CN109477439A - 用于运行燃烧马达的方法 - Google Patents

Abstract

介绍了一种用于根据废气设备（12）的组件（44、46）的温度的预期值来控制燃烧马达（10）的方法，其中为能预期的行驶线路的线路数据（SD）分配废气温度值（TE1）。所述方法的突出之处在于，为所述线路数据（SD）分配马达运行数据，在驶过所述能预期的行驶线路时能够预期所述马达运行数据，并且计算第一废气温度预期值（TE1）并且将其分配给路段，将所述线路划分为能够表征的路段，为这些路段中的每个路段分配预先确定的第二废气温度预期值（TE2），所述第二废气温度预期值（TE2）基于至少一个以前所测量的废气温度值，并且在所述第一废气温度预期值（TE1）与所述第二废气预期值（TE2）结合的基础上形成所述组件的温度的预期值。独立权利要求涉及一种被设立用于实施所述方法的控制器。

Description

用于运行燃烧马达的方法

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的方法。

除此以外，本发明涉及一种具有独立的装置权利要求的特征的控制器。

背景技术

这样的方法和这样的控制器比如从DE 10 2004 005 072 A1中得到公开。该文件说明了一种方法，所述方法用于根据燃烧马达（10）的废气设备（12）的组件（44、46）的温度的预期值来控制所述燃烧马达（10），其中为处于机动车前面的能预期的行驶线路的线路数据分配废气温度值。在此，比如考虑到，处于所述车辆前面的上坡线路导致废气温度的提高，这有利于炭黑颗粒过滤器的再生。

发明内容

本发明与开头提到的现有技术在其方法方面的区别在于，首先为线路数据分配假设的马达运行数据，在特定的条件之下在驶过能预期的行驶线路时能够预期所述假设的马达运行数据，并且在使用这些马达运行数据的情况下计算第一废气温度预期值并且将其分配给所述能预期的行驶线路的特定的点或者路段，将所述能预期的行驶线路划分为能够通过一组参数来表征的路段，为这些路段中的每个路段分配预先确定的第二废气温度预期值，所述第二废气温度预期值基于至少一个以前为相同组的参数所测量的废气温度值，并且在所述第一废气温度值与所述第二废气温度值结合的基础上形成所述废气设备的组件的温度的预期值。

本发明在其装置方面与这种现有技术的区别在于独立的装置权利要求的特征性的特征。

通过这些特征来改进对于废气设备的组件的废气温度和/或温度的预测并且拓宽预测范围。通过在将来的行驶线路的基础上对废气和废气设备组件的温度进行的预测，对马达控制而言也对将来的马达运行来说以能估计的可能性存在着关于这些组件的热状态的信息。这些信息能够用于关于所述废气设备的需求对所述燃烧马达的控制和/或调节进行优化。这以最小可能的燃料消耗、诊断方法的优化和所述废气设备的组件的耐久性的最大化来实现有害物质排放的降低。

所述方法的一种优选的设计方案的突出之处在于，用第一加权因数对所述第一废气温度预期值进行加权，并且用第二加权因数对所述第二废气温度预期值进行加权，并且将所述经过加权的第一废气温度预期值与所述经过加权的第二废气温度预期值结合成第三废气温度预期值，所述第三废气温度预期值代表着直接在所述燃烧马达的排气阀的废气流下游的废气温度。

也优选的是，在所述第三废气温度预期值的基础上并且在所述燃烧马达的废气及废气设备的热特性的基础上计算所述废气设备的组件的温度的预期值。

另一种优选的设计方案的突出之处在于，所述加权因数基于对于所述第一废气温度预期值和/或所述第二废气温度预期值的准确性的估计。

此外，优选的是，所述线路数据包含以下种类的数据中的至少一种数据：所述机动车的GPS-系统的数据、所述机动车的导航系统（28）的数据。

也优选的是，所述线路数据包含交通通讯系统的数据。

另一种优选的设计方案的突出之处在于，所述线路数据也包含其它的处于能预期的行驶线路上的机动车的行驶数据。

也优选的是，所述线路数据额外地包含关于特定于驾驶员的线路和行驶方式的数据。

所述控制器的一种优选的设计方案的突出之处在于，它被设立用于控制所述方法的前面所提到的设计方案中的至少一种设计方案的流程。

另外的优点从从属权利要求、说明书和附图中得出。

不言而喻，前面所提到的以及下面还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中使用，而且也能够在其它的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下描述中进行更详细解释。在此，不同的附图中的相同的附图标记分别表示相同的或者至少根据其功能相类似的元件。附图分别以示意性的形式示出如下：

