DE202015008072U1 - Steuerung zum Steuern einer Motoranordnung - Google Patents

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Abstract

Steuerung (100) zum Steuern einer Motoranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die eine Brennkraftmaschine (10), einen Partikelfilter (20), der mit einem Auslass (11) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, und einen elektrischen oder mechanischen Kompressor (30) aufweist, der mit einem Einlass (13) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, wobei die Steuerung (100) aufweist: Mittel (110) zum Erfassen einer Regenerationsbedingung des Partikelfilters (20); und Mittel (120) zum Erhöhen einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine (10) durch den Kompressor (30) in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Steuerung zum Steuern einer Motoranordnung, ein System mit einer Motoranordnung und der Steuerung sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit dem System.
  • Aus der DE 10 2010 046 899 A1 ist ein System zum Steuern einer Regeneration eines Partikelfilters stromabwärts einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug bekannt, wobei zur Partikelfiltergeneration während eines Brennkraftmaschinenbetriebs Frischluft mittels einer mechanischen oder elektrischen Pumpe in einen Auslasskanal gepumpt wird und eine Abgaswärme zu dem Partikelfilter durch Verstellen von Zündzeiten auf spät, Vergrößern eines Drosselöffnens oder Erhöhen von Brennkraftmaschinendrehzahl oder Last gesteigert wird.
  • Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, die Regeneration von Partikelfiltern zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird insbesondere durch eine Steuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 8, 9 stellen ein System mit einer Motoranordnung und einer hier beschriebenen Steuerung bzw. ein Kraftfahrzeug mit einem hier beschriebenen System unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Motoranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Motoranordnung eines Systems, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, eine Brennkraftmaschine, einen Partikelfilter, der mit einem Auslass, insbesondere einer Abgaspassage von Brennräumen, der Brennkraftmaschine, insbesondere gasführend, verbunden ist, und einen elektrischen oder mechanischen Kompressor auf, der mit einem Einlass, insbesondere einer Einlass- bzw. Ansaugpassage zu Brennräumen, der Brennkraftmaschine, insbesondere gasführend, verbunden ist.
  • Die Brennkraftmaschine ist in einer Ausführung mit wenigstens einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs koppelbar, insbesondere gekoppelt, bzw. Teil eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs.
  • Der Partikelfilter ist in einer Ausführung zum Sammeln von Feststoffpartikeln in einem Abgas von der Brennkraftmaschine vorgesehen bzw. eingerichtet.
  • Der elektrische Kompressor („E-Charger”) ist in einer Ausführung zur, insbesondere wahlweisen und/oder variablen, Zufuhr von Frischluft zu der Brennkraftmaschine, insbesondere ihrer Einlass- bzw. Ansaugpassage bzw. ihren Brennräumen, insbesondere unter Druckerhöhung bzw. -beaufschlagung, insbesondere Überdruck, vorgesehen bzw. eingerichtet und/oder weist einen elektrischen Antrieb, insbesondere wenigstens einen Elektromotor und/oder zum Antreiben wenigstens eines Rotors, auf.
