Zur Steuerung und/oder Überwachung von sogenannten Abgasnachbehandlungssystemen sind ein oder auch mehrere Temperatursensoren im Abgasstrang vorgesehen. Übliche Sensoren sind aufgrund ihres Messprinzips träge. Im dynamischen Motorbetrieb weist daher der gemessene Temperaturverlauf eine zeitliche Verzögerung gegenüber dem tatsächlichen Temperaturverlauf auf. Insbesondere bei der Überwachung und/oder bei der Regelung von Größen, ergeben sich aus der dynamischen Trägheit des Sensors bzw. des Gesamtsystems Probleme. Besonders problematisch ist bei der Überwachung, dass das träge Temperatursignal mit anderen Größen verglichen wird, die mit dynamisch besseren Sensoren erfasst oder aus deren Signalen berechnet werden.

Vorteile der Erfindung Dadurch, dass das Temperatursignal einer ersten Korrektur, die das Ansprechverhalten des Sensors berücksichtigt, und einer zweiten Korrektur unterzogen wird, die das zeitliche Verhalten der Brennkraftmaschine und/oder der zugeordneten Komponenten berücksichtigt, kann die Genauigkeit des Temperatursignals deutlich verbessert werden. Insbesondere das dynamische Verhalten des Signals bei Änderungen einer Betriebskenngröße wird verbessert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Korrekturwert vorgebbar ist, der insbesondere zur Korrektur des Ansprechverhaltens des Sensors dient. Dieser Korrekturwert ist derart ausgebildet, dass Abweichungen zwischen dem Temperatursignal und der tatsächlichen Temperatur minimiert werden.

Dieser Korrekturwert, ist vorzugsweise abhängig von einer eingespritzten Kraftstoffmasse, einer Temperatur und/oder abhängig von einer Luftmenge vorgebbar. Insbesondere wird hierzu das Ausgangssignal eines Temperatursensors und/oder eines Luftmengensensors verwendet. Diese Größen besitzen den größten Einfluß auf das Ansprechverhalten des Sensors.

Alternativ zur Luftmenge kann auch eine Größe, die die Abgasmenge charakterisiert, oder bei einer vereinfachten Ausführungsform die Drehzahl der Brennkraftmaschine verwendet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Korrekturwert derart vorgebbar ist, dass die Verzögerungszeit des Sensors bei Änderungen des Betriebszustandes (QK, ML) korrigiert wird.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockdiagramm eines Abgasnachbehandlungssystems, die Figuren 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise und Figur 6 verschiedene Signale.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 sind die wesentlichen Elemente eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist mit 100 bezeichnet.

Ihr wird über eine Frischluftleitung 105 Frischluft zugeführt. Die Abgase der Brennkraftmaschine 100 gelangen über eine Abgasleitung 110 in die Umgebung. In der Abgasleitung ist ein Abgasnachbehandlungssystem 115 angeordnet. Hierbei kann es sich um einen Katalysator und/oder um einen Partikelfilter handeln. Desweiteren ist es möglich, dass mehrere Katalysatoren für unterschiedliche Schadstoffe oder Kombinationen von wenigstens einem Katalysator und einem Partikelfilter vorgesehen sind.

Desweiteren ist eine Steuereinheit 170 vorgesehen, die wenigstens eine Motorsteuereinheit 175 und eine Abgasnachbehandlungssteuereinheit 172 umfaßt. Die Motorsteuereinheit 175 beaufschlagt ein Kraftstoffzumesssystem 180 mit Ansteuersignalen. Die Abgasnachbehandlungssteuereinheit 172 beaufschlagt die Motorsteuereinheit 175 und bei einer Ausgestaltung ein Stellelement 182, das in der Abgasleitung vor dem Abgasnachbehandlungssystem oder im Abgasnachbehandlungssystem angeordnet ist, mit Ansteuersignalen.

Desweiteren können verschiedene Sensoren vorgesehen sein, die die Abgasnachbehandlungssteuereinheit und die Motorsteuereinheit mit Signalen versorgen. So ist wenigsten ein erster Sensor 194 vorgesehen, der Signale liefert, die den Zustand der Luft charakterisiert, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Ein zweiter Sensor 177 liefert Signale, die den Zustand des Kraftstoffzumesssystems 180 charakterisieren. Wenigstens ein dritter Sensor 191 liefert Signale, die den Zustand des Abgases vor dem Abgasnachbehandlungssystem charakterisieren. Wenigsten ein vierter Sensor 193 liefert Signale, die den Zustand des Abgasnachbehandlungssystems 115 charakterisieren.