图1示出了本发明的技术环境；

图2示出了本发明的功能框图示；

图3示出了图2的主题连同另外的细节；并且

图4示出了按本发明的方法的一种实施例。

具体实施方式

详细来讲，图1示出了燃烧马达10，该燃烧马达具有废气设备12、控制器14和不同的传感器及调整机构。

所述控制器14优选是马达控制器，该马达控制器比如控制燃料配量、进气和通过所述燃烧马达10的燃烧室填充物的自行点火或者外源点火触发的燃烧。为此目的，所述控制器14将不同的探测器的输入信号处理成输出信号，用所述输出信号能够控制所述燃烧马达的调整机构。属于所述探测器的比如是空气质量测量计（Luftmassenmesser）16、转速传感器18、第一废气温度传感器20、第二废气温度传感器22、对废气的成分或者废气组成部分的浓度进行检测的废气传感器24以及驾驶员愿望发送器26，驾驶员用所述驾驶员愿望发送器来要求转矩。这个列表一方面没有对完整性提高要求并且另一方面也并非强制地存在所提到的传感器中的全部传感器中。

除此以外，所述控制器14处理由所述机动车的导航系统28所提供的线路数据。在一种设计方案中，所述控制器14也还处理下述线路数据，所述线路数据通过处于相同的行驶线路上的不同的车辆之间的数据交换来提供或者所述线路数据由无线电网络运营商/交通通讯系统来提供。车辆之间的数据交换比如通过互联网来进行。如果在本申请中谈及计算模型，那么由此相应是指下述计算模型，用所述计算模型在所述控制器14中从输入参量中借助于在所述控制器所保存的方程式来计算像温度预期值一样的输出参量。这些方程式分别代表着相应的计算模型。

所述控制器14从所述输入信号中形成输出信号，用所述输出信号能够控制所述机动车的调整机构。在所示出的实例中，这是指空气量调整机构30、燃料量调整机构32并且只要涉及用外源点火来工作的燃烧马达也是指点火装置34。这个列表也没有对完整性提高要求并且也不一定存在所提到的调整机构中的全部调整机构。因此，比如通常在柴油马达中不存在点火装置。所述空气量调整机构30在所示出的实例中是由进气阀36和排气阀38构成的布置，所述进气阀和排气阀的开口（持续时间和/或横截面）由所述控制器14来控制。所述燃料量调整机构32是喷射阀。所述点火装置34具有火花塞。这些调整机构优选对所述燃料马达10的每个燃烧室40来说都个体化地存在。此外，所述控制器14被设立用于、尤其是被编程用于实施所述按本发明的方法或者所述方法的一种设计方案，方法是：它控制相应的方法流程。

所述废气设备12在所示出的实例中具有第一区段42、第一废气后处理组件44、第二区段46和第二废气后处理组件48。所述废气后处理组件44、48比如是颗粒过滤器和催化器。所述废气传感器24、比如λ传感器或者NOx传感器在这里布置在所述第二区段46中，并且所述第二温度传感器22布置在所述第二废气后处理组件48中或者上，而本发明没有精确地局限于这种布置。在一种优选的设计方案中，所述控制器14尤其针对所述排气系统的废气后处理组件的至少一个区段、不过优选多个区段或者全部区段对废气温度进行建模。