  • Der mechanische Kompressor ist in einer Ausführung zur, insbesondere wahlweisen und/oder variablen, Zufuhr von Frischluft zu der Brennkraftmaschine, insbesondere ihrer Einlass- bzw. Ansaugpassage bzw. ihren Brennräumen, insbesondere unter Druckerhöhung bzw. -beaufschlagung, insbesondere Überdruck, vorgesehen bzw. eingerichtet und/oder mit der Brennkraftmaschine, insbesondere einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine oder einer damit koppelbaren, insbesondere gekoppelten, Welle, mechanisch, insbesondere form- und/oder reibschlüssig, koppelbar, insbesondere mit einem konstanten oder veränderlichen Übersetzungsverhältnis. In einer Weiterbildung weist der mechanische Kompressor eine Schaltkupplung zum wahlweisen mechanischen Koppeln mit der Brennkraftmaschine, insbesondere der Abtriebswelle oder der damit gekoppelten Welle, auf.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung erfasst eine Steuerung für die Motoranordnung, insbesondere eine Steuerung des Systems, eine Regenerationsbedingung des Partikelfilters, insbesondere ob eine Regenerationsbedingung des Partikelfilters vorliegt bzw. erfüllt ist oder nicht und/oder einen Grad bzw. quantitativen ein- oder mehrdimensionalen Wert einer Regenerationsbedingung, und erhöht eine Luftzufuhr der, insbesondere arbeitenden bzw. befeuerten, Brennkraftmaschine, insbesondere einen Luftmassenstrom zu der, insbesondere arbeitenden bzw. befeuerten, Brennkraftmaschine, durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, insbesondere sofern diese vorliegt bzw. erfüllt ist und/oder in einem, insbesondere durch einen Proportionalitätsfaktor, eine Funktion, Tabelle oder dergleichen, vorgegebenen Verhältnis zu deren Grad bzw. Wert, bzw. ist hierzu hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch eingerichtet. Entsprechend weist die Steuerung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung auf:
    • – Mittel zum Erfassen einer Regenerationsbedingung des Partikelfilters, insbesondere ob eine Regenerationsbedingung des Partikelfilters vorliegt bzw. erfüllt ist oder nicht und/oder eines Grades bzw. quantitativen ein- oder mehrdimensionalen Wertes einer Regenerationsbedingung; und
    • – Mittel zum Erhöhen einer Luftzufuhr der, insbesondere arbeitenden bzw. befeuerten, Brennkraftmaschine, insbesondere eines Luftmassenstroms zu der, insbesondere arbeitenden bzw. befeuerten, Brennkraftmaschine, durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, insbesondere sofern die Regenerationsbedingung vorliegt bzw. erfüllt ist und/oder in einem, insbesondere durch einen Proportionalitätsfaktor, eine Funktion, Tabelle oder dergleichen, vorgegebenen Verhältnis zu deren Grad bzw. Wert.
  • Durch die Erhöhung einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor kann in einer Ausführung eine Abgastemperatur erhöht werden.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung eine Regeneration des Partikelfilters, insbesondere ein Abbrand von darin abgelagerten Partikeln, verbessert werden.
  • Insbesondere kann hierdurch in einer Ausführung auch in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, bei denen ohne Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung kein oder nur ein, insbesondere zu, geringer Abbrand von Ablagerungen im Partikelfilter erfolgen, insbesondere eine Abbrandtemperatur nicht erreicht, würde, durch die Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor eine Regeneration des Partikelfilters ermöglicht bzw. verbessert werden, insbesondere auch bei entsprechenden Last-, insbesondere Fahrbedingungen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung auch in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, bei denen bereits ohne Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung ein Abbrand von Ablagerungen im Partikelfilter erfolgen, insbesondere eine Abbrandtemperatur erreicht, würde, durch die Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor eine Regeneration des Partikelfilters verbessert werden. Insbesondere kann in einer Ausführung hierdurch eine Abbrandzeit verkürzt werden.
  • Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung der Partikelfilter öfter und/oder unabhängig von einem Betriebs-, insbesondere Last- und/oder Fahrzustand, regeneriert und somit in einer Weiterbildung verkleinert werden. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung eine Regeneration des Partikelfilters aktiv bewirkt und/oder gesteuert, insbesondere geregelt, werden.
  • In einer Ausführung erhöht die Steuerung die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung durch entsprechendes Bestromen des elektrischen Antriebs des elektrischen Kompressors, insbesondere durch Anlegen und/oder Steuern bzw. Regeln, insbesondere Erhöhen, einer elektrischen Spannung. Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung bzw. ihr Mittel zum Erhöhen einer Luftzufuhr Mittel zum Erhöhen einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung durch, insbesondere in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung variabel geregeltes, Bestromen eines elektrischen Antriebs des elektrischen Kompressors auf.
  • In einer Weiterbildung steuert bzw. regelt die Steuerung die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung durch Variieren des Bestromens des elektrischen Antriebs des elektrischen Kompressors. So kann sie beispielsweise eine Drehzahl des elektrischen Antriebs bzw. Kompressors erhöhen, wenn eine höhere Abgastemperatur zur Regeneration des Partieklfilters angefordert wird bzw. ist. Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung Mittel zum Variieren, insbesondere Steuern bzw. Regeln, des Bestromens des elektrischen Antriebs des elektrischen Kompressors in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung auf.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung die Regeneration des Partikelfilters verbessert werden.
