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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Menge eines Reduktionsmittels, welches in einen Abgasstrang, insbesondere eines Fahrzeugs, eingebracht wird. Hierbei wird ein Stickoxidgehalt berücksichtigt, welcher stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegt, um eine Basismenge des Reduktionsmittels zu ermitteln. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung dient dem Verringern des Stickoxidgehalts des Abgases. Eine Korrekturmenge des Reduktionsmittels wird unter Berücksichtigung wenigstens einer Größe ermittelt, welche von einer Last einer das Abgas freisetzenden Verbrennungskraftmaschine abhängt. Ein die wenigstens eine Größe angebendes Signal wird bei diesem Verfahren geglättet. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Zur Verminderung der Stickoxidemission (NOx-Emission) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Dieselfahrzeugs, wird im Abgasstrang wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung in Form eines Katalysators eingesetzt. Ein solcher Katalysator nutzt das Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (selective catalytic reduction, SCR). Hierbei wird dem Abgas ein Reduktionsmittel zugemischt, zum Beispiel in Form einer wässrigen Harnstofflösung, welche unter dem Markennamen AdBlue® erhältlich ist. Bei ausreichender Abgastemperatur zerfällt der Harnstoff in Anwesenheit von Wasser zu Isocyansäure und anschließend zu Ammoniak (NH3). Das NH3 reduziert mithilfe des SCR-Katalysators die Stickoxide, sofern dessen katalytisch wirksame Komponenten aufgrund einer ausreichenden Temperatur chemisch aktiviert wurden. Die Geschwindigkeit der Aufbereitung einer wässrigen Harnstofflösung zu Ammoniak, also die Thermolyse und die Hydrolyse, hängt im Wesentlichen von der Abgastemperatur und dem Abgasmassenstrom ab.
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Zum Bestimmen einer Menge des Reduktionsmittels, also eines in den Abgasstrang einzuspritzenden Dosiermassenstroms der wässrigen Harnstofflösung, wird üblicherweise der Stickoxidgehalt des Abgases ausgangsseitig der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt, etwa indem der NOx-Massenstrom anhand von Signalen eines Stickoxidsensors berechnet wird. Ein solcher Stickoxidsensor besitzt im Neuzustand eine Signaldynamik von etwa einer Sekunde (tau 10 → 90). Aufgrund eines Verrußens und einer Alterung des Stickoxidsensors kann sich diese Verzögerungszeit verlängern. Je später jedoch ein Stickoxid-Signal gemessen wird, desto später kann die wässrige Harnstofflösung zudosiert, also in den Abgasstrang eingebracht werden. In der Summe können solche Verzögerungszeiten dazu führen, dass in einem dynamischen Fahrbetrieb Stickoxide bereits in eine Abgasnachbehandlungseinrichtung wie den SCR-Katalysator eintreten, wobei die zur Verringerung des Stickoxidgehaltes notwendige Menge an Ammoniak noch gar nicht zur Reduktion der Stickoxide zur Verfügung steht. Dies führt zu einem Wirkungsgradeinbruch der Abgasnachbehandlungseiririchtung und somit zu einer erhöhten Stickoxid-Reinemission.
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Die Bestimmung der Dosiermenge des Reduktionsmittels in Abhängigkeit von einem Signal eines stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordneten Stickoxidsensors erweist sich also aufgrund der Trägheit des Stickoxidsensors als problematisch. Insbesondere bei raschen Änderungen der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine hat nämlich die Trägheit des Stickoxidsensors zur Folge, dass ein vom Signal des Stickoxidsensors abhängiges Steuersignal zum Einstellen der in den Abgasstrang einzubringenden Menge des Reduktionsmittels gegenüber einer durch die Änderungen der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine bewirkten Änderung der Stickoxid-Rohemission verzögert ist. Dies ist vor allem bei einem typischerweise mit einer raschen Zunahme der Last der Verbrennungskraftmaschine verbundenen raschen Anstieg der Stickoxid-Rohemission nachteilig. Ein verzögert an die Stickoxid-Rohemission angepasstes Dosiermengen-Steuersignal hat nämlich zumindest vorübergehend eine Unterversorgung an Reduktionsmittel des SCR-Katalysators und damit eine verminderte Stickoxid-Reduktion zur Folge.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
US 2005/0066652 A1 ein Verfahren zum Verbessern der Effizienz beim Konvertieren von Stickoxiden, bei welchem eine initiale Menge des einzuspritzenden Reduktionsmittels anhand des Stickoxidgehalts im Abgas berechnet wird, welches einem die Stickoxide reduzierenden Katalysator zugeführt wird. Diese initiale Menge wird angepasst, um vorübergehende Veränderungen der Stickoxid-Emissionen zu berücksichtigen. Hierbei wird ein Anlaufverhalten eines Verbrennungsmotors berücksichtigt. Dazu können die Motorbeschleunigung, eine Änderung einer Fahrpedalstellung oder eine Änderung der in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge berücksichtigt werden. Beispielsweise wird ein von der Fahrpedalstellung abhängiges Signal mittels eines Tiefpassfilters gefiltert, um ein Rauschen des Signals zu glätten. Basierend auf dem geglätteten Signal wird die in den Abgasstrang einzuspritzende Menge des Reduktionsmittels berechnet.
