das in
Das Kraftstoffeinspritzsystem
Die Verbrennungskraftmaschine
In Abhängigkeit der eingelesenen Signale ermittelt das Steuergerät
Der Partikelfilter
Ein solches im Stand der Technik bekanntes Modell ist im Blockschaltbild der
Zunächst einmal fließt in das Modell der Rußmassenstrom aus der Motoremission bei stationärem Betrieb beladungserhöhend ein (Zweig a in
Weiterhin wird der ebenfalls beladungserhöhende Rußmassenstrom aus der Motoremission bei instationärem, also dynamischem Betrieb berücksichtigt (Zweig b in
Als weiterer Einfluss auf die Rußbeladung des DPF
Schließlich findet die thermische Rußregeneration Berücksichtigung, die in der Regel willkürlich bei Erreichen eines Beladungsschwellenwertes eingeleitet wird, indem Maßnahmen zur Anhebung der Abgas- und/oder Filtertemperatur eingeleitet werden (Zweig d in
Für alle Komponenten a) bis d) werden entsprechende Kennfelder verwendet, welche den Rußeintrag in den DPF bzw. den Rußaustrag aus dem DPF, beispielsweise in Form von Rußmassenströmen mit der Einheit mg/m3 oder mg/h oder mg/Arbeitsspiel, in Abhängigkeit von den genannten Eingangsgrößen abbilden. Die vier Einzelwerte a) bis d) werden laufend durch Addition bzw. Subtraktion miteinander verrechnet und über die Betriebszeit integriert (kumuliert), so dass das Resultat der Ermittlung eine absolute Rußmasse oder eine hiermit korrelierende Größe ist, die mit einem vorbestimmten kritischen Beladungsschwellenwert verglichen werden kann.For all components a) to d) corresponding maps are used, which the soot entry into the DPF or the Rußaustrag from the DPF, for example in the form of Rußmassenströmen with the unit mg / m 3 or mg / h or mg / cycle, depending from the mentioned input values. The four individual values a) to d) are continuously calculated by addition or subtraction and integrated (accumulated) over the operating time, so that the result of the determination is an absolute soot mass or a correlated therewith size, which are compared with a predetermined critical loading threshold can.
Die größte Schwierigkeit in dem Bestreben, die Beladung des DPF mit hoher Genauigkeit zu ermitteln, stellt die Erfassung der Rußmassenströme in instationären, also dynamischen Betriebssituationen für alle Fahrzyklen dar. Es ist bekannt, dass die Rußemissionen beim Dieselmotor stark vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambda) abhängen. Insbesondere sind diese in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Lambda = 1) besonders hoch. In dem bekannten Verfahren wird daher eine instationäre Lambda-Regelabweichung (Δλ) beispielsweise durch Vergleich des gemessenen momentanen Lambdawertes (Lambda-Istwert) mit einem stationären Lambda-Referenzwert berücksichtigt. Der Lambda-Istwert kann durch Messung im Abgasstrom erfasst werden. Ferner wird gemäß einer bekannten Vorgehensweise aus dem aktuellen Betriebspunkt, der in Form der aktuellen Drehzahl und des aktuellen Drehmoments eingelesen wird, ein stationärer Lambda-Referenzwert ermittelt, der einem empirisch ermittelten Kennfeld (Lambda-Referenzkennfeld) als Funktion der Drehzahl und des Drehmoments entnommen wird. Durch Subtraktionsbildung wird die Lambda-Abweichung Δλ berechnet, welche zusammen mit dem gemessenen Lambda-Istwert in ein Rußmassenstromkennfeld eingehen, um diesem den instationären Rußmassenstrom zu entnehmen, der zu dem stationären Rußmassenstrom addiert wird.The greatest difficulty in the effort to determine the loading of the DPF with high accuracy, the detection of soot mass flows in transient, ie dynamic operating situations for all driving cycles. It is known that the soot emissions in diesel engine greatly from the air-fuel ratio ( Lambda) depend. In particular, these are particularly high in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio (lambda = 1). In the known method, therefore, a transient lambda control deviation (Δλ) is taken into account by comparing the measured instantaneous lambda value (lambda actual value) with a stationary lambda reference value, for example. The lambda actual value can be detected by measuring in the exhaust gas flow. Furthermore, according to a known procedure from the current operating point, which is read in the form of the current speed and the current torque, a stationary lambda reference value is determined, which is taken from an empirically determined map (lambda reference map) as a function of speed and torque , By subtraction formation, the lambda deviation Δλ is calculated, which together with the measured lambda actual value enter into a soot mass flow characteristic map in order to take from it the transient soot mass flow which is added to the stationary soot mass flow.
