Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Diesel-Brennkraftmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Großvolumige Dieselmotoren in Lastkraftwagen oder Bussen weisen
das Problem auf, dass bei niedriger Last und Drehzahl die Abgastemperatur für
eine Regeneration eines Partikelfilters oft nicht ausreicht. Ein weiteres Problem
besteht darin, dass derartige Motoren insbesondere bei der Verwendung von Kraftstoff
mit niedriger Cetanzahl im Leerlauf zu Zündaussetzern und zu schlechter Gasannahme
neigen, wodurch vermehrt Kohlenwasserstoffe emittiert werden. Für beide Schwierigkeiten
sind bisher nur unbefriedigende, umständliche und kostenintensive Lösungsmöglichkeiten
bekannt, beispielsweise als Lösung für das erste Problem das zusätzliche
Einspritzen von Kraftstoff in den Abgasstrang zur Erhöhung der Abgastemperatur.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, kostengünstige
und effektive Maßnahmen anzugeben, mit denen die Laufruhe und der Wirkungsgrad
des Motors, insbesondere im Leerlauf oder bei Teillast, verbessert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb einer
Diesel-Brennkraftmaschine, wobei die Diesel-Brennkraftmaschine über ein elektrisch
betriebenes Heizelement zum Anwärmen der Ansaugluft verfügt.
Aus dem Stand der Technik sind elektrisch betriebene Heizelemente
bekannt, mit denen lediglich bei niedrigen Außentemperaturen in einer Start-
oder Warmlaufphase die Ansaugluft im Ansaugtrakt beheizt wird. Beispielsweise sind
aus der deutschen Patentschrift DE 196 16
651 C2 Glühstiftkerzen bzw. Heizkerzen als sogenannte elektrisch betriebene
Kaltstarthilfen bekannt. Derartige oder ähnliche elektrische Kaltstarthilfe
zum Erwärmen der Ansaug- oder Verbrennungsluft in der Start- oder Warmlaufphase
sind bei großvolumigen Dieselmotoren in Lastkraftwagen Standard.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass ein solches
Heizelement auch in Betriebsbereichen oder Betriebsphasen außerhalb der Start-
oder Warmlaufphase zugeschaltet wird.
Das Zuschalten des ohnhin vorhandenen Heizelementes ist vergleichsweise
geringem Aufwand umsetzbar, da in einem Motorsteuergerät die benötigten
Daten (Drehzahl, Außen- oder Ladelufttemperatur, Batteriespannung, Last usw.)
bereits vorhanden sind und somit lediglich die Motorsteuergerätesoftware entsprechend
geändert werden muss, was problemlos möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber dem
Stand der Technik die Vorteile auf, dass in schwierigen oder besonderen Betriebsbereichen
aufgrund des zugeschalteten Heizelementes und der erwärmten Ansaugluft eine
weitaus bessere Gasannahme erfolgt, dass die Laufruhe bzw. die Drehzahlstabilität
(auch aufgrund der zusätzlichen Generatorbelastung) verbessert und dadurch
Emissionen merklich verringert werden.
Schließlich besteht ein weiterer Vorteil in einer besseren und
vor allem schnelleren Kabinenbeheizung bei Kälte. Aufgrund des hohen Wirkungsgrades
eines modernen Dieselmotors ist der Wärmeeintrag in das Kühlmittel des
Motors, das üblicherweise zur Kabinenbeheizung herangezogen wird, bei Kälte
zu gering, um in einer angemessenen Zeit die Kabine auf ein angenehmes Temperaturniveau
hochzuheizen. Aufgrund der durch das Heizelement erwärmten Ansaugluft steigt
die Motortemperatur und damit auch die Kühlmitteltemperatur merklich schneller,
wodurch ein schnelles Aufwärmen der Kabine möglich ist und auf zusätzliche
elektrische Heizlüfter zur Kabinenbeheizung verzichtet werden kann.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung gemäß Anspruch
2 wird vorgeschlagen, das Heizelement während einer Leerlaufphase zuzuschalten.
Dadurch werden zuverlässig Aussetzer, die im Leerlauf insbesondere
bei qualitativ minderwertigem Kraftstoff auftreten, zuverlässig vermieden,
wodurch ebenfalls die Laufruhe bzw. die Drehzahlstabilität verbessert und Emissionen
vermindert werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 wird vorgeschlagen,
das Heizelement während eines Anfahrvorganges zuzuschalten.