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Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass sich das geglättete Signal nicht besonders gut eignet, um ein eindeutiges Schaltsignal bereitzustellen, welches zum Ermitteln der Korrekturmenge herangezogen werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens ausgebildete Steuerungseinrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Steuerungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das geglättete Signal differenziert. Das differenzierte Signal wird dann zum Ermitteln der Korrekturmenge herangezogen. Zum Ermitteln der tatsächlich in den Abgasstrang einzubringenden Menge des Reduktionsmittels wird des Weiteren die Basismenge um die Korrekturmenge korrigiert. Durch das Differenzieren des geglätteten Signals lässt sich besonders einfach ein eindeutiges Schaltsignal bereitstellen. Das Einbringen der Menge des Reduktionsmittels in den Abgasstrang lässt sich so besonders genau und zuverlässig steuern. Die durch das Glätten des Signals bedingte Zeitverzögerung kann nämlich durch das Differenzieren des geglätteten Signals besonders weitgehend kompensiert werden. Somit ist ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln der Menge des Reduktionsmittels geschaffen.
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Als mit der Last der Verbrennungskraftmaschine korrelierende Größe kann insbesondere eine Stellung eines Fahrpedals und/oder eine in die Verbrennungskraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge berücksichtigt werden. Durch Verwendung eines solchen besonders schnell verfügbaren oder vorauseilenden Signals, welches den später zu erwartenden Stickoxid-Rohemissionsanstieg zur Folge hat, kann besonders frühzeitig die zur Verringerung des Stickoxidgehalts des Abgases notwendige Menge des Reduktionsmittels bereitgestellt werden. So wird dafür gesorgt, dass die Thermolyse und Hydrolyse des Reduktionsmittels zu Ammoniak bereits erfolgt ist, wenn auch die erhöhte Stickoxidemission in die Abgasnachbehandlungseinrichtung gelangt. Der negative Einfluss einer starken, plötzlichen Zunahme der Stickoxid-Rohemissionen auf die Abgasnachbehandlung wird dadurch reduziert. So können auch besonders strenge Abgasvorschriften einfacher eingehalten werden.
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Zum Glätten des Signals kann ein Tiefpassfilter, insbesondere Tiefpassfilter erster Ordnung eingesetzt werden. Des Weiteren kann zum Differenzieren des geglätteten Signals ein Differenzierer erster Ordnung eingesetzt werden.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das differenzierte Signal verstärkt wird, wobei das verstärkte Signal zum Ermitteln der Korrekturmenge herangezogen wird. So lässt sich ein zum Bemessen der Korrekturmenge besonders gut geeignetes Signal bereitstellen. Das verstärkte Signal kann – insbesondere unter Verwendung einer vorgebbaren Kennlinie – zum Bereitstellen eines Ansteuersignals herangezogen werden, welches eine Dosiereinrichtung nutzt, um die um die Korrekturmenge korrigierte Basismenge in den Abgasstrang des Fahrzeugs einzubringen.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung zum Ermitteln einer Menge eines Reduktionsmittels ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs mit zwei Stickoxidsensoren, wobei ein erster Sensor stromaufwärts eines SCR-Katalysators und ein zweiter Sensor stromabwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist;
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2 den zeitlichen Verlauf der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der mit dem ersten Sensor gemessenen Stickoxid-Rohemission, der Fahrpedalstellung und der Menge an eingespritztem Kraftstoff;
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3 ein Blockschaltbild zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Ermitteln einer in den Abgasstrang einzubringenden Menge einer als Reduktionsmittel dienenden wässrigen Harnstofflösung;
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4 mögliche Kennlinien, welche beim Ermitteln der Menge herangezogen werden können;
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5 den zeitlichen Verlauf eines geglätteten Signals der eingespritzten Kraftstoffmenge sowie den zeitlichen Verlauf einer in den Abgasstrang eingespritzten Basismenge des Reduktionsmittels;
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6 den zeitlichen Verlauf eines mit einer Korrekturmenge korrelierenden Ausgangssignals eines Differenzierglieds des in 3 gezeigten Blockschaltbilds; und
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7 das Überlagern der Basismenge mit der Korrekturmenge, um eine Gesamt-Dosiermenge zu erhalten.