Desweiteren kann wenigstens ein Sensor 192 Signale liefern, die den Zustand der Abgase nach dem Abgasnachbehandlungssystem charakterisieren. Vorzugsweise werden Sensoren, die Temperaturwerte und/oder Druckwerte erfassen, verwendet.

Mit den Ausgangssignalen des ersten Sensors 194, des dritten Sensors 191, des vierten Sensors 193 und des fünften Sensors 192 wird vorzugsweise die Abgasnachbehandlungssteuereinheit 172 beaufschlagt. Mit den Ausgangssignalen des zweiten Sensors 177 wird vorzugsweise die Motorsteuereinheit 175 beaufschlagt. Es können auch weitere nicht dargestellte Sensoren vorgesehen sein, die ein Signal bezüglich des Fahrerwunsches oder weitere Umgebungs-oder Motorbetriebszustände charakterisieren.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Motorsteuereinheit und die Abgasnachbehandlungssteuereinheit eine bauliche Einheit bilden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass diese als zwei Steuereinheiten ausgebildet sind, die räumlich voneinander getrennt sind.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird vorzugsweise zur Steuerung von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit einem Abgasnachbehandlungssystem, eingesetzt. Insbesondere kann sie eingesetzt werden, bei Abgasnachbehandlungssystemen, bei denen ein Katalysator und ein Partikelfilter kombiniert sind. Desweiteren ist sie einsetzbar, bei Systemen die lediglich mit einem Katalysator ausgestattet sind.

Ausgehend von den vorliegenden Sensorsignalen berechnet die Motorsteuerung 175 Ansteuersignale zur Beaufschlagung des Kraftstoffzumesssystems 180. Dieses mißt dann die entsprechende Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine 100 zu.

Bei der Verbrennung können im Abgas Partikel entstehen.

Diese werden von dem Partikelfilter im Abgasnachbehandlungssystem 115 aufgenommen. Im Laufe des Betriebs sammeln sich in dem Partikelfilter 115 entsprechende Mengen von Partikeln an. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der Funktionsweise des Partikelfilters und/oder der Brennkraftmaschine. Deshalb ist vorgesehen, dass in bestimmten Abständen bzw. wenn der Partikelfilter einen bestimmten Beladungszustand erreicht hat, ein Regenerationsvorgang eingeleitet wird. Diese Regeneration kann auch als Sonderbetrieb bezeichnet werden.

Der Beladungszustand wird bspw. ausgehend von verschiedenen Sensorsignale erkannt. Dazu kann zum einen der Differenzdruck zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Partikelfilters 115 ausgewertet werden. Des weiteren ist es günstig, den Beladungszustand abhängig von verschiedenen Temperatur-und/oder verschiedenen Druckwerten zu ermitteln.

Es können noch weitere Größen zur Berechnung oder Simulation des Beladungszustands herangezogen werden. Eine entsprechende Vorgehensweise ist bspw. aus der DE 199 06 287 bekannt.

Erkennt die Abgasnachbehandlungssteuereinheit, dass der Partikelfilter einen bestimmten Beladungszustand erreicht hat, so wird die Regeneration initialisiert. Zur Regeneration des Partikelfilters stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. So kann zum einen vorgesehen sein, dass bestimmte Stoffe über das Stellelement 182 dem Abgas zugeführt werden, die dann eine entsprechende Reaktion im Abgasnachbehandlungssystem 115 hervorrufen. Diese zusätzlich zugemessenen Stoffe bewirken unter anderem eine Temperaturerhöhung und/oder eine Oxidation der Partikel im Partikelfilter. So kann bspw. vorgesehen sein, dass mittels des Stellelements 182 Kraftstoffstoff und/oder Oxidationsmittel zugeführt werden.

Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein entsprechendes Signal an die Motorsteuereinheit 175 übermittelt wird und diese eine so genannte Nacheinspritzung durchführt. Mittels der Nacheinspritzung ist es möglich, gezielt Kohlenwasserstoffe in das Abgas einzubringen, die über eine Temperaturerhöhung zur Regeneration des Abgasnachbehandlungssystems 115 beitragen.

