CN115638041A

CN115638041A - 用于运行具有内燃机的机动车辆的方法

Info

Publication number: CN115638041A
Application number: CN202210840744.9A
Authority: CN
Inventors: F·奥图施; J·卡帕; J·韦尔夫林; K·玉井; R·维尔利诺; T·霍尔曼
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2022-07-18
Publication date: 2023-01-24
Also published as: DE102021207655A1; US20230022334A1

Abstract

本发明涉及一种用于运行具有内燃机（110）的机动车辆（100）的方法（200），包括确定（210）所述车辆（100）的当前运行状态，确定（220）在所确定的运行状态期间所述车辆（100）的排放状态，根据所述排放状态执行（230）用于减少排放的至少一个措施，以及结合所述运行状态就所述至少一个措施是否成功减少排放来评估（240）所述至少一个措施。还提出了用于执行这种方法（200）的计算单元（130）和计算机程序产品。

Description

用于运行具有内燃机的机动车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有内燃机的机动车辆的方法，以及一种用于执行该方法的计算单元和计算机程序。

背景技术

在运行具有内燃机的机动车辆时典型地会产生污染物，这些污染物向大气的排放受到法律的严格限制。因此，为了减少排放，通常进行废气后处理，在废气后处理的范围中将污染物转换为问题较少的物质。此外可以控制内燃机的运行，使得内燃机从一开始就产生较少的污染物。

在具有内燃机的机动车辆的控制设备中可以存储各种功能以及另外的协调器（例如发动机协调器、λ协调器、温度管理），每一个功能都对废气后处理的一部分（例如催化转化器、颗粒过滤器）建模。各种功能相互通信，并且在此过程中特别是向其他功能发送请求。

通过应用可以确保各种请求按优先级存储，并且由此确保特定的流程。还可以在应用中设定策略，所述策略在车辆的持续运行期间不再更改。所述策略可以根据系统状态对请求进行优先级排序，因此同时也涉及排出的排放。

特别是可以为奥托发动机设置用于实现驾驶员期望力矩的力矩调节，其中通过预控制考虑例如可以借助于传感器检测的当前排放。

发明内容

根据本发明，提出了具有独立权利要求的特征的用于运行具有内燃机的机动车辆的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。有利的设计是从属权利要求和以下描述的主题。

本发明涉及使用内燃机的车辆概念。本发明涵盖了关于额外安装电驱动机（混合动力车辆）的各种车辆概念，此外独立于废气系统的配置（三元催化转化器、颗粒过滤器......）。利用本发明，在选择对内燃机的运行行为的干预以减少基于排放的发动机控制器的排放（下面称为措施）时，应考虑关于经历的驾驶状态对排放的统计评估。在此，已经排出的排放和过去经历的驾驶状态（例如发动机运行点、超速阶段、启停阶段……）都可以考虑在内并相互关联。这包括综合排放与迄今为止行驶过的路段上不同驾驶状态的频率之间的相关性，以及在相应驾驶状态下各个排放事件的评估。附加地，应借助于自适应学习从这些信息中导出对基于排放的发动机控制器的已启动措施的持续评估和校正，以根据迄今为止学习的知识有效地改善排放行为。

具体地，根据本发明的用于运行具有内燃机的机动车辆的方法包括确定所述车辆的当前运行状态，确定在所确定的运行状态期间所述车辆的排放状态，根据所述排放状态执行用于减少排放的至少一个措施，以及结合所述运行状态就所述至少一个措施是否成功减少排放来评估所述至少一个措施。由此可以确定在特定驾驶状况下用于降低污染物排放的措施是否成功以及在多大程度上成功。

排放状态在这里理解为当前或瞬时（与相应运行状态有关的）废气组成或特定废气组分的与运行持续时间和/或行驶路段有关的绝对量，特别是与法律限制的污染物有关，例如氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氨气(NH₃)、烟灰颗粒和/或二氧化碳(CO₂)，其中特别是考虑离开机动车辆的废气。为了评估排放状态，例如可以使用来自合适传感器和/或模型计算的数据。

运行状态包括典型地发生的事件，例如启停阶段、超速阶段和滑行阶段、冷启动等。运行状态例如可以基于一个或多个运行参数确定，所述运行参数特别是来自由驱动功率、扭矩、转速、废气质量流量、废气组成（例如λ值）、催化转化器状态（例如氧气填充水平）、内燃机和/或催化转化器的温度、外部温度、行驶速度、地理位置和个人身份构成的组中的一个或多个。由此许多相关的运行参数可用于该方法。例如，同样涵盖了内燃机的经典参数，如存在于个人的典型驾驶风格中的特性或由于特定地理位置而预期的路段轮廓，其中后者可以从具体机动车辆的使用历史中（即从以前对措施成功率的评估中）导出。例如，个人身份可以直接通过对应的用户输入、通过点火钥匙的钥匙标识或通过典型的驾驶风格元素识别出，而地理位置可以借助于GPS传感器、移动无线电数据等来确定。

这些运行参数中的多个运行参数的组合通常允许很好地预测各个措施在具体驾驶状况（即当前运行状态）下减少排放的效率，其中也可以借助于评估历史考虑对特定措施的效率的特定于车辆的影响。