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1 zeigt schematisch eine Abgasanlage 10 eines Fahrzeugs, welche vom Abgas einer Verbrennungskraftmaschine 12 des Fahrzeugs durchströmt wird. In einem Abgasstrang 14 ist ein erster Stickoxidsensor 16 angeordnet. Mittels dieses ersten Stickoxidsensors 16 werden die Stickoxid-Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine 12 erfasst. Der Stickoxidsensor 16 kann, wie vorliegend beispielhaft gezeigt, stromabwärts einer Turbine 18 eines Abgasturboladers im Abgasstrang 14 angeordnet sein. Stromabwärts des Stickoxidsensors 16 ist ein Oxidationskatalysator 20 im Abgasstrang 14 angeordnet, welcher vorliegend als Dieseloxidationskatalysator ausgebildet ist. Weiter stromabwärts in dem Abgasstrang 14 sind als Abgasnachbehandlungseinrichtungen ein Partikelfilter 22, insbesondere Dieselpartikelfilter, und ein SCR-Katalysator 24 angeordnet.
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Bei dem SCR-Katalysator 24 handelt es sich um eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, mittels welcher sich der Stickoxidgehalt im Abgas in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion (SCR = selective catalytic reduction) verringern lässt. Hierbei reagiert Ammoniak mit den im Abgas enthaltenen Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser. Der Ammoniak entstammt einem Reduktionsmittel, welches beispielsweise in Form einer wässrigen Harnstofflösung in das Abgas eingebracht werden kann. Der Partikelfilter 22 kann mit einer die selektive katalytische Reduktion der Stickoxide katalysierenden Beschichtung versehen sein, also mit einer SCR-Beschichtung.
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Zum Bevorraten der Harnstofflösung ist vorliegend ein Reduktionsmitteltank 26 vorgesehen. Zum Einbringen des Reduktionsmittels in den Abgasstrang 14 ist stromaufwärts des Partikelfilters 22 ein Dosiermodul 28 angeordnet, welches mit dem Reduktionsmitteltank 26 über eine Leitung 30 verbunden ist. Eine zum Fördern des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank 26 zu dem Dosiermodul 28 vorgesehene Pumpe ist in 1 nicht gezeigt.
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Vorliegend wird des Weiteren mittels eines Temperatursensors 32 die Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters 22 erfasst. Darüber hinaus erfasst ein zweiter Stickoxidsensor 34 den Stickoxidgehalt stromabwärts des SCR-Katalysators 24 und dient damit der Bestimmung der NOx-Reinemission. In 1 veranschaulicht des Weiteren ein Pfeil 86 die Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
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Bei einem solchen SCR-System wird der zu dosierende Massenstrom des Reduktionsmittels in der Regel unter Berücksichtigung des Signals des ersten Stickoxidsensors 16 bestimmt, welcher die Stickoxid-Rohemission erfasst. Weitere Größen, welche zum Ermitteln einer in den Abgasstrang 14 mittels des Dosiermoduls 28 einzubringenden Basismenge 36 (vergleiche 5) des Reduktionsmittels dienen, können herangezogen werden.
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Diese Größen können die Temperatur des Abgases und/oder des SCR-Katalysators 24, eine Menge an in den Abgasnachbehandlungseinrichtungen gespeichertem Reduktionsmittel und/oder einen Abgasmassenstrom umfassen. Es kann also die aktuelle Ammoniakspeichermenge beziehungsweise der relative Ammoniakfüllgrad im SCR-Katalysator 24 beziehungsweise des SCR-Katalysators 24 zur Ermittlung der Basismenge 36 herangezogen werden. Des Weiteren können die NOx-Emission stromabwärts des SCR-Katalysators 24 und/oder eine Beladung des SCR-Katalysators 24 mit Kohlenwasserstoffen (HC) zur Ermittlung der Basismenge 36 herangezogen werden. Die genannten, mit der NOx-Rohemission korrelierenden Größen können messtechnisch ermittelt sein und/oder modelliert. Aus der Basismenge 36 ergibt sich ein erstes Signal zum Ansteuern des Dosiermoduls 28.