  • In einer Ausführung erhöht die Steuerung die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung durch entsprechendes mechanisches Koppeln des mechanischen Kompressors mit der Brennkraftmaschine, insbesondere durch Schließen der, insbesondere mechanischen, Schaltkupplung. Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung Mittel zum Erhöhen einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung durch mechanisches Koppeln des mechanischen Kompressors mit der Brennkraftmaschine, insbesondere Aktuieren bzw. Schließen einer Schaltkupplung des mechanischen Kompressors, auf.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung ein elektrischer Antrieb des Kompressors entfallen.
  • In einer Ausführung ist die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor. In einer anderen Ausführung ist die Brennkraftmaschine ein Otto- bzw. Benzinmotor bzw. weist ein ein- oder mehrteiliges Zündmittel, insbesondere eine oder mehrere Zündkerzen, zum (Fremd) Zünden einer Verbrennung in wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine auf.
  • In einer Weiterbildung verändert die Steuerung eine Zündcharakteristik des Zündmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung. Insbesondere kann sie einen Zündzeitpunkt verändern, insbesondere vorverlegen bzw. auf früh(er) verstellen oder verzögern bzw. auf spät(er) verstellen, falls die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung erhöht wird bzw. ist, insbesondere in einem, insbesondere durch einen Proportionalitätsfaktor, eine Funktion, Tabelle oder dergleichen, vorgegebenen Verhältnis zur Erhöhung oder einer dadurch bewirkten Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine. Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung Mittel zum Verändern einer Zündcharakteristik des Zündmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, insbesondere zum Verändern, insbesondere zum Vorverlegen bzw. auf früh(er) Verstellen oder Verzögern bzw. auf spät(er) Verstellen, eines Zündzeitpunkts, falls die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung erhöht wird bzw. ist, insbesondere in einem, insbesondere durch einen Proportionalitätsfaktor, eine Funktion, Tabelle oder dergleichen, vorgegebenen Verhältnis zur Erhöhung oder einer dadurch bewirkten Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine, auf.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung eine Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine durch die Erhöhung der Luftzufuhr wenigstens teilweise kompensiert werden bzw. sein. Dadurch kann in einer Weiterbildung eine Regeneration des Partikelfilters durch Erhöhen der Luftzufuhr wenigstens im Wesentlichen ohne signifikante Beeinflussung der Leistung der Brennkraftmaschine und damit insbesondere der Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
  • Entsprechend verändert in einer Ausführung die Steuerung eine Zündcharakteristik des Zündmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung derart, dass diese Änderung der Zündcharakteristik gegensinnig zu einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine durch diese Erhöhung der Luftzufuhr wirkt bzw. eine Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine durch diese Erhöhung der Luftzufuhr wenigstens teilweise kompensiert bzw. eine Reduzierung der durch diese Erhöhung der Luftzufuhr erhöhten Leistung der Brennkraftmaschine bewirkt bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. ausgebildet. In einer Ausführung verändert die Steuerung eine Zündcharakteristik des Zündmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung derart, dass einer durch diese Erhöhung der Luftzufuhr bedingten Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine entgegengewirkt bzw. diese wenigstens teilweise kompensiert, insbesondere eine Drehzahl der Brennkraftmaschine durch diese Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, wenigstens im Wesentlichen, nicht verändert wird, bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. ausgebildet.
  • In einer Ausführung ist die Brennkraftmaschine ein Motor, insbesondere ein Ottomotor, mit Direkteinspritzung. Entsprechend weist in einer Ausführung die Brennkraftmaschine ein Einspritzmittel, insbesondere ein oder mehrere Ventile, zum (direkten) Einspritzen von Kraftstoff in einen oder mehrere Brennraum der Brennkraftmaschine auf.
  • Insbesondere bei solchen Brennkraftmaschinen können im Abgas Partikel auftreten, die durch den Partikelfilter wenigstens teilweise gesammelt bzw. abgefangen werden können.