Die erwärmte Ansaugluft trägt wesentlich dazu bei, dass
beim Anfahrvorgang eine merklich bessere Gasannahme erfolgt. Somit wird der Anfahrvorgang
beschleunigt, es treten merklich weniger Aussetzer auf und die Emissionen (Geräusch,
Abgase) werden vermindert.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird vorgeschlagen,
dass das Heizelement zugeschaltet wird, wenn Aussetzer erkannt werden.
Moderne Dieselmotoren weisen zunehmend eine sogenannte Aussetzererkennung
auf, die Aussetzer bereits im Ansatz erkennen und mittels geeigneter Eingriffe in
die Motorsteuerung verhindern kann. Das Zuschalten eines Heizelementes kann in diesem
Zusammenhang merklich dazu beitragen, die Anzahl von Aussetzer zu reduzieren oder
so weit wie möglich ganz zu vermeiden, was wiederum eine verbesserte Laufruhe
und verminderte Emissionen zur Folge hat.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist nach Anspruch
5 dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement während einer Regenerationsphase
eines Partikelfilters zugeschaltet wird.
Dadurch ist mit wenig Aufwand auch in Betriebsbereichen mit niedriger
Last oder Drehzahl, bei denen für die Regeneration ungünstige Bedingungen
herrschen, eine für die Regeneration ausreichend hohe Abgastemperatur gewährleistet,
so dass auf bekannte und aufwändige Maßnahmen zur Erhöhung der Abgastemperatur,
wie dem zusätzlichen Einspritzen von Kraftstoff in den Abgasstrang, verzichtet
werden kann.
Im weiteren wird nach Anspruch 6 vorgeschlagen, das Heizelement zuzuschalten,
wenn Motordrehmoment und Motordrehzahl einen jeweiligen Minimal-Grenzwert unterschritten
haben.
Wie bereits erwähnt, stellen niedrige Last oder Drehzahl ungünstige
Bedingungen für eine Regeneration des Partikelfilters dar. Derart ungünstige
Bedingungen lassen sich ohne großen zusätzlichen Aufwand erkennen, wenn
die ohnehin im Motorsteuergerät vorhandenen aktuellen Daten über Motordrehmoment
und Motordrehzahl bei einer Regenerationsanforderung daraufhin überprüft
werden, ob beide Größen einen jeweiligen Minimal-Grenzwert über-
oder unterschreiten. Werden beide jeweilige Minimal-Grenzwerte überschritten,
ist die Abgastemperatur für eine Regeneration hoch genug. Werden hingegen beide
Minimal-Grenzwerte für Motordrehmoment und Motordrehzahl unterschritten, so
ist die Abgastemperatur für eine Regeneration zu niedrig. Erfindungsgemäß
wird in diesem Fall das Heizelement zugeschaltet, um die Abgastemperatur zu erhöhen
und trotz niedriger Last und Drehzahl eine Regeneration zu ermöglichen.
Eine optimale Weiterbildung der Erfindung wird nach Anspruch 7 dadurch
ermöglicht, dass als Heizelement ein Heizflansch verwendet wird.
Ein derartiger, im Ansaugstutzen angeordneter und elektrisch betriebener
Heizflansch ist bekannt, beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 198 54 077 A1 oder
DE 103 32 936 A1, und wird üblicherweise
zum Vorwärmen der Ansaugluft in der Start- und Warmlaufphase und insbesondere
bei niedrigen Außentemperaturen eingesetzt. Ein solcher Heizflansch arbeitet
mit einem hohen Wirkungsgrad, so dass die Ansaugluft schnell und effizient erwärmt
und somit eine hohe Belastung des Bordnetzes vermieden wird. Er ist platzsparend
im Ansaugtrakt angeordnet, so dass im Unterschied beispielsweise zu Heizkerzen kein
Bauraum im Zylinderkopf beansprucht wird. Da ein Heizflansch sowieso vom Motorsteuergerät
angesteuert wird, ist kein zusätzlicher Verkabelungsaufwand nötig, lediglich
eine Erweiterung des bereits vorhanden Algorithmus.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren
Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren angegeben.
Die Erfindung wird nun anhand zweier Ausführungsbeispiele unter
Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen:
1a ein Blockschaltbild für das Zuschalten eines
Heizelementes im Motor-Leerlauf (erstes Ausführungsbeispiel),
1b eine zeitliche Abfolge von Vorgängen beim Zuschalten
des Heizelementes im Motor-Leerlauf gemäß 1a,
2a ein Blockschaltbild für das Zuschalten eines
Heizelementes zur Partikelfilter-Regeneration (zweites Ausführungsbeispiel)
und
2b eine zeitliche Abfolge von Vorgängen beim Zuschalten
eines Heizelementes zur Partikelfilter-Regeneration gemäß 2a.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Betrieb einer großvolumigen
Diesel-Brennkraftmaschine in Lastkraftwagen oder in Bussen.