图2示出了一种方法的功能框图示，所述方法用于形成燃烧马达10的废气设备12的废气的一个或者多个温度值T_abg和/或所述组件的一个或者多个温度值T_komp。第一方框50形成线路数据SD，所述线路数据表征处于所述机动车前面的能预期的行驶线路。这些数据比如由导航系统28提供并且比如包含能预期的平均速度的数值和上坡度-及下坡度-数值。

第二方框52形成附加数据，所述附加数据向对所述废气设备12来说能预期的温度、要么是组件44、48的温度要么是这个组件中的废气的温度施加能预期的影响。这些附加数据ZD比如是其它的、比如在同一行驶线路上在前面行驶的车辆的行驶数据和线路数据，所述行驶数据和线路数据能够通过直接的移动无线电连接或者间接地通过互联网来调用。附加数据的另外的实例是特定于驾驶员（fahrerspezifische）的数据。按比如通过相应地编程的车辆钥匙来识别的驾驶员，根据个性化的行驶风格产生对废气温度的个性化的影响。

从这些由所述第一方框50所提供的线路数据和所述由第二方框52提供的附加数据ZD中，在第三方框54中为所述废气设备12的组件44、48和/或区段的一个或者多个温度来预先计算路段个性化的预期值TE。因此，比如能够对通常以高的马达功率行驶的驾驶员和具有足够的长度的无堵车的坡道线路（Steigungsstrecken）来说预测高的废气-温度和排气组件-温度，所述高的废气-温度和排气组件-温度比如有利于颗粒过滤器的再生和/或催化器的脱硫。这些措施而后优选在这个路段中实施。与此相类似，可以提前识别对脱硫的再生来说更可能不利的路段。这些措施而后优选在这些路段之外来实施。由于废气温度比如无预期地下降而必须提前中断已开始的再生或者脱硫这种风险由此显著地得到降低，这在总体上在多个再生周期/脱硫周期上实现有害物质排放的降低。

图3以功能框图示示出了本发明的一种实施例，所述功能框图示本身不仅代表着方法方面而且代表着装置方面。图3与图2的区别在于所述第三方框54的内部的结构的图示。在其余方面图2的描绘也适用于图3。

所述方框54具有方框54.1，在该方框54.1中从由所述方框50提供的线路数据中计算第一废气温度预期值TE1。这个第一废气温度预期值代表着直接在所述燃烧马达10的排气阀38的后面存在的马达排气温度。为了计算所述马达排气温度，首先为所述线路数据分配假设的马达运行数据，在特定的条件下在驶过能预期的行驶线路时能够预期所述假设的马达运行数据。这种分配通过机动车的计算模型来进行，在所述计算模型中比如对有待加速的质量和空气阻力进行处理、也就是说在总体上对所述机动车的行驶阻力进行处理。

从这些行驶阻力值中求取用于由所述燃烧马达10为了克服行驶阻力所需要的转矩的值和合适的转速值。从如此求取的转矩值和转速值中计算所述燃烧马达10的运行参数，用所述运行参数能够调整这些转矩值和转速值。在使用这些假设的马达运行数据的情况下，用像比如从DE 44 24 811 C2中为当前所测量的马达运行数据所公开的一样的废气温度模型来计算马达排气温度。

将这种马达排气温度分配给所述能预期的行驶线路的所属的点或者路段。这对于所述能预期的行驶线路的有代表性的点或者路段来说连续地进行。所述能预期的行驶线路被划分为能够通过一组参数来表征的路段。这组参数比如包括坡度值和平均速度值。

在驶过如此表征的路段时，在方框54.2中为这些路段中的每个路段分配预先确定的第二废气温度预期值TE2，所述第二废气温度预期值基于至少一个已经在以前、也就是说在以前驶过类似的行驶线路时所测量的废气温度值。所述预先确定的第二废气温度预期值TE2尤其基于以前为相同组的参数所测量的废气温度值。

最后，在方框54.3中将所述第一废气温度预期值TE1与所述第二废气温度预期值TE2结合起来，并且在这种连接的基础上同样在所述方框54.3中形成所述废气设备的组件的温度的预期值TE。所述形成比如根据方程式TE=（1/（G1+G2））*（G1*TE1+G2*TE）来进行，其中G1+G2=1。在方框56中，从这个预期值TE中用排气系的温度模型来计算用于在所述废气设备的不同的位置上的废气的温度T_abg的预期值和或所述废气设备12的组件、比如组件44、48的温度T_komp的预期值。

