DE4415650A1 - Verfahren zur Beeinflussung der Zeitdauer bis zum Erreichen der Aktivierungstemperatur einer im Abgasstrang einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents
Verfahren zur Beeinflussung der Zeitdauer bis zum Erreichen der Aktivierungstemperatur einer im Abgasstrang einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine angeordneten AbgasreinigungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Zeit
dauer bis zum Erreichen der Aktivierungstemperatur einer im Ab
gasstrang einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine
angeordneten Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Aus der EP-OS 10384 ist eine Dieselbrennkraftmaschine bekannt,
in deren Ansaugleitung ein Drosselklappensystem angeordnet ist,
über welches der Ansaugluftmassenstrom dann reduziert wird, wenn
zum einen ein im Abgasstrang angeordneter Rußfilter einen vorge
gebenen Beladungsgrad erreicht hat und zum anderen die Tempera
tur des Abgases bzw. des Rußfilters selbst auf einem Niveau
liegt, welches unterhalb derjenigen Temperatur liegt, ab welcher
eine Selbstregeneration des Rußfilters möglich ist. Eine Drosse
lung des Ansaugluftstromes bei nicht beladenem Rußfilter ist
nicht vorgesehen.
Aus der DE-PS 39 32 420 ist ferner bekannt, den Ansaugluftstrom
einer Dieselbrennkraftmaschine derart zu drosseln, daß stromab
des Drosselelementes ein Absolutdruck vorliegt, welcher einem
aus einem lastabhängigen Kennfeld ausgelesenen Sollwert ent
spricht. Dieser Sollwert wird, zur weiteren Reduzierung der Par
tikelemission, in Abhängigkeit weiterer Parameter, wie z. B. des
Atmosphärendruckes oder der Ansauglufttemperatur korrigiert.
Eine Beeinflussung der Drosselung des Ansaugluftmassenstromes im
Hinblick auf eine im Abgasstrang vorgesehene Abgasreini
gungsvorrichtung ist nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zeit bis zum Er
reichen der Aktivierungstemperatur eines im Abgasstrang einer
luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine angeordneten Kata
lysators auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
Mit einer Reduzierung des Ansaugluftmassenstromes wird auch die
pro Zeiteinheit durch den Brennraum der Brennkraftmaschine
durchgesetzte Luftmasse reduziert. Dies hat zur Folge, daß - be
zogen auf einen bestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine -
das Abgastemperaturniveau sich erhöht. Erfolgt nun, wie erfin
dungsgemäß vorgesehen, die Drosselung des Ansaugluftmassenstro
mes in jedem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine in einem sol
chen Maß, daß nach der Kraftstoffeinspritzung ein nahezu
stöchiometrisches Gemisch vorliegt, so ist gewährleistet, daß
sich das Abgastemperaturniveau immer auf einem für den momenta
nen Betriebspunkt maximalen Wert befindet. Ein im Abgasstrang
der Brennkraftmaschine angeordnet er Katalysator erreicht somit
schnellstmöglich seine Aktivierungstemperatur. Die Schadstoffe
mission nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine kann damit
auf ein Minimum reduziert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sowie eine Vorrichtung zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spieles näher erläutert.
