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DE3723470C2 - Verfahren zur Steuerung der Regenerierung eines Rußfilters - Google Patents

Verfahren zur Steuerung der Regenerierung eines Rußfilters

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DE3723470C2
DE3723470C2 DE3723470A DE3723470A DE3723470C2 DE 3723470 C2 DE3723470 C2 DE 3723470C2 DE 3723470 A DE3723470 A DE 3723470A DE 3723470 A DE3723470 A DE 3723470A DE 3723470 C2 DE3723470 C2 DE 3723470C2
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Richard Dipl Ing Bauer
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Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Regenerierung eines Rußfilters nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
In der Dieselpartikelfilter-Studie p54-6/1/372-12/85 "Verringerung des Partikelausstoßes bei Nutzfahrzeugen mit Hilfe von Abgasnachbehandlungseinrichtungen" der For­ schungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren, Jülicher Straße 342-352 5100 Aachen (1985) ist auf den Seiten 111 bis 126 beschrieben, daß sich die elektronische Bearbeitung der Meßgrößen Abgastemperatur, Motor­ drehzahl und Abgasgegendruck am Rußfilter durch einen Mikroprozessor zur Regenerationssteuerung eines Rußfilters besonders anbietet. Diese Meßgrößen werden aber ausdrücklich vollkommen isoliert ausgewertet und aus dieser isolierten Betrachtung werden Rückschlüsse auf das Betriebsverhalten der Brenn­ kraftmaschine gemacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Regenerierung eines Rußfilters zu entwickeln, das bei allen Lastkollektiven und Drehzahlen der Brennkraftmaschine gestattet, ein Maß für die Belagstärke des Rußfilters zu erhalten, um damit eine effektive und den Anforde­ rungen angemessene Regenerierung des Rußfilters steuern zu können.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß aus dem Wert des Abgasgegendrucks P und der Drehzahl N ein Maß B für die Belagstärke des Rußfilters berechnet wird und dieser berechnete Wert mit einem vorgegebenen Maximalwert B-max der Belagstärke verglichen und bei Überschreiten des Maxi­ malwertes die Regenerierung eingeleitet wird.
Es ist somit möglich, bei allen Lastkollektiven und Dreh­ zahlen der Brennkraftmaschine ein Maß für die Belagstärke des Rußfilters zu erhalten, so daß eine effektive und den Anforderungen angemessene Regenerierung des Rußfilters möglich ist. Es ist dabei unerheblich, ob die Brennkraft­ maschine nur im Teillastbetrieb oder über den gesamten Drehzahl- bzw. Lastbereich gefahren wird. Eine Verstopfung des Rußfilters, aufgrund einer nicht erkannten überhöhten Belagstärke, ist nach diesem Verfahren nahezu ausgeschlos­ sen. Dabei wird der Abgasgegendruck P als Produkt
P = B × Nk
dargestellt. B ist ein Maß für die Belagstärke, N für die Drehzahl und der Exponent k ist eine Konstante.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorteil­ hafterweise für k ein Wert von ungefähr k = 2 einge­ setzt. Die Größe k ist abhängig von den leistungsbestim­ menden Motorgrößen, wie z. B. dem Regelstangenweg, der Ladedrehzahl und der Temperatur; k ist somit vom jeweili­ gen Motortyp abhängig.
Im Versuch, insbesondere im stationären Betrieb der Brenn­ kraftmaschine, wird aus der obigen Beziehung
P = B × Nk
der Maximalwert B-max der Belagstärke ermittelt, bei dem eine Regenerierung des Rußfilters eingeleitet werden muß. Dieser Wert B-max wird im regulären Betrieb der Brenn­ kraftmaschine mit dem augenblicklichen Wert für die Belag­ stärke verglichen.
Vorteilhafterweise wird der augenblickliche Wert der Be­ lagsstärke in statistisch ausgewählten Zeitabständen oder in gleichen Zeitabständen ermittelt. Es kann auch sinnvoll sein, durch einen von außen eingegebenen Impuls z. B. vom Fahrer eines Fahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine eingebaut ist, oder von einer entsprechenden Steuerein­ richtung, die Berechnung der augenblicklichen Belagstärke zu veranlassen.
Erfindungsgemäß wird die Belagstärke durch Regression bestimmt. Eine zeitliche Verschiebung zwischen der Dreh­ zahl und dem zugehorigen Abgasgegendruckwert kann dabei leicht durch eine geeignete Taktzeit des Mikroprozessors ausgeglichen werden.
Als Kontrollmaß für die Güte der Berechnung kann zweck­ mäßigerweise der Korrelationskoeffizient herangezogen werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung und dem Prinzipschema, welches im folgenden näher erläutert wird.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Drehzahl N und der Abgasgegendruck P in statistischen oder deterministi­ schen Zeitabschnitten ermittelt und einer elektronischen Bearbeitung mittels Mikroprozessor zugeführt (siehe Be­ reich A und B im Prinzipschema). Bei dieser Bearbeitung wird aus den Werten P und N sowie einer gespeicherten Konstante k aus der Beziehung
P = B × Nk
der augenblickliche Wert für die Belagstärke B-Au ermit­ telt. Der augenblickliche Wert B-Au wird anschließend z. B. in einem Komparator (siehe C) mit einem maximalen Wert B-max der Belagstärke verglichen. Übersteigt B-Au den Wert B-max, so wird die Regenerierung des Rußfilters eingelei­ tet. Liegt B-Au jedoch unterhalb B-max, so braucht der Rußfilter noch nicht regeneriert zu werden. Der Vorgang - ermitteln von N und P, Berechnen von B-Au, Ver­ gleich B-Au mit B-max - kann dann später wiederholt werden.
Die Werte für B-max sowie k werden vorher im Versuch er­ mittelt. Es liegt dabei ebenso die Beziehung
P = B × Nk
zugrunde.

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung der Regenerierung eines Rußfilters in einer Brennkraftmaschine, wobei die Motordrehzahl N und der Abgasgegendruck P am Rußfilter erfaßt und über eine elektroni­ sche Bearbeitung mittels Mikroprozessor ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Wert des Abgasgegen­ drucks P und der Drehzahl N ein Maß B für die Belagstärke des Rußfilters dadurch berechnet wird, daß der Abgasgegendruck P als Produkt P = B × Nkdargestellt wird und dieser berechnete Wert mit einem vorgegebenen Maximalwert B-max der Belagstärke verglichen und bei Überschreiten des Maximalwertes die Regenerierung eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Exponenten k ein konstanter Wert, insbesondere k ungefähr 2 eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Versuch, insbesondere im stationären Betrieb der Brennkraftmaschine, aus der Be­ ziehung P = B × Nkder Maximalwert der Belagstärke B-max, bei dem eine Rege­ nerierung des Rußfilters eingeleitet werden muß, ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in statistisch ausgewählten Zeitabständen der augenblickliche Wert der Belagstärke ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in gleichen Zeitabständen der augenblickliche Wert der Belagstärke ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagstärke B durch Re­ gression bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitliche Verschiebung zwischen der Drehzahl und dem zugehörigen Abgasgegendruck­ wert durch eine geeignete Taktzeit des Mikroprozessors ausgeglichen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontrollmaß für die Güte der Berechnung der Korrelationskoeffizient herangezogen wird.
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