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Jedoch sind das Signal des Stickoxidsensors 16 und auch die nachfolgende Aufbereitung des eingespritzten Reduktionsmittels zu Ammoniak mit einer zeitlichen Verzögerung behaftet. Im dynamischen Fahrzeugbetrieb kann es so dazu kommen, dass ein hoher Gehalt an Stickoxiden im Abgasstrang 14 vorliegt, wobei für deren Reduktion nicht unmittelbar ausreichend viel Reduktionsmittel im SCR-Katalysator 24 und/oder im mit der SCR-Beschichtung versehenen Partikelfilter 22 zur Verfügung steht.
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Dies lässt sich anhand von 2 erläutern. Hierbei veranschaulicht in einem Graphen 38, auf dessen Abszisse 40 die Zeit aufgetragen ist, eine erste Kurve 42 den zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit. Eine zweite Kurve 44 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der mit dem Stickoxidsensor 16 gemessenen NOx-Rohemission. Eine dritte Kurve 46 veranschaulicht die Stellung eines Fahrpedals des Fahrzeugs und eine vierte Kurve 48 die in die Verbrennungskraftmaschine 12 eingespritzte Menge an Kraftstoff. Aus 2 ist gut ersichtlich, dass das Signal des Stickoxidsensors 16 (Kurve 44) qualitativ der die Einspritzmenge angebenden Kurve 48 um etwa eine Sekunde nacheilt.
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Vorliegend wird jedoch von einer Steuerungseinrichtung wie etwa einem Motorsteuergerät 50 (vergleiche 1) ein Verfahren durchgeführt, welches diese Verzögerung minimiert und somit die mittels des zweiten Stickoxidsensors 34 erfassten Emissionen verringern hilft.
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Ein das Verfahren veranschaulichendes Blockschaltbild 52 ist in 3 dargestellt. Mittels des durch das Blockschaltbild 52 veranschaulichten Verfahrens wird eine vom Signal des Stickoxidsensors 16 unabhängige Korrekturmenge 54 ermittelt (vergleiche 6), um welche die von dem Signal des Stickoxidsensors 16 abhängige Basismenge 36 korrigiert wird. Diese Korrekturmenge 54 oder Korrektur-Dosiermenge wird hierbei in Abhängigkeit von einem zeitlichen Gradienten einer mit der Last der Verbrennungskraftmaschine 12 korrelierenden Motorbetriebsgröße ermittelt. Bei dieser Größe kann es sich beispielsweise um die Stellung des Fahrpedals oder um die in die Verbrennungskraftmaschine 12 eingespritzte Kraftstoffmenge handeln. Im vorliegend erläuterten Ausführungsbeispiel wird als die Motorbetriebsgröße das Signal der eingespritzten Kraftstoffmenge (Kurve 48 in 2) herangezogen.
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In dem in 3 gezeigten Blockschaltbild 52 haben die einzelnen Blöcke folgende Funktionen: In einem Schritt 56 wird ein Steuerwert für die Soll-Einspritzmenge des Kraftstoffs zur Verfügung gestellt, mit welchem die Einspritzanlage der Verbrennungskraftmaschine 12 angesteuert wird. In einem Schritt 58 kann ein Reset-Signal (Zurücksetzsignal) zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise nach einem Starten der Verbrennungskraftmaschine 12, welches bei der Durchführung des Verfahrens herangezogen wird. In einem Skalierblock 60 wird der Steuerwert für die Kraftstoff-Solleinspritzmenge umskaliert. Durch einen Block 62 wird eine vorgebbare oder skalierbare Zeitkonstante für die Filterung eines Blocks 64 zur Verfügung gestellt. Ein weiterer Block 66 kann ein Enable-Bit (Zulassungsbit) bereitstellen, mittels welchem die Durchführung der Filterung im Block 64 zugelassen oder gesperrt wird.
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In dem Block 64 erfolgt ein Glätten eines Eingangssignals u, welches die eingespritzte Kraftstoffmenge (Kurve 48 in 2) angibt. Der Block 64 kann als Tiefpass-Signalfilter, insbesondere als Tiefpassfilter erster Ordnung (PT1-Glied) ausgebildet sein. In dem Block 64 wird also das Eingangssignal u geglättet, und es werden hochfrequente Störanteile herausgefiltert. Dadurch werden nicht zu berücksichtigende Änderungen der Kraftstoffeinspritzmenge unterdrückt.