Im einzelnen zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einer Prinzipdarstellung und
Fig. 2 in einem Flußdiagramm die Funktionsweise der in Fig. 1
mit 8 bezeichneten elektronischen Steuereinheit.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Dieselbrennkraftmaschine, in deren
Abgasstrang 2 ein Katalysator 3 angeordnet ist. Im Ansaugtrakt 4
der Brennkraftmaschine 1 ist eine Drosselklappe 5 vorgesehen,
über welche der von der Brennkraftmaschine 1 angesaugte Frisch
luftstrom stufenlos drosselbar ist. Die Drosselklappe 5 wird da
bei betätigt von einem Stellantrieb 6, der wiederum über eine
Steuerleitung 7 von einer elektronischen Steuereinheit 8 aus in
Abhängigkeit verschiedener Parameter ansteuerbar ist. Hierzu
werden der elektronischen Steuereinheit 8 über den Sensor 9 und
die Meßwertleitung 10 ein der aktuellen Katalysatortemperatur
TKAT, über den Sensor 11 und die Meßwertleitung 12 ein der aktu
ellen Brennkraftmaschinendrehzahl n, über den Sensor 13 und die
Meßwertleitung 14 ein der aktuellen Brennkraftmaschinenlast
(Fahrpedalstellung α) und über den Sensor 15 (λ-Sonde) und die
Meßwertleitung 16 ein dem momentanen Restsauerstoffgehalt im
Abgas entsprechendes Signal (λ) zugeführt. Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dann, wenn die Katalysatortemperatur TKAT unterhalb
der Aktivierungstemperatur TA liegt, also unterhalb derjenigen
Temperatur, ab welcher der Katalysator 3 überhaupt erst in der
Lage ist, eine Reduzierung der ihn passierenden Schadstoffe
(insbesondere NOx und HC) herbeizuführen, den Ansaugluftmassen
strom durch entsprechendes Anstellen der Drosselklappe 5 zu re
duzieren. Die Auslenkung β der Drosselklappe 5 wird dabei ausge
lesen aus einem in einem Festwertspeicher der elektronischen
Steuereinheit 8 abgelegten Kennfeld und zwar in Abhängigkeit der
Brennkraftmaschinenlast α und -drehzahl n, wobei das Kennfeld
selbst für eine im wesentlichen stöchiometrische Gemischzusam
mensetzung ausgelegt ist. Dies heißt mit anderen Worten, daß -
unterhalb der Aktivierungstemperatur TA - die Drosselklappe 5 in
jedem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 auf diejenige Stel
lung β geregelt wird, in welcher der Ansaugluftmassenstrom in ei
nem Maße reduziert wird, daß nach der Kraftstoffeinspritzung ei
ne im wesentlichen stöchiometrische Gemischzusammensetzung vor
liegt. Die Ermittlung des Kennfeldes kann z. B. auf einem Prüf
stand erfolgen. Je nach Umgebungsbedingung ist es selbstver
ständlich möglich, die jeweilige aus dem Kennfeld ausgelesene
Drosselklappenstellung geringfügig in Richtung Öffnungsstellung
zu korrigieren, so daß eine nicht genau stöchiometrische, son
dern geringfügig in den Magerbereich verschobene Gemischzusam
mensetzung gegeben ist, wodurch immer eine saubere Verbrennung,
d. h. eine Verbrennung ohne eine erhöhte Partikelemission gewähr
leistet ist.
Sobald der Katalysator 3 seine Aktivierungstemperatur TA er
reicht hat, wird die Drosselklappe 5 langsam in Richtung Öff
nungsstellung überführt. Ab diesem Zeitpunkt wird die Öffnungs
stellung der Drosselklappe 3 derart geregelt, daß die Katalysa
tortemperatur TKAT immer innerhalb desjenigen Temperaturberei
ches (zwischen der Anspringtemperatur TA und einer oberen Grenz
temperatur To) liegt, in welchem eine maximale Reduzierung der
Schadstoffe erreicht wird. Anstelle der Katalysatortemperatur
TKAT kann natürlich auch die Temperatur des Abgases kurz vor
Eintritt in den Katalysator 3 als Meßgröße herangezogen werden.
In der Fig. 2 ist die Funktionsweise der in Fig. 1 mit 8 be
zeichneten elektronischen Steuereinheit aufgezeigt. Nach dem
Start der Brennkraftmaschine 1 werden über den Eingabeblock 17
zuerst die aktuellen Werte für die Brennkraftmaschinenlast α,
die Brennkraftmaschinendrehzahl n, die Katalysatortemperatur
TKAT und den Restsauerstoffgehalt im Abgas λ (Signal der λ-Sonde)
eingelesen. Im Verzweigungsblock 18 wird überprüft, ob die ak
tuelle Temperatur TKAT des Katalysators 3 die Aktivierungstem
peratur TA bereits erreicht oder gar schon überschritten hat.