Üblicherweise ist vorgesehen, dass der Beladungszustand ausgehend von verschiedenen Größen bestimmt wird. Durch Vergleich mit einem Schwellwert werden die unterschiedlichen Zustände erkannt und abhängig vom erkannten Beladungszustand die Regeneration eingeleitet.

Bei der im folgenden beschriebenen Ausführungsform ist der Sensor 191 als Temperatursensor ausgebildet. Dieser Sensor liefert ein Spannungssignal, das über eine Kalibrierkurve in den entsprechenden Temperaturwert umgerechnet wird. Dieser Temperaturwert wird dann zur Steuerung der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasnachbehandlungssystems verwendet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird dieser Wert modifiziert, indem aus dynamisch schnellen Größen ein Korrekturwert K ermittelt wird. Hierzu werden insbesondere die eingespritzte Kraftstoffmenge QK, die Luftmasse ML oder Größen, die diese Größen charakterisieren, verwendet. Dabei werden im wesentlichen zwei Effekte berücksichtigt. Dies ist zum einen das Verzögerungsverhalten des Sensors selbst und/oder das Verzögerungsverhalten des Gesamtsystems.

Das Sensorverhalten selbst wird unter anderem durch den Wärmeübergangskoeffizienten bestimmt, d. h. durch den Austausch von Energie mit der Umgebung. Dieses Verhalten hängt wesentlich von der Strömungsgeschwindigkeit der Abgase ab, die durch den Luftmassenstrom angenähert wird. Eine sprunghafte Änderung des Luftmassensignals tritt erst mit einer Verzögerung bzw. Totzeit am Abgastemperatursensor auf.

Vorzugsweise ist diese Verzögerung bzw. Totzeit abhängig von der Motordrehzahl. Dieser Effekt wird durch ein Totzeit- und/oder Verzögerungsglied berücksichtigt. Ferner hängt das Sensorverhalten von dem aktuellen Temperaturniveau ab, da das Ansprechverhalten des Sensors von der Temperatur abhängt.

Der stationäre Endwert der Temperatur wird im wesentlichen durch den Betriebspunkt bestimmt. Der Betriebspunkt ist vorzugsweise durch die Einspritzmenge QK und die Drehzahl der Brennkraftmaschine N festgelegt. Bei schnellen Änderungen dieser Größen werden Temperaturkorrekturwerte bestimmt, die das aktuelle Signal des Temperatursensors korrigieren. Die Trägheit und Laufzeit der Veränderungen werden dabei ebenfalls durch eine Filterung berücksichtigt.

Diese Filterung besteht im wesentlichen ebenfalls aus einem Verzögerungsglied und/oder einem Totzeitglied.

Erfindungsgemäß werden Korrekturfaktoren berechnet, die beiden Einflüssen Rechnung tragen. Die berechneten Korrekturwerte werden auf ein sinnvolles Maß begrenzt.

Die Vorgehensweise wird am Beispiel eines Abgasnachbehandlungssystems beschrieben. Die vorgeschlagene Korrektur kann aber auch bei anderen Temperaturgrößen, insbesondere der Temperatur der Luft, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird, angewandt werden.

In Figur 6 sind verschiedene Größen über der Zeit t aufgetragen. In Teilfigur 6a ist eine Größe, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisiert aufgetragen. Zum Zeitpunkt tl ändert diese sich sprungförmig. Beispielhaft ist die eingespritzte Kraftstoffmenge QK aufgetragen.

Diese sprungförmige Zunahme der Kraftstoffmenge bewirkt ein Anstieg der tatsächlichen Temperatur in der Abgasleitung 110. Diese tatsächliche Temperatur T1 ist in Teilfigur 6b aufgetragen. Änderungen des Betriebszustandes wirken sich erst mit einer Verzögerung und/oder einer Totzeit auf die Temperatur T1 aus. Dies bedeutet die tatsächliche Temperatur Tl steigt erst nach einer ersten Totzeit mit einer ersten Verzögerung an.

Diese Zunahme der Temperatur wirkt sich erst mit einer Verzögerung und/oder einer Totzeit auf das Temperatursignal T aus. Dies bedeutet das Temperatursignal T steigt erst nach einer zweiten Totzeit mit einer zweiten Verzögerung an.