Die 1a zeigt als erstes Ausführungsbeispiel
einen Funktionsblock 1 für das Zuschalten eines (nicht dargestellten)
Heizelementes im Motor-Leerlauf. Die im Funktionsblock 1 enthaltenen Schaltungsteile
und Funktionen stellen normalerweise einen Teil eines Motorsteuergerätes dar
und sind in Software oder Hardware realisiert. Der Funktionsblock 1 weist
unter anderem ein Kennfeld 2, eine Kennlinie 3 und einen Schalter
4 auf. Die Daten des Kennfeldes 2 und der Kennlinie
3 werden üblicherweise anhand von Prüfstandsversuchen ermittelt.
Eingangsgrößen des Kennfeldes 2 sind eine Kühlmitteltemperatur
5 und eine Ladelufttemperatur 6, Ausgangsgröße ist eine
Größe 7 einer unkorrigierten und noch zu korrigierenden Pulsweitenmodulation
für ein Heizelement, insbesondere für einen Heizflansch. Die Größe
7 wird als eine erste Eingangsgröße einem Multiplikator
8 zugeführt.
Die Kennlinie 3 weist als Eingangsgröße
9 die Bordnetz-Spannung (Batteriespannung) und als Ausgangsgröße
10 einen von der Batteriespannung abhängigen Korrekturfaktor für
die Pulsweitenmodulation (Größe 7) auf. Beispielsweise wird bei
vergleichsweise niedriger Batteriespannung die Größe für
die Pulsweitenmodulation verkleinert, um die Leistungsaufnahme des Heizelementes
zu verringern. Der Korrekturfaktor 10 wird als eine zweite Eingangsgröße
dem Multiplikator 8 zugeführt. Im Multiplikator 8 werden
die (unkorrigierte) Pulsweitenmodulation 7 mit dem Korrekturfaktor
10 multipliziert, woraus sich eine Größe 11 als korrigierte
Pulsweitenmodulation ergibt, die als eine erste Eingangsgröße dem Schalter
4 zugeführt wird.
Dem Schalter 4 mit einer Ausgangsgröße
17 wird als eine zweite Eingangsgröße 12 eine Größe
Null (%) zugeführt, so dass die Stellung des Schalters 4 zwischen
Null (Größe 12) und der korrigierten Pulsweitenmodulation
11 schaltet. Die Stellung des Schalters 4 hängt hierbei von
einem Signal 13 (Bit) ab, das dem Schalter 4 als drittes Eingangssignal
zugeführt wird. In unbetätigter Stellung ist der Schalter 4 auf
Null (Größe 12) gestellt (Nullstellung).
Beim Signal 13 handelt es sich um ein logisches Ausgangssignal
eines AND-Gates 14, welchem ein erstes Eingangssignal 15 (Bit)
und ein zweites Eingangssignal 16 (Bit) zugeführt werden. Das erste
Eingangssignal 15 ist auf eine logische „Eins" gesetzt, wenn vom
Motorsteuergerät eine Betriebsart „Heizelement-Leerlauf-Betrieb" eingeschaltet
wird, wenn als das Heizelement während des Motor-Leerlaufs in Betrieb gehen
soll. Das zweite Eingangssignal 16, das negiert wird, ist auf eine logische
„Eins" gesetzt, wenn im Motorsteuergerät eine Zeitsperre für das
Heizelement während des Motor-Leerlaufs läuft.
Die Zeitsperre für das Heizelement während des Motor-Leerlaufs
läuft von Beginn der Motor-Leerlauf-Phase an für eine applizierbare Zeitdauer.
Das Heizelement wird also nicht sofort zu Beginn einer Motor-Leerlauf-Phase eingeschaltet,
sondern geht erst ab einer gewissen Dauer des Motor-Leerlaufs in Betrieb. Damit
soll bezweckt werden, dass das Heizelement nur bei länger andauernden Motor-Leerlauf-Phasen
eingeschaltet wird.