Ist dies der Fall, erfolgt eine Verzweigung zu dem Block 19, in
welchem aus einem Kennfeld 22 entsprechend der momentanen Last α
und Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 eine Drosselklappenstel
lung β ermittelt wird, mit welcher die Katalysatortemperatur TKAT
in einem günstigen Bereich zwischen der Aktivierungstemperatur
TA und einer oberen Grenztemperatur To
(Betriebstemperaturbereich TA<TKAT<To) gehalten werden kann.
Entsprechend dieser ermittelten Drosselklappenstellung β wird an
schließend über den Ausgabeblock 20 die Drosselklappe 5 ange
steuert. Hieran im Anschluß verzweigt die Steuerung zu dem Punkt
26 zur erneuten Eingabe der einzelnen Parameter im Block 17.
Sollte die Abfrage im Verzweigungsblock 18 ergeben, daß die ak
tuelle Katalysatortemperatur TKAT noch unterhalb der Aktivie
rungstemperatur TA liegt, so verzweigt die Steuerung zu dem
Block 21, in welchem aus einem weiteren Kennfeld 23 in Abhängig
keit der aktuellen Last α und Drehzahl n der Brennkraftmaschine
1 die zugehörige Öffnungsstellung β der Drosselklappe 5 ermittelt
wird. Dieses Kennfeld 23 jedoch ist ausgelegt für eine stöchio
metrische Gemischzusammensetzung (λ = λS). Wird also die Drossel
klappe 5 über den nachfolgenden Ausgabeblock 24 auf den zuvor im
Block 21 ermittelten Wert β eingestellt bzw. geregelt, so liegt
nach der Kraftstoffeinspritzung eine im wesentlichen stöchiome
trische Gemischzusammensetzung vor. Ergibt die Abfrage im Ver
zweigungsblock 25, daß die Brennkraftmaschine 1 noch nicht abge
stellt wurde, erfolgt eine Verzweigung zum Punkt 26 zur erneuten
Eingabe der einzelnen Parameter im Eingabeblock 17.
Claims (5)
1. Verfahren zur Beeinflussung der Zeitdauer bis zum Erreichen
der Aktivierungstemperatur einer im Abgasstrang einer luftver
dichtenden Einspritzbrennkraftmaschine angeordneten Abgasreini
gungsvorrichtung, bei welchem Verfahren der Ansaugluftmassen
strom der Brennkraftmaschine bei einer Abgastemperatur unterhalb
der Temperatur zur Aktivierung der Abgasreinigungsvorrichtung
wenigstens lastabhängig reduziert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Einsatz eines Katalysators (3) als Abgasreinigungsvor
richtung der Ansaugluftmassenstrom auf einen einer stöchiometri
schen Gemischzusammensetzung (λS) im wesentlichen entsprechenden
Wert geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrag der Reduzierung des Ansaugluftmassenstromes aus
einem betriebsparameterabhängigen Kennfeld (23) ausgelesen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betriebsparameter, in deren Abhängigkeit der Betrag der
Reduzierung des Ansaugluftmassenstromes ausgelesen wird, der
Restsauerstoffgehalt (λ) im Abgas sowie die Last (α) und die
Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (1) sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Überschreiten der Aktivierungstemperatur (TA) der An
saugluftmassenstrom auf einen der Betriebstemperatur
(TA<TKAT<To) des Katalysators (3) entsprechenden Wert geregelt
wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 4, mit einer in der Ansaugleitung der luftver
dichtenden Einspritzbrennkraftmaschine angeordneten, über eine
elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Drosselklappe, welcher
Steuereinheit ein der aktuellen Brennkraftmaschinenlast, ein der
aktuellen Brennkraftmaschinendrehzahl und ein der aktuellen
Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung entsprechendes Signal
zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgasreinigungsvorrichtung ein Katalysator (3) ist und
daß im Abgasstrang (2) stromauf des Katalysators (3) ein Sensor
(15) zur Erfassung des Restsauerstoffgehaltes im Abgas angeord
net ist, dessen Signal an die elektronische Steuereinheit (8)
übermittelt wird.
Priority Applications (1)
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R071 | Expiry of right | ||
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