In Figur 2 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorgehensweise dargestellt. Bereits in Figur 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Der Sensor 191 liefert ein Signal T, das die Temperatur des Abgases in der Abgasleitung 110 charakterisiert. Dieses Signal gelangt zum einen zu einer ersten Kennlinie 200 und zu einem Verknüpfungspunkt 220. Das Ausgangssignal der ersten Kennlinie 200 gelangt über einen Verknüpfungspunkt 205 zu einem Verknüpfungspunkt 210. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunkts 210 gelangt über eine Begrenzung 215 zum zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 220. Am Ausgang des Verknüpfungspunkts 220 steht das korrigierte Temperatursignal TK an, das dann von der Steuerung 172 weiterverarbeitet werden kann.

Das Ausgangssignal ML des Sensors 194, das die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmasse charakterisiert, gelangt zu einem zweiten Kennfeld 230 und zu einem Differenzierer 240. Das Ausgangssignal des zweiten Kennfeldes 230 gelangt über eine Verzögerung 235 zu dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 205. Das Ausgangssignal des Differenzierers 240 gelangt zu einem dritten Kennfeld 245. Das Ausgangssignal des dritten Kennfeldes 245 gelangt zu einem Verknüpfungspunkt 260.

Ein Signal bezüglich der eingespritzten Kraftstoffmenge QK, das von Steuerung 175 bereitgestellt wird, gelangt über einen Differenzierer 250 zu einer vierten Kennlinie 255 und von dort zu dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 260.

Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 260 gelangt über eine Verzögerung 265 zu dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 210.

Die Verzögerungsglieder 235 und 265 sind vorzugsweise als Verzögerungsglied und/oder Totzeitglied ausgebildet, deren Verzögerungszeit vorzugsweise von der Drehzahl N der Brennkraftmaschine abhängig ist.

Die Verknüpfungspunkte 205 und 210 bewirken bevorzugt eine multiplikative Verknüpfung der Signale und die Verknüpfungspunkte 220 und 260 vorzugsweise eine additive Verknüpfung.

Die erste Kennlinie 200 berücksichtigt das temperaturabhängige Ansprechverhalten des Sensors 191 und dessen Nichtlinearitäten. Diese Kennlinie 200 stellt ein Korrektursignal bereit, dass diese Effekte kompensiert.

Hierbei handelt es sich vorzugsweise um vom Sensorhersteller vorgegebene Korrekturwerte.

Die zweite Kennlinie 230 berücksichtigt den Wärmeübergang vom Abgas auf den Sensor. Diese Kennlinie berücksichtigt, dass ein erhöhter Luftmassenstrom den Sensor stärker abkühlt bzw. erwärmt als ein geringer Luftmassenstrom. Desweiteren berücksichtigt die Verzögerung 235, dass Änderungen bei der Luftmasse, die eingangsseitig der Brennkraftmaschine gemessen werden, erst mit einer gewissen Verzögerungszeit und/oder Totzeit im Abgastrakt wirksam sind. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Korrekturwerte, die an einem Prüfstand ermittelt werden.

Das am Ausgang des Verzögerungsgliedes 235 anliegende Signal berücksichtigt den Wärmeübergang von dem Abgas auf den Sensor. Zusammen mit der Kennlinie 200 erfolgt eine Korrektur, die das nicht lineare Verhalten des Sensors berücksichtigt.

Das Differenzierglied 240 bestimmt ein Signal, das die Änderung der Luftmasse ML charakterisiert. Entsprechend bestimmt der Differenzierer 250 ein Signal, das die Änderung der eingespritzten Kraftstoffmenge QK charakterisiert. Die dritte und vierte Kennlinie 245 und 255 berechnen jeweils aus dieser Änderung einen Korrekturwert. Dieser Korrekturwert kompensiert das zeitliche Verzögerungsverhalten der Brennkraftmaschine und/oder der zugeordneten Komponenten wie dem Abgasnachbehandlungssytem.

Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Korrekturwerte, die an einem Prüfstand ermittelt werden.

Dieser so gebildete Korrekturwert wird anschließend von der Verzögerung 265 dem zeitlichen Verhalten der Brennkraftmaschine bzw. der zugeordneten Komponenten angepasst.

In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der Korrektur dargestellt. Bereits in Figur 1 und 2 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.