图4示出了一种按本发明的方法的流程图。所述方法或者所述方法的流程由所述控制器14来控制。

所述方框60对应于上一级的、用于对所述燃烧马达10进行控制的主程序HP。从这个主程序中，为了按照本发明根据所述燃烧马达10的废气设备12的组件44、46的温度的预期值对所述燃烧马达10进行控制，首先触发步骤或者程序模块62，在所述步骤或者程序模块中求取处于所述机动车前面的能预期的行驶线路的线路数据SD。

这些线路数据比如包含所述机动车的GPS系统27的数据和/或所述机动车的导航系统（28）的数据和或通讯系统的数据或者其它的机动车的来自移动无线电系统29或者互联网的可移动的数据，因而尤其能够在形成所述废气温度预期值时对下坡线路和上坡线路对废气温度的影响加以考虑。作为替代方案或者补充方案，所述线路数据包含交通通讯系统的数据。这些数据比如允许考虑到堵车对废气温度的影响。这类似地适用于下述设计方案，在所述设计方案中作为替代方案或者补充方案所述线路数据包含其它的处于能预期的行驶线路上的机动车的行驶数据。这尤其允许考虑到可能的并且由此能预期的平均速度。在另一种设计方案中，所述线路数据额外地包含关于特定于驾驶员的线路和行驶方式的数据，因为所述废气温度至少在自由的线路上也很大程度上取决于个人的行驶风格。

在这个步骤62之后，在接下来的程序模块64中为这些线路数据首先分配假设的马达运行数据MD，在特定的条件下在驶过所述能预期的行驶线路时能够预期所述假设的马达运行数据。

在步骤66之后，在使用这些马达运行数据的情况下计算第一废气温度预期值TE1并且将其分配给所述能预期的行驶线路的特定的点或者路段。

在步骤68中，将所述能预期的行驶线路划分为能够通过一组参数来表征的路段。

在步骤70中为这些路段中的每个路段分配预先确定的第二废气温度预期值TE2，所述第二废气温度预期值基于至少一个以前为相同组的参数所测量的废气温度值。所述步骤68和70一起对应于方框54.2。

在程序模块72中，在所述第一废气温度预期值与所述第二废气温度预期值结合的基础上形成所述废气设备的组件的温度的预期值。这对应于方框54.3。

为此，在所述程序模块72的子步骤72.1中优选用第一加权因数G1对所述第一废气温度预期值进行加权。此外，在所述程序模块72的第二子步骤72.2中优选用第二加权因数G2对所述第二废气温度预期值进行加权，并且随后在所述程序模块的第三子步骤72.3中将所述经过加权的第一废气温度预期值G1乘以TE1与所述经过加权的第二废气温度预期值G2乘以TE2结合成第三废气温度预期值TE，所述第三废气温度预期值代表着直接在所述燃烧马达的排气阀的废气流下游的废气温度。这对应于方框54.3。所述加权因数优选基于对于所述第一废气温度预期值和/或所述第二废气温度预期值的准确性的估计。

比如为所述第二废气温度预期值TE2分配高的准确性，如果所述线路数据属于重复地在类似的条件下驶过的线路、比如白天的上班行程。一种用于准确性的尺度比如通过以下方式来形成，即：如果驶过能够用特定的线路数据来表征的路段，则每次提高计数器水平并且作为所述计数器水平的函数来形成所述用于准确性的尺度。

额外地在驶过路段时相应地能测量的废气温度被检测并且作为学习值作为属于这个路段的废气温度保存在所述控制器14中，并且/或者将这个废气温度以能够调用的方式提供给可移动的数据服务中心。