  • In einer Weiterbildung verändert die Steuerung eine Einspritzcharakteristik des Einspritzmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung. Insbesondere kann sie eine Einspritzmenge und/oder einen Einspritzzeitpunkt verändern, insbesondere erhöhen oder reduzieren bzw. vorverlegen bzw. auf früh(er) verstellen oder verzögern bzw. auf spät(er) verstellen, falls die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung erhöht wird bzw. ist, insbesondere in einem, insbesondere durch einen Proportionalitätsfaktor, eine Funktion, Tabelle oder dergleichen, vorgegebenen Verhältnis zur Erhöhung oder einer dadurch bewirkten Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine. Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung Mittel zum Verändern einer Einspritzcharakteristik des Einspritzmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, insbesondere zum Verändern, insbesondere zum Vorverlegen bzw. auf früh(er) Verstellen oder Verzögern bzw. auf spät(er) Verstellen, eines Einspritzzeitpunkts und/oder zum Vergrößern oder Reduzieren einer Einspritzmenge, falls die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung erhöht wird bzw. ist, insbesondere in einem, insbesondere durch einen Proportionalitätsfaktor, eine Funktion, Tabelle oder dergleichen, vorgegebenen Verhältnis zur Erhöhung oder einer dadurch bewirkten Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine, auf.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung eine Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine durch die Erhöhung der Luftzufuhr wenigstens teilweise kompensiert werden bzw. sein. Dadurch kann in einer Weiterbildung eine Regeneration des Partikelfilters durch Erhöhen der Luftzufuhr wenigstens im Wesentlichen ohne signifikante Beeinflussung der Leistung der Brennkraftmaschine und damit insbesondere der Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
  • Entsprechend verändert in einer Ausführung die Steuerung eine Einspritzcharakteristik des Einspritzmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung derart, dass diese Änderung der Einspritzcharakteristik gegensinnig zu einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine durch diese Erhöhung der Luftzufuhr wirkt bzw. eine Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine durch diese Erhöhung der Luftzufuhr wenigstens teilweise kompensiert bzw. eine Reduzierung der durch diese Erhöhung der Luftzufuhr erhöhten Leistung der Brennkraftmaschine bewirkt bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. ausgebildet. In einer Ausführung verändert die Steuerung eine Einspritzcharakteristik des Einspritzmittels in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung derart, dass einer durch diese Erhöhung der Luftzufuhr bedingten Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine entgegengewirkt bzw. diese wenigstens teilweise kompensiert, insbesondere eine Drehzahl der Brennkraftmaschine durch diese Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, wenigstens im Wesentlichen, nicht verändert wird, bzw. ist hierzu eingerichtet bzw. ausgebildet.
  • In einer Ausführung kann die Regenerationsbedingung des Partikelfilters eine Beladung des Partikelfilters umfassen, insbesondere sein, insbesondere das Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Beladungsgrenzwertes und/oder ein Beladungsgrad. Dies(e(r)) kann beispielsweise auf Basis eines Abgasdrucks stromabwärts des Partikelfilters, insbesondere auf Basis einer Differenz von Abgasdrücken stromauf- und -abwärts des Partikelfilters, erfasst werden.
  • Insbesondere hierzu weist in einer Ausführung die Steuerung Mittel zum Erfassen eines Abgasdrucks, insbesondere stromauf- und/oder -abwärts von dem Partikelfilter, zum Erfassen der Regenerationsbedingung des Partikelfilters auf.
  • Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung die Regenerationsbedingung des Partikelfilters eine Betriebsdauer des Partikelfilters, insbesondere seit einer vorangegangenen Regeneration, umfassen, insbesondere sein, insbesondere das Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Betriebs(dauer)grenzwertes und/oder der Betrieb seit einer vorangegangenen Regeneration.
  • Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung die Regenerationsbedingung des Partikelfilters eine Verbrennungs- und/oder Abgastemperatur umfassen, insbesondere sein, insbesondere das (Nicht-)Erreichen bzw. Unter- oder Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturgrenzwertes, insbesondere einer minimalen Abbrandtemperatur des Partikelfilters, und/oder der Abstand der erfassten Temperatur zu dem Temperaturgrenzwert. Der Temperaturgrenzwert kann in einer Ausführung wenigstens 300°C und/oder höchstens 500°C betragen.