Erfindungsgemäß wird bei der Ermittlung der instationären Rußemission die Regelabweichung des Einspritzdrucks (Raildrucks) infolge der Trägheit der Regelstrecke und ihrer Stellglieder ausgewertet und in der Modellierung der Rußmassenemissionen der Verbrennungskraftmaschine zur Ermittlung der DPF-Beladung berücksichtigt. Insbesondere wird die instationäre Abweichung des Rußeintrags wenigstens in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Einspritzdruck-Sollwert (Raildruck-Sollwert) und einem gemessenen, tatsächlichen momentanen Einspritzdruck-Istwert (Raildruck-Istwert) bestimmt. Daneben kann der aktuelle Betriebspunkt, insbesondere in Form der aktuellen Motordrehzahl und des aktuellen Motordrehmoments, in das Modell einfließen. Die Berücksichtigung der Einspritzdruck-Regelabweichung erfolgt vorzugsweise zusätzlich zur Berücksichtigung der Lambdaabweichung, beispielsweise gemäß der vorstehend im Zusammenhang mit Zweig b) der
Ein Überblick des Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in
Für die Umsetzung der erfindungsgemäßen Ermittlung der Rußbeladung des Partikelfilters sind grundsätzlich unterschiedliche Berechnungsmethoden einsetzbar. Besonders bevorzugt ist jedoch ein nachfolgend dargestellter, vereinfachter Ansatz, der Vorteile angesichts Beschränkungen der Rechenleistung und des verfügbaren Speicherplatzes im Motorsteuergerät
Einzelheiten zu dem bevorzugten erfindungsgemäßen Ansatz zur Ermittlung der instationären Rußemission gemäß bevorzugter Ausführung sind in
Zur Ermittlung eines Korrekturfaktors für den instationären Einfluss von Raildruck-Regelabweichungen wird der Raildruck-Istwert p_Kist im Common-Rail
In einem weiteren oder parallelen Verfahrensschritt wird der Raildruck-Sollwert p_KSoll vom Motorsteuergerät
Durch Division des für den Raildruck-Istwert p_Kist kennfeldmäßig erhaltenen Rußemissionskennwerts und des für den Raildruck-Sollwert p_KSoll erhaltenen Rußemissionskennwerts wird ein erster Korrekturfaktor (Korrekturfaktor
Die Genauigkeit des Verfahrens kann noch weiter verbessert werden, indem ein empirisch ermitteltes Kennfeld (Kennfeld_2 in
Anwendungsexperimente in der Praxis haben gezeigt, dass die oben beschriebene erfindungsgemäße Methode zur Ermittlung der Rußemission eines Motors bzw. einer Beladung eines DPF in Fahrzyklen mit hoher Fahrdynamik eine hohe Genauigkeit liefert, die mit den bekannten Modellfunktionen bislang nicht erreicht werden konnte.Practical application experiments have shown that the method according to the invention described above for determining the soot emission of a motor or a loading of a DPF in driving cycles with high driving dynamics provides a high level of accuracy which could not previously be achieved with the known model functions.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1212
- Zylindercylinder
- 1414
- KraftstöffeinspritzsystemKraftstöffeinspritzsystem
- 1616
- Luftansaugrohrair intake pipe
- 1818
- Stellelement/DrosselklappeActuator / throttle
- 2020
- Abgaskanalexhaust duct
- 2222
- Partikelfilter (DPF)Particulate filter (DPF)
- 2424
- Katalysatorcatalyst
- 2626
- Kraftstoffinjektorfuel injector
- 2828
- Common-RailCommon rail
- 3030
- Hochdruckpumpehigh pressure pump
- 3232
- MotorsteuergerätEngine control unit
- 3434
- Lambdasondelambda probe
- 3636
- Drucksensorpressure sensor
- 3838
- Kennfelder/KennlinienMaps / characteristic curves
- nn
- MotordrehzahlEngine speed
- LL
- Motorlastengine load
- λist λ is
- Lambda-IstwertLambda actual value
- m_KSoll m_K Soll
- Kraftstoffmassen-SollwertFuel mass setpoint
- p_Kist p_K is
- Einspritzdruck-IstwertInjection pressure value
- p_KSoll p_K target
- Einspritzdruck-SollwertInjection pressure setpoint
- p_LSoll p_L setpoint
- Ladedruck-SollwertBoost pressure setpoint
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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