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Durch einen weiteren Block 68 kann eine vorgebbare oder skalierbare Zeitkonstante für die Filterung in einem auf den Block 64 folgenden weiteren Block 70 bereitgestellt werden. Im Block 70 erfolgt ein Differenzieren eines zu filternden Eingangssignals u, welches ein Ausgangssignal y1 des Blocks 64 ist. Bei dem als Differenzierglied ausgebildeten Block 70 kann es sich insbesondere um ein DT1-Glied handeln. Im Block 70 wird somit das die Menge des eingespritzten Kraftstoffs angebende Signal differenziert, um steile Gradienten zu ermitteln. In einem weiteren Block 72 kann ein vorgebbarer oder skalierbarer Verstärkungsfaktor für ein Ausgangssignal y2 des Blocks 70 zur Verfügung gestellt werden. Der Verstärkungsfaktor und das Ausgangssignal y2 gehen in ein Multiplizierglied 74 ein.
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Der mit dem Verstärkungsfaktor multiplizierte Gradient geht in einen Kennlinienblock 76 ein. In dem Kennlinienblock 76 kann ein Offset der Dosiermenge kalibriert werden, also die Korrekturmenge 54 ermittelt werden. Dieser Offset kann zum eigentlichen Dosiermassenstrom, also zur Basismenge 36 addiert werden, und hierbei die Basismenge 36 positiv oder auch negativ beeinflussen. Optional kann die Menge des einzuspritzenden Reduktionsmittels leicht gefiltert werden, um durch ein Bittoggeln (oder Umschalten eines Bits) Gradienten im DT1-Glied (Block 70) zu vermeiden.
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Ein Ausgangssignal y3 des Multiplizierglieds 74 geht also in den Kennlinienblock 76 ein, welcher das Ausgangssignal y3 entsprechend einer vorgebbaren Kennlinie in ein endgültiges Ausgangssignals y4 umformt. Das Ausgangssignal y4 ist ein Steuersignal, welches das Dosiermodul 28 zur Abgabe der zusätzlich zu der Basismenge 36 abzugebenden Korrekturmenge 54 ansteuert.
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In 4 sind schematisch zwei bevorzugte Varianten von alternativ vorgebbaren Kennlinien 78, 80 gezeigt, welche im Kennlinienblock 76 zum Ermitteln des Ausgangssignals y4 herangezogen werden können. Durch Heranziehung der durchgezogen dargestellten Kennlinie 78 wird das Dosiermodul 28 zur Abgabe einer zusätzlichen Korrekturmenge 54 angesteuert, welche vorliegend linear abhängig vom Ausgangssignal y3 des Multiplizierglieds 74 ist, und welche negative Werte für y3 unberücksichtigt lässt. Dies ist insofern sinnvoll, als negative Werte für y3 durch ein Abnehmen der in die Verbrennungskraftmaschine 12 eingespritzten Kraftstoffmenge verursacht sind. Solch ein Abnehmen der Kraftstoffeinspritzmengen verursacht typischerweise eine abnehmende Stickoxid-Rohemission. Zur wenigstens annähernd vollständigen Reduktion dieser abnehmenden NOx-Rohemission reicht jedoch die weiterhin dosierte Basismenge 36 in der Regel aus.
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Wird im Kennlinienblock 76 hingegen die in 4 gestrichelt dargestellte Kennlinie 80 zum Ansteuern des Dosiermoduls 28 herangezogen, so wird im Falle positiver Werte für y3 die Abgabe einer zusätzlichen Korrekturmenge 54 bewirkt. Im Falle negativer Werte für y3 wird hingegen die Basismenge 36 um die entsprechenden Werte für y4 vermindert. Dies geht mit einem verringerten Verbrauch an Reduktionsmittel einher. Die in dem Kennlinienblock 76 herangezogenen Kennlinien 78, 80 können in alternativen Ausführungsformen auch nicht linear und/oder als nicht durch den Koordinatenursprung verlaufende Kennlinien ausgebildet sein.