为所述第一废气温度预期值TE1比如于是分配高的准确性，如果所述线路数据属于还未驶过的或者仅仅很少驶过的行驶线路，对于所述行驶线路来说还没有保存或者仅仅保存少量的在以前的行驶中所测量的废气温度值。一种用于所述准确性的尺度比如通过以下方式来形成，即：如果驶过能够用特定的线路数据来表征的路段，则每次提高计数器水平并且作为所述计数器水平的函数来形成所述用于准确性的尺度。

按应用功能，关于预测范围以及温度预测的精度的要求是不同的，这可能要求多个时间范围的平行建模。

Claims (10)

1.一种用于根据燃烧马达（10）的废气设备（12）的组件（44、48）的温度的预期值来控制所述燃烧马达（10）的方法，其中，为处于机动车前面的能预期的行驶线路的线路数据（SD）分配废气温度值，其特征在于，为所述线路数据（SD）首先分配假设的马达运行数据，在特定的条件下在驶过能预期的行驶线路时能够预期所述马达运行数据，并且在使用所述马达运行数据的情况下计算第一废气温度预期值（TE1）并且将其分配给所述能预期的行驶线路的特定的点或者路段，将所述能预期的行驶线路划分为能够通过一组参数来表征的路段，所述路段中的每个路段分配有预先确定的第二废气温度预期值（TE2），所述第二废气温度预期值基于至少一个以前为相同组的参数所测量的废气温度值，并且在所述第一废气温度预期值（TE1）与所述第二废气预期值（TE2）结合的基础上形成所述废气设备（12）的组件（44、48）的温度的预期值（TE）。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，用第一加权因数（G1）对所述第一废气温度预期值（TE1）进行加权，并且用第二加权因数（G2）对所述第二废气温度预期值（TE2）进行加权，并且将所述经过加权的第一废气温度预期值与所述经过加权的第二废气温度预期值结合成第三废气温度预期值（TE），所述第三废气温度预期值代表着直接在所述燃烧马达（10）的排气阀（38）的废气流下游的废气温度。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第三废气温度预期值（TE）的基础上并且在所述燃烧马达（10）的废气及废气设备（12）的热特性的基础上计算所述废气设备（12）的组件（44、48）的温度的预期值。

4.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述加权因数（G1、G2）基于对于所述第一废气温度预期值（TE1）和/或所述第二废气温度预期值（TE2）的准确性的估计。

5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述线路数据（SD）包含以下种类的数据中的至少一种数据：所述机动车的GPS系统（27）的数据、所述机动车的导航系统（28）的数据。

6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述线路数据（SD）包含交通通讯系统的数据。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述线路数据（SD）也包含其它的机动车的行驶数据，所述其它的机动车处于所述能预期的行驶线路上或者将其以前在这条线路上的行驶的数据以能够调用的方式提供给可移动的数据服务中心。

8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述线路数据（SD）额外地包含关于特定于驾驶员的线路和行驶方式的数据。

9. 被设立用于对燃烧马达（10）进行控制的控制器（14），所述控制器被设立、尤其是被编程用于形成所述燃烧马达（10）的废气设备（12）的组件（44、48）的温度的预期值并且在此为处于所述机动车前面的能预期的行驶线路的线路数据（SD）分配废气温度值，其特征在于，所述控制器（14）被设立、尤其被编程用于首先为所述线路数据（SD）分配假设的马达运行数据，在特定的条件下在驶过所述能预期的行驶线路时能够预期所述假设的马达运行数据，并且在使用所述马达运行数据的情况下计算第一废气温度预期值（TE1）并且将其分配给所述能预期的行驶线路的特定的点或者路段，将所述能预期的行驶线路划分为能够通过一组参数来表征的路段，为这些路段中的每个路段分配预先确定的第二废气温度预期值（TE2），所述第二废气温度预期值基于至少一个以前为相同组的参数所测量的废气温度值，并且在所述第一废气温度预期值（TE1）与所述第二废气温度预期值（TE2）结合的基础上形成所述废气设备（12）的组件（44. 46）的温度的预期值。

10. 按权利要求9所述的控制器（14），其特征在于，它被设立、尤其是被编程用于执行按权利要求2到8 中任一项所述的方法。