  • So kann beispielsweise in einer Ausführung davon ausgegangen werden, dass bei Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Verbrennungstemperaturgrenzwertes in der Brennkraftmaschine bzw. eines vorgegebenen Abgastemperaturgrenzwertes stromauf- und/oder -abwärts des Partikelfilters eine Regeneration des Partikelfilters bereits (selbsttätig) erfolgt, und somit in einer Weiterbildung erfasst werden, dass eine Regenerationsbedingung zur Regeneration des Partikelfilters durch eine (zusätzliche) Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor nicht vorliegt. Umgekehrt kann entsprechend beispielsweise in einer Ausführung davon ausgegangen werden, dass bei Nicht-Erreichen bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Verbrennungstemperaturgrenzwertes in der Brennkraftmaschine bzw. eines vorgegebenen Abgastemperaturgrenzwertes stromauf- und/oder -abwärts des Partikelfilters eine Regeneration des Partikelfilters nicht (selbsttätig) erfolgt, und somit erfasst werden, dass eine Regenerationsbedingung zur Regeneration des Partikelfilters durch eine Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor vorliegt.
  • Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung Mittel zum Erfassen einer Verbrennungs- und/oder Abgastemperatur, insbesondere stromauf- und/oder -abwärts von dem Partikelfilter, zum Erfassen der Regenerationsbedingung des Partikelfilters auf.
  • Die Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor kann in einer einfachen Ausführung durch Zuschalten bzw. Aktivieren des Kompressors bei Vorliegen der ein- oder mehrdimensionalen Regenerationsbedingung und/oder Abschalten bzw. Deaktiveren des Kompressors bei Nicht-Vorliegen bzw. Wegfall der Regenerationsbedingung erfolgen, beispielsweise bei alternativem oder kummulativem Erreichen bzw. Überschreiten eines Beladungsgrenzwertes und/oder eines Betriebs(dauer)grenzwertes und/oder Nicht-Erreichen bzw. Unterschreiten eines Verbrennungs- und/oder Abgastemperaturgrenzwertes.
  • Gleichermaßen kann die Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den, insbesondere elektrischen, Kompressor in einer Ausführung auch variabel in Abhängigkeit von einem Grad der ein- oder mehrdimensionalen Regenerationsbedingung erfolgen, beispielsweise, insbesondere ab alternativem oder kummulativem Erreichen bzw. Überschreiten eines Beladungsgrenzwertes und/oder eines Betriebs(dauer)grenzwertes und/oder Nicht-Erreichen bzw. Unterschreiten eines Verbrennungs- und/oder Abgastemperaturgrenzwertes, proportional zu einer Beladung, einer Betriebsdauer seit einer vorangegangenen Regeneration und/oder einer Verbrennungs- und/oder Abgastemperatur bzw. deren Abstand zu dem Temperaturgrenzwert. So kann beispielsweise in einer Ausführung ab Erreichen einer vorgegebenen Mindestbetriebsdauer und/oder einer vorgegebenen Maximalbeladung des Partikelfilters die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den, insbesondere elektrischen, Kompressor proportional zu einem Abstand einer erfassten Abgastemperatur bis zu einer vorgegebenen Mindest-Abgastemperatur erhöht werden. Allgemein kann in einer Ausführung die Luftzufuhr der Brennkraftmaschine durch den Kompressor in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, insbesondere ihrem Grad, variabel bzw. unterschiedlich erhöht, insbesondere geregelt werden.
  • Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Kompressor steuern kann.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert, die einzige:
  • 1 ein System mit einer Motoranordnung und einer Steuerung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt ein System mit einer Motoranordnung und einer Steuerung 100 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
  • Die Motoranordnung weist eine Brennkraftmaschine 10 auf, die in 1 durch einen Teil eines Zylinders angedeutet ist
  • Die Motoranordnung weist weiter einen Partikelfilter 20 zum Sammeln von Feststoffpartikeln in einem Abgas von der Brennkraftmaschine 10 auf, der mit einem Auslass 11 von Brennräumen 12 der Brennkraftmaschine 10 gasführend verbunden ist.
  • Die Motoranordnung weist weiter einen Kompressor 30 auf, der mit einem Einlass 13 zu den Brennräumen 12 der Brennkraftmaschine 10 gasführend verbunden ist.