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Anhand von 5 bis 7 wird die Vorgehensweise zum Bestimmen der Dosiermenge des Reduktionsmittels für einen beispielhaften, fiktiven zeitlichen Verlauf der Menge des in die Verbrennungskraftmaschine 12 eingespritzten Kraftstoffs veranschaulicht. Eine Kurve 82 in 5 stellt schematisch den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals y1 dar, welches vom Block 64 ausgegeben wird. Zu einem Zeitpunkt t1 beginnt die Kraftstoffeinspritzmenge ausgehend von einem stationären Wert zuzunehmen. Dies kann beispielsweise eine Beschleunigung des Fahrzeugs auf eine höhere Geschwindigkeit zur Ursache haben. Die Menge des in die Verbrennungskraftmaschine 12 eingespritzten Kraftstoffs erreicht dann zu einem Zeitpunkt t3 einen höheren, erneut stationären Wert. Mit dieser Zunahme der Menge des in die Verbrennungskraftmaschine 12 eingespritzten Kraftstoffs korreliert typischerweise eine Zunahme der Basismenge 36 deren Wert auf einer mit mHwL,B bezeichneten Achse in 5 aufgetragen ist. Jedoch ist das Einbringen dieser Basismenge 36 in den Abgasstrang 14 mittels des Dosiermoduls 28 aufgrund der Trägheit des herangezogenen Signals des Stickoxidsensors 16 zeitlich verzögert.
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Eine dadurch verursachte, vorübergehende Unterdosierung des Reduktionsmittels wird jedoch durch Heranziehung der Korrekturmenge 54 ausgeglichen. 6 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf des mit der Korrekturmenge 54 korrelierenden Ausgangssignals y2 des Blocks 70, also des Differenzierglieds. Hierbei ist ersichtlich, dass in vorteilhafter Weise das Signal y2 gegenüber dem Signal y1 nicht oder allenfalls in einem vernachlässigbaren Ausmaß verzögert ist.
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Eine in 7 gezeigte Kurve 84 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der mit dem endgültigen Ausgangssignal y4 korrelierenden Gesamtdosiermenge mHWL,G. Entsprechend ist die Basismenge 36, insbesondere in einem Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 und in einem Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t3 und t4, durch Heranziehen der Korrekturmenge 54 erhöht beziehungsweise verringert. Im Zeitpunkt t2 erfolgt hierbei das bezogen auf den Zeitpunkt t1 etwas verspätete Erhöhen der Basismenge 36. In analoger Weise wird bis zum Zeitpunkt t4 die Basismenge 36 weiter erhöht, obwohl bereits zum Zeitpunkt t3 die in die Verbrennungskraftmaschine 12 eingespritzte Kraftstoffmenge den höheren, stationären Wert erreicht hat.
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Bei der Überlagerung der Basisdosiermenge und der Korrekturdosiermenge zu der Gesamtdosiermenge (vergleiche 7) ist vorliegend von einer linearen Kennlinie ausgegangen, für welche beispielhafte Ausgestaltungen in 4 gezeigt sind.
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Durch das Berücksichtigen der Korrekturmenge 54 beim Ermitteln der durch die Kurve 84 angegebenen Gesamtdosiermenge werden so insbesondere bei dynamischem Fahrzeugbetrieb die Stickoxid-Emissionen verringert. Das liegt daran, dass beim Erkennen eines bevorstehenden Anstiegs der Stickoxid-Emission der Dosiermassenstrom bereits frühzeitig erhöht wird. So steht rechtzeitig ausreichend viel Ammoniak im SCR-Katalysator 24 (und vorliegend auch im SCR-beschichteten Partikelfilter 22) für die Reduktion der Stickoxide zur Verfügung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abgasanlage
- 12
- Verbrennungskraftmaschine
- 14
- Abgasstrang
- 16
- Stickoxidsensor
- 18
- Turbine
- 20
- Oxidationskatalysator
- 22
- Partikelfilter
- 24
- SCR-Katalysator
- 26
- Reduktionsmitteltank
- 28
- Dosiermodul
- 30
- Leitung
- 32
- Temperatursensor
- 34
- Stickoxidsensor
- 36
- Basismenge
- 38
- Graph
- 40
- Abszisse
- 42
- Kurve
- 44
- Kurve
- 46
- Kurve
- 48
- Kurve
- 50
- Motorsteuergerät
- 52
- Blockschaltbild
- 54
- Korrekturmenge
- 56
- Schritt
- 58
- Schritt
- 60
- Skalierblock
- 62
- Block
- 64
- Block
- 66
- Block
- 68
- Block
- 70
- Block
- 72
- Block
- 74
- Multiplizierglied
- 76
- Kennlinienblock
- 78
- Kennlinie
- 80
- Kennlinie
- 82
- Kurve
- 84
- Kurve
- 86
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2005/0066652 A1 [0005]