Läuft also im Motorsteuergerät die Zeitsperre für den
Motor-Leerlauf, ist das Eingangssignal 16 auf eine logische „Eins"
gesetzt. Da es beim Eingang in das AND-Gate 14 zu einer logischen „Null"
negiert wird, ist das Signal 13 eine logische „Null", wodurch die
Größe Null (Eingangssignal 12) als Ausgangsgröße
17 des Schalters 4 aufgeschaltet ist.
Sobald im Motorsteuergerät die Betriebsart „Heizelement-Leerlauf-Betrieb"
eingeschaltet und die Zeitsperre für das Heizelement während des Motor-Leerlaufs
abgelaufen ist, ändert sich das Eingangssignal 16 zu einer logischen
„Null", wodurch dann beide Eingangssignale 15 und 16 auf
eine logische „Eins" gesetzt sind. Folglich wird das Signal 13 ebenfalls
auf eine logische „Eins" gesetzt, wodurch der Schalter 4 seine Eingangsgröße
11 als seine Ausgangsgröße 17 schaltet. Das heißt,
am Ausgang 17 des Schalters 4 und damit auch des Funktionsblocks
1 liegt dann die Größe 11 für die korrigierte Pulsweitenmodulation
an, welche zur Ansteuerung des Heizelementes dient.
In 1b ist eine zeitliche Abfolge von
Vorgängen beim Zuschalten des Heizelementes im Motor-Leerlauf gemäß
1a dargestellt. Entlang einer Zeitachse 18,
die zu einem Zeitpunkt t0 beginnt, verlaufen eine Kurve 19, welche die
Motordrehzahl darstellt, und eine Kurve 20, welche den Betrieb des Heizelementes
(ein, aus, getaktet) bzw. seine Wärmeabgabe darstellt. Zum Zeitpunkt t0 ist
das Heizelement nicht in Betrieb und hat gemäß der Kurve 20 einen
Ruhewert 23 eingenommen und die Motordrehzahl 19 weist einen Wert
21 auf, der größer ist als eine Leerlauf-Drehzahl 22.
Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t1 sinkt die Motordrehzahl 19 ab, bis
sie zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t2 die Leerlauf-Drehzahl 22 erreicht
hat.
Ab dem Zeitpunkt t2 beginnt die Zeitsperre für das Heizelement
(Signal 16, 1a) zu laufen. Zu einem nachfolgenden
Zeitpunkt t3, bis zu dem das Heizelement nicht in Betrieb war und gemäß
der Kurve 20 den Ruhewert 23 eingenommen hat, ist die Zeitsperre
für das Heizelement abgelaufen, so dass zum Zeitpunkt t3 das Heizelement zugeschaltet
wird und die Wärmeabgabe gemäß der Kurve 20 Werte größer
als den Ruhewert 23 annimmt.
Der hier gestrichelte Verlauf der Kurve 20 bedeutet, dass
das Heizelement getaktet, beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation, betrieben
wird, um seine Wärmeabgabe und damit die Erwärmung der Ansaugluft steuern
bzw. regeln zu können. Es wäre (bei entsprechender Ansteuerung) jedoch
auch möglich, das Heizelement in diesem Fall für eine bestimmte Zeitdauer
mit voller Leistung zu betreiben (Ein-Aus-Betrieb).
Vom Zeitpunkt t2 bis zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t4 befindet
sich der Motor des Fahrzeugs im Leerlauf, die Motordrehzahl entspricht daher gemäß
der Kurve 19 dem Wert der Leerlauf-Drehzahl 22. Vom Zeitpunkt
t3 an wird das Heizelement gemäß dem Verlauf der Kurve 20 beispielsweise
mit leicht zunehmender Leistung bzw. Wärmeabgabe betrieben, um die Ansaugluft
zu erwärmen, wodurch Aussetzer vermieder und ein gleichmäßiger Motorlauf
ermöglicht werden.
Vom Zeitpunkt t4 an wird der Leerlauf-Bereich verlassen, die Motordrehzahl
steigt gemäß der Kurve 20 von der Leerlauf-Drehzahl
22 an auf höhere Werte. Jedoch bleibt das Heizelement gemäß
der Kurve 20 noch für eine applizierbare Zeitdauer über den Zeitpunkt
t4 hinaus zugeschaltet, um weiterhin die Ansaugluft zu erwärmen
und eine bessere Gasannahme des Motors aus der Leerlauf-Drehzahl heraus zu ermöglichen.
Der Anfahrvorgang des Fahrzeugs verläuft dadurch ohne Aussetzer, somit komfortabler
und mit weniger Emissionen.
Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t5, wenn der Leerlauf-Bereich
22 gemäß der Kurve 19 verlassen und der Anfahrvorgang
beendet ist, wird das Heizelement gemäß der Kurve 20abgeschaltet,
da eine weitere Erwärmung der Ansaugluft nicht mehr notwendig ist. Bis zu einem
nachfolgenden Zeitpunkt t6 wird noch die Restwärme des Heizelementes an die
Ansaugluft abgegeben, ab dem Zeitpunkt t6 nimmt die Wärmeabgabe des Heizelements
gemäß der Kurve 20 wieder den Ruhewert 23 ein.
Die 2a zeigt als zweites Ausführungsbeispiel
einen Funktionsblock 24 für das Zuschalten eines Heizelementes zur
Partikelfilter-Regeneration. Die im Funktionsblock 24 enthaltenen Schaltungsteile
und Funktionen stellen wiederum normalerweise einen Teil eines Motorsteuergerätes
dar und sind in Software oder Hardware realisiert. Der Funktionsblock
24 weist unter anderem Eingänge 25, 26,
27 und 28 auf, einen Ausgang 29, ein Kennfeld
30, eine Kennlinie 31, einen Schalter 32 und einen Multiplikator
33 auf. Die Daten des Kennfeldes 30 und der Kennlinie
31 werden ebenfalls üblicherweise anhand von Prüfstandsversuchen
ermittelt.
Die Eingangsgröße 25, bei der es sich beispielsweise
um ein unkorrigiertes und noch zu korrigierendes Taktverhältnis zur Pulsweitenmodulation
für den Regenerationsbetrieb handelt, wird dem Schalter 32 als erste
Eingangsgröße zugeführt. Dem Schalter 32 mit einer Ausgangsgröße
34 wird als eine zweite Eingangsgröße 35 eine Größe
Null (%) zugeführt, so dass die Stellung des Schalters 32 zwischen
Null (Größe 35) und der konstanten Pulsweitenmodulation
25 schaltet. Die Stellung des Schalters 32 hängt hierbei
von einem Signal 36 (Bit) ab, das dem Schalter 32 als drittes
Eingangssignal zugeführt wird. In unbetätigter Stellung ist der Schalter
32 auf Null (Größe 35) gestellt (Nullstellung).
Bei der Eingangsgröße 26 handelt es sich um die
aktuelle Motordrehzahl, bei der Eingangsgröße 27 um das aktuelle
Motordrehmoment der Diesel-Brennkraftmaschine. Beide (im Motorsteuergerät vorhandenen)
Eingangsgrößen 26 und 27 werden dem Kennfeld
30 mit dem Signal 36 (Bit) als Ausgangsgröße zugeführt.
Das bedeutet, dass vom Kennfeld 30 als Regenerationsanforderung das Bit
36 gesetzt wird, wenn sich Motordrehzahl 26 und Motordrehmoment
27 innerhalb von Grenzen bewegen, zwischen denen eine Regeneration erlaubt
ist. Überschreitet die Motordrehzahl 26 oder das Motordrehmoment
27 eine solche zulässige Grenze, wird das Bit 36 auf Null
zurückgesetzt, wodurch der Schalter 32 in seine Nullstellung (Größe
35) geschaltet wird, in der keine Regeneration stattfinden kann.
Wird jedoch bei zulässigen Werten von Motordrehzahl
26 und Motordrehmoment 27 das Bit als Ausgangssignal
36 gesetzt, schaltet der Schalter 32 um auf seine Eingangsgröße
25, wodurch das Taktverhältnis zur Pulsweitenmodulation für den
Regenerationsbetrieb als seine Ausgangsgröße 34 geschaltet ist
und dem Multiplikator 33 als erste Eingangsgröße zugeführt
wird. Als zweite Eingangsgröße wird dem Multiplikator 33 eine
Ausgangsgröße 37 der Kennlinie 31 zugeführt.
Die Kennlinie 31 weist (analog zur Kennlinie 3 der
1a) als Eingangsgröße 28 die Bordnetz-Spannung
(Batteriespannung) auf; bei ihrer Ausgangsgröße 37 handelt es
sich wiederum um einen von der Batteriespannung abhängigen Korrekturfaktor
für das Taktverhältnis zur Pulsweitenmodulation für den Regenerationsbetrieb
(Eingangsgröße 25). Beispielsweise wird wiederum bei vergleichsweise
niedriger Batteriespannung die Größe für die Pulsweitenmodulation
verkleinert, um die Leistungsaufnahme des Heizelementes zu verringern.