  • In einer Ausführung ist der Kompressor 30 ein elektrischer Kompressor und weist einen elektrischen Antrieb 31 auf. In einer anderen Ausführung ist der Kompressor 30 ein mechanischer Kompressor und weist eine Schaltkupplung 31 zum wahlweisen mechanischen Koppeln mit der Brennkraftmaschine 10 auf. Beide Ausführungen sind gemeinsam in 1 dargestellt, so dass in dieser der Kompressor 30 ein elektrischer oder mechanischer Kompressor ist und mit 31 entsprechend ein elektrischer Antrieb bzw. eine Schaltkupplung angedeutet ist.
  • Die Steuerung 100 ist beispielsweise eine Motor-ECU zum Steuern der Brennkraftmaschine 10 bzw. Motoranordnung. Signaltechnische Verbindungen sind in 1 durch strichpunktierte Signalpfeile angedeutet.
  • Die Steuerung 100 weist Mittel 110 zum Erfassen einer Regenerationsbedingung des Partikelfilters 20 und Mittel 120 zum Erhöhen einer Luftzufuhr der arbeitenden bzw. befeuerten Brennkraftmaschine 10 durch den Kompressor 30 in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung auf.
  • Ist der Kompressor 30 ein elektrischer Kompressor, so steuert, insbesondere regelt, Mittel 120 ein Bestromen des elektrischen Antriebs 31 in Abhängigkeit von einer erfassten Regenerationsbedingung bzw. ist hierzu eingerichtet. Ist der Kompressor 30 ein mechanischer Kompressor, so schließt bzw. öffnet Mittel 120 die mechanische Schaltkupplung 31 in Abhängigkeit von einer erfassten Regenerationsbedingung bzw. ist hierzu eingerichtet.
  • Die Brennkraftmaschine ist ein Otto- bzw. Benzinmotor mit Direkteinspritzung und weist Zündmittel, beispielsweise in Form von Zündkerzen 14, zum Fremdzünden einer Verbrennung in den Brennräumen 12 der Brennkraftmaschine 10 sowie Einspritzmittel, beispielsweise in Form von Einspritzventilen 15, zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume 12 der Brennkraftmaschine 10 auf.
  • Die Steuerung 100 weist Mittel zum Erfassen einer Abgasdrucks stromauf- und -abwärts von dem Partikelfilter 20 in Form von Drucksensoren 130 sowie Mittel zum Erfassen einer Abgastemperatur stromauf- oder -abwärts von dem Partikelfilter 20 in Form eines Temperatursensors 140 auf.
  • Im Betrieb prüft Mittel 110, ob eine Regenerationsbedingung vorliegt. Hierzu prüft Mittel 110 beispielsweise zunächst, ob eine Druckdifferenz zwischen Ein- und Austritt des Partikelfilters 20, die durch die Sensoren 130 erfasst wird, einen vorgegebenen Druckgrenzwert übersteigt, was auf eine entsprechende Beladung des Partikelfilters 20 schließen lässt.
  • Übersteigt die erfasste Druckdifferenz den Druckgrenzwert, so prüft Mittel 110 anhand der Signale des Sensors 140 weiter, ob eine Abgastemperatur stromauf- bzw. -abwärts von dem Partikelfilter 20 einen vorgegebenen Abgastemperaturgrenzwert zum Abbrand überschreitet, der beispielsweise etwa 350°C betragen kann. Ist dies nicht der Fall, erfasst Mittel 110 die Regenerationsbedingung bzw. stellt fest, dass diese vorliegt.
  • Daraufhin bestromt Mittel 120 den elektrischen Antrieb 31 bzw. schließt die Schaltkupplung 31, so dass der elektrische bzw. mechanische Kompressor 30 die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine 10 erhöht.
  • Um einen Einfluss dieser Erhöhung der Luftzufuhr auf die Fahreigenschaften zu reduzieren, insbesondere zu minimieren, verstellt Mittel 120 die Zündcharakteristik der Zündkerzen 14 entsprechend gegensinnig so, dass eine mit der Erhöhung der Luftzufuhr durch den Kompressor 30 einhergehende Leistungserhöhung, wenigstens im Wesentlichen, kompensiert wird bzw. eine Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 durch diese Erhöhung der Luftzufuhr, wenigstens im Wesentlichen, nicht verändert wird.