Das Ausgangssignal des Sensors 191 und des Sensors 194 gelangen zu einem ersten Kennfeld 300. Dessen Ausgangssignal gelangt über eine Verzögerung 335 zu einem Verknüpfungspunkt 310. Das Ausgangssignal der Differenzierglieder 240 und 250 gelangt zu einem zweiten Kennfeld 305, dessen Ausgangssignal gelangt über ein Verzögerungs-und/oder Totzeitglied 365 zum zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 310. Mit dem Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 310 wird die Begrenzung 215 beaufschlagt.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich im wesentlichen von der Ausführungsform der Figur 2 darin, dass die Kennlinien 200 und 230 zu dem Kennfeld 300 zusammengefasst sind, wobei die Verzögerung 335 im wesentlichen der Verzögerung 235 entspricht. Entsprechend sind die Kennlinien 245 und 255 zu dem Kennfeld 305 zusammengefasst. Dabei entspricht die Verzögerung 365 der Verzögerung 265. Der Verknüpfungspunkt 310 entspricht dem Verknüpfungspunkt 210 bei der Figur 2.

In dem ersten Kennfeld 300 sind die Korrekturwerte abgelegt, die das Verhalten des Temperatursensors 191 charakterisieren, desweiteren berücksichtigt das erste Kennfeld den Wärmeübergang vom Abgas auf den Sensor bzw. umgekehrt, sowie Nichtlinearitäten. Das Verzögerungsglied 335 berücksichtigt dabei das zeitliche Verhalten.

Das zweite Kennfeld 305 berücksichtigt die Mengen-und Luftveränderungen, die zu einer Änderung des stationären Wertes des Temperatursignals führen. Die Verzögerung 365 entspricht dem zeitlichen Verhalten der Brennkraftmaschine bzw. der zugeordneten Komponenten.

Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 4 dargestellt.

Bereits in Figur 2 und 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform stellt eine vereinfachte Realisierung der Ausführungsform gemäß Figur 2 dar. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figur 2 im wesentlichen darin, dass das Differenzierglied 240 und die dritte Kennlinie 245 eingespart sind, und dass die Verzögerungsglieder 235 und 265 zu einem Verzögerungsglied 420 zusammengefasst sind, das unmittelbar vor der Begrenzung angeordnet ist und das Korrektursignal insgesamt verzögert. Vereinfacht ist diese Ausführungsform dadurch, dass der Einfluss der Luftmasse nur mit der Wirkung auf den Wärmeübergang vom Abgas auf den Sensor berücksichtigt wird.

In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt.

Bereits in früheren Figuren beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.

Ein Signal bezüglich der eingespritzten Kraftstoffmenge QK und ein Signal bezüglich der Drehzahl werden einem dritten Kennfeld 500 und einem vierten Kennfeld 510 zugeleitet.

Diese beiden Kennfelder beaufschlagen einen Verknüpfungspunkt 520 mit einem Signal, das wiederum einen Verknüpfungspunkt 530 beaufschlagt. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 530 liegt das Signal T des Sensors an.

Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 530 gelangt über ein DT1-Glied und ein Verzögerungs/Totzeitglied 215 zu dem Verknüpfungspunkt 220, an dessen ersten Eingang das Signal T des Sensors anliegt.

In dem ersten Kennfeld 500 ist die bei den gegebenen Betriebszuständen, die durch die Drehzahl N und die eingespritzte Kraftstoffmenge QK definiert sind, stationäre Solltemperatur abgelegt. Diese stationäre Solltemperatur charakterisiert die Temperatur, die im stationären Zustand bei Vorliegen der Betriebskenngrößen erreicht wird. In dem zweiten Kennfeld 510 ist der Verlustfaktor abgelegt, der den Temperaturverlust aufgrund verschiedener Einflüsse angibt.

Diese Werte sind ebenfalls abhängig vom Betriebspunkt abgelegt.

Durch den Verknüpfungspunkt 520 wird ausgehend von den beiden Werten, die aus den Kennfeldern ausgelesen werden, die zu erwartende stationäre Temperatur ST berechnet. Der Verknüpfungspunkt vergleicht diese Temperatur ST mit der gemessenen Temperatur T. Die sich hieraus ergebende Abweichung wird dynamisch aufbereitet. Dies erfolgt vorzugsweise durch das DT1-Glied 540 und das Verzögerungsglied 215.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zeitkonstanten der Verzögerungsglieder 540 und 215 vom Abgasmassenstrom vorgebbar. Alternativ zum Abgasmassenstrom kann auch die Drehzahl N der Brennkraftmaschine und/oder die Luftmenge ML-verwendet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, dass im Falle eines Defekts des Sensors 191 ein Ersatzwert zur Verfügung steht. Bei einem Defekt, wird der Temperaturwert ST als Ersatzwert verwendet.