Ausgangsgröße 29 des Multiplikators 33
und des Funktionsblocks 24 ist das korrigierte Taktverhältnis zur
Pulsweitenmodulation für das Heizelement im Regenerationsbetrieb.
2b zeigt eine zeitliche Abfolge von Vorgängen
beim Zuschalten des Heizelementes zur Partikelfilter-Regeneration gemäß
2a. Entlang einer Zeitachse 38, die zu einem
Zeitpunkt t0' beginnt, verlaufen eine Kurve 39 für das Motordrehmoment
und eine Kurve 40 für die Motordrehzahl der Diesel-Brennkraftmaschine,
und eine Kurve 41, welche den Betrieb des Heizelementes (ein, aus, getaktet)
bzw. seine Wärmeabgabe darstellt.
Zum Zeitpunkt t0' weist das Motordrehmoment gemäß der Kurve
39 einen Wert 42 auf, der über einem Minimal-Grenzwert
43 für das Motordrehmoment liegt, die Motordrehzahl gemäß
der Kurve 40 einen Wert 44, der über einem Minimal-Grenzwert
45 für die Motordrehzahl liegt und das Heizelement ist nicht in Betrieb
und hat gemäß der Kurve 41 einen Ruhewert 46 eingenommen.
Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t1' sinkt Motordrehzahl gemäß
der Kurve 44 auf (oder auch unter) den Minimal-Grenzwert 45, während
sich das Motordrehmoment gemäß der Kurve 39 zwar verringert,
aber noch über dem Minimal-Grenzwert 43 verläuft. Somit besteht
noch keine Notwendigkeit, bei einer Regenerationsanforderung das Heizelement zur
Erwärmung der Ansaugluft zuzuschalten, somit verharrt die Kurve 41
weiterhin auf dem Ruhwert 46.
Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t2' sinkt jedoch auch die Motordrehzahl
gemäß der Kurve 39 unter den Minimal-Grenzwert 43, so
dass jetzt das Motordrehmoment (Kurve 39) und die Motordrehzahl (Kurve
44) ihren jeweiligen Minimal-Grenzwert 43 bzw. 45 erreichen
(oder unterschreiten). Somit ist jetzt die Situation eingetreten, bei der es erfindungsgemäß
vorgesehen ist, zur Unterstützung des Regenerationsprozesses die Ansaugluft
mit Hilfe des Heizelementes anzuwärmen. Demnach wird zum Zeitpunkt t2' das
Heizelement zugeschaltet, so dass die Wärmeabgabe des Heizelements gemäß
der Kurve 41 auf höhere Werte ansteigt.
Auch hier gilt wie im Falle der Ansaugluft-Anwärmung im Leerlauf-Betrieb,
dass der hier gestrichelte Verlauf der Kurve 41 einen getakteten Betrieb
des Heizelements bedeutet, beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation, um seine
Wärmeabgabe und damit die Erwärmung der Ansaugluft steuern bzw. regeln
zu können. Es wäre (bei entsprechender Ansteuerung) jedoch auch hier möglich,
das Heizelement in diesem Fall für eine bestimmte Zeitdauer mit voller Leistung
zu betreiben (Ein-Aus-Betrieb).
Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t3' steigt gemäß der Kurve
40 die Motordrehzahl wieder über den Minimal-Grenzwert 45
an, jedoch verläuft das Motordrehmoment gemäß der Kurve
39 noch unterhalb des zugehörigen Minimal-Grenzwertes 43,
so dass die Ansaugluft weiterhin vorgewärmt werden soll und das Heizelement
gemäß der Kurve 41 während einer Regeneration zugeschaltet
bleibt.
Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t4' überschreitet auch das Motordrehmoment
gemäß der Kurve 39 den zugehörigen Minimal-Grenzwert
43, so dass jetzt sowohl das Motordrehmoment (Kurve 39) als auch
die Motordrehzahl (Kurve 44) ihren jeweiligen Minimal-Grenzwert
43 bzw. 45 überschritten haben. Somit braucht die Ansaugluft
nicht weiter erwärmt werden und das Heizelement kann zum Zeitpunkt t4' abgeschaltet
werden. Bis zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t5' gibt das Heizelement seine Restwärme
an die Ansaugluft ab und nimmt dann im ausgeschalteten Zustand gemäß der
Kurve 41 wieder seinen Ruhewert 46 ein. Das zugeschaltete Heizelement
wird auch abgeschaltet, wenn die Regeneration abgeschlossen ist und vom Motorsteuergerät
die Regenerationsanforderung wieder weggenommen wird.