  • Zusätzlich oder alternativ kann Mittel 120 auch eine Einspritzcharakteristik der Einspritzventile 15 entsprechend verstellen.
  • Ist der Kompressor 30 ein elektrischer Kompressor, kann in einer Ausführung Mittel 120 dessen Antrieb 31 proportional zum Abstand der erfassten Abgastemperatur zu dem vorgegebenen Abgastemperaturgrenzwert zum Abbrand bestromen, d. h. die Luftzufuhr umso mehr erhöhen, je weiter die erfasste Abgastemperatur unter dem vorgegebenen Abgastemperaturgrenzwert liegt.
  • Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
  • So kann insbesondere die Luftzufuhr auch erhöht werden, wenn die erfasste Abgastemperatur an sich bereits zur Regeneration ausreichen würde, um so einen Abbrand abgelagerter Partikel im Partikelfilter 20 zu beschleunigen. Zusätzlich oder alternativ kann die Luftzufuhr bei befeuerter Brennkraftmaschine 10 beispielsweise auch zyklisch bzw. in vorgegebenen Intervallen erhöht werden.
  • Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste
    10 Brennkraftmaschine
    11 Auslass
    12 Brennraum
    13 Einlass
    14 Zündkerze (Zündmittel)
    15 Einspritzventil (Einspritzmittel)
    20 Partikelfilter
    30 Kompressor
    31 elektrischer Antrieb/Schaltkupplung
    100 Motor-ECU (Steuerung)
    110 Mittel zum Erfassen einer Regenerationsbedingung
    120 Mittel zum Erhöhen einer Luftzufuhr
    130 Drucksensor
    140 Temperatursensor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010046899 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Steuerung (100) zum Steuern einer Motoranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die eine Brennkraftmaschine (10), einen Partikelfilter (20), der mit einem Auslass (11) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, und einen elektrischen oder mechanischen Kompressor (30) aufweist, der mit einem Einlass (13) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, wobei die Steuerung (100) aufweist: Mittel (110) zum Erfassen einer Regenerationsbedingung des Partikelfilters (20); und Mittel (120) zum Erhöhen einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine (10) durch den Kompressor (30) in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung.
  2. Steuerung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuerung (100) aufweist: Mittel (120) zum Erhöhen einer Luftzufuhr der Brennkraftmaschine (10) in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung durch Bestromen eines elektrischen Antriebs (31) des elektrischen Kompressors (30) oder durch mechanisches Koppeln (31) des mechanischen Kompressors (30) mit der Brennkraftmaschine (10).
  3. Steuerung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (10) ein Zündmittel (14) zum Zünden einer Verbrennung aufweist.
  4. Steuerung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuerung (100) Mittel (120) zum Verändern einer Zündcharakteristik des Zündmittels (14) in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine (10) durch den Kompressor (30) in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, insbesondere zur wenigstens teilweisen Kompensation einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine (10) durch die Erhöhung der Luftzufuhr, aufweist.
  5. Steuerung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (10) ein Einspritzmittel (15) zum Einspritzen von Kraftstoff in wenigstens einen Brennraum (12) der Brennkraftmaschine (10) aufweist.
  6. Steuerung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuerung (100) Mittel (120) zum Verändern einer Einspritzcharakteristik des Einspritzmittels (15) in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Luftzufuhr der Brennkraftmaschine (10) durch den Kompressor (30) in Abhängigkeit von der Regenerationsbedingung, insbesondere zur wenigstens teilweisen Kompensation einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine (10) durch die Erhöhung der Luftzufuhr, aufweist.
  7. Steuerung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Mittel (130, 140) zum Erfassen einer Verbrennungs- und/oder Abgastemperatur und/oder eines Abgasdrucks, insbesondere stromauf- und/oder -abwärts von dem Partikelfilter (20), zum Erfassen der Regenerationsbedingung des Partikelfilters (20).
  8. System, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Motoranordnung, die eine Brennkraftmaschine (10), einen Partikelfilter (20), der mit einem Auslass (11) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, und einen elektrischen oder mechanischen Kompressor (30) aufweist, der mit einem Einlass (13) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, und mit einer Steuerung (100) zum Steuern der Motoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem System nach dem vorhergehenden Anspruch.
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