特别地，该方法包括组合结合可类比的运行状态和/或关于相同措施进行的多个评估。可类比的运行状态在此特别是通过相同的分类来表征。例如，所有的超速阶段可以被视为彼此可类比，而启停阶段可能无法与超速阶段类比。特定运行状态的可类比性也可以通过用于确定的运行参数的差异和/或值范围来表征，即如果基础运行参数的值彼此相差得小于预给定的阈值和/或基础运行参数的值位于相同的值范围内，则两个运行状态是可类比的。可以理解，不同运行参数的阈值和值范围以及可选地还有不同措施的阈值和值范围可以是不同的。由此改善了成功率评估的统计数据，并且可以实现关于措施成功率的学习效果。

在此，所述组合可以包括组合与多个驾驶循环有关的评估。这进一步改善了统计数据并由此进一步提高了结果的鲁棒性。

特别地，所述组合可以通过确定综合排放状态并将所述运行状态或在综合时间段期间确定的所有运行状态的频率分配给综合排放状态和/或通过累积单独进行的评估来进行。这是统计上有意义地检测大量排放相关事件的在计算上能很好处理的选项。

有利地，该方法除了组合多个评估之外还包括根据自评估以来过去的时间对评估的结果进行加权，特别是其中较新的结果比较旧的结果具有更大的权重。由此可以检测车辆的更改（例如由于老化效果）并快速引入，而不会失去良好统计数字的优点。

该方法还可以包括根据（一个或多个）评估的结果以及当前的排放状态和当前的运行状态来执行所述至少一个措施。从而可以将评估结果用于选择在相应状况下最有希望成功的用于降低排放的（一个或多个）措施或与相应状况相适配地执行待执行的措施。换言之，如果特定措施被评估为不充分，未来可以例如选择其他措施，或者可以适配该措施的强度，以便在未来达到更好的评估结果。

所述至少一个措施特别是选自以下各项构成的组：在清除催化转化器时降低或增加富气比例，延长或缩短催化转化器清除的时间，提高或降低催化转化器的最低温度，影响朝着富化或稀化目标λ的λ调节，适配催化转化器中的目标氧气填充水平，限制内燃机的允许运行点，禁止超速燃料切断，禁止启停运行，影响侵入式诊断的释放和/或禁止和/或协调，油箱通风和废气再循环，以及特别是在具有混合电动内燃机驱动的系统中移动运行点和影响动态性。由此存在大量分别在不同的状况或运行状态下具有降低排放的最佳有效性的措施可用。

根据本发明的计算单元（例如机动车辆的控制设备）特别是以编程技术被设置为执行根据本发明的方法。

以具有用于执行所有方法步骤的程序代码的计算机程序或计算机程序产品的形式实现根据本发明的方法也是有利的，因为这导致特别低的成本，特别是在执行控制设备还用于其他任务并且因此无论如何都存在的情况下。最后，设置一种机器可读存储介质，其上存储有如上所述的计算机程序。适合于提供所述计算机程序的存储介质或数据载体特别是磁的、光的和电的存储器，例如硬盘、闪存、EEPROM、DVD等。还可以通过计算机网络（互联网、内联网等）下载程序。这种下载在此可以是有线地或无线地（例如通过WLAN网络、3G、4G、5G或6G连接等）进行。

本发明的进一步的优点和设计从说明书和附图得出。

本发明基于附图中的实施例示意性地示出并且在下文中参照附图加以描述。

附图说明

图1以示意图示出了可以在本发明的范围内使用的机动车辆的示例；

图2以强烈简化的流程图的形式示出了根据本发明的方法的有利实施方式。

具体实施方式

图1示意性地示出了可以在本发明的范围内使用的机动车辆的示例，并且总体上用100表示。车辆100包括内燃机110（这里例如具有六个示意的气缸）、废气系统120以及计算单元130，所述废气系统120具有多个清洁部件122、124（例如催化转化器和/或颗粒过滤器），所述计算单元130被设置用于控制内燃机110和废气系统120并且以数据传导方式与内燃机110和废气系统120连接。此外，在所示示例中，计算单元130以数据传导方式与传感器112、127连接，这些传感器检测内燃机110和/或废气系统120的运行参数。可以理解，可以存在未示出的另外的传感器。

在图2中以强烈简化的流程图的形式示意性地示出了根据本发明的方法的有利设计并且总体上用200表示。也参考图1来描述该方法。

在方法200的第一步骤210中，检测车辆100或内燃机110的一个或多个运行参数。为此例如传感器112（例如热传感器和/或转速计）可以检测数据并传送到计算单元130。该检测例如也可以使用车辆部件的模型进行，例如催化转化器模型，该催化转化器模型尤其是例如输出催化转化器的氧气填充水平或通过催化转化器的氨泄漏。从这些运行参数中确定车辆100的当前运行状态。例如，如果同时确定内燃机110的转速足够高和非常低的负载要求或无负载要求，则可以确定超速状态（Schubzustand）。

在步骤220中，还可以确定废气系统120的排放状态。为此例如废气系统的催化转化器124下游的传感器127，例如λ探测器和/或浓度传感器（例如NH₃传感器、NO_x传感器），可以检测离开废气系统120的废气的当前排放值并传送到计算单元130。

在步骤230中，计算单元130接着可以基于所确定的运行状态和排放状态选择并启动用于减少排放的一个或多个措施。

在随后的步骤240中，评估（一个或多个）措施是否成功。为此，可以再次确定在（一个或多个）措施执行期间或之后的排放状态，并与执行（一个或多个）措施之前的排放状态进行比较。该评估的结果例如可以存储在计算单元130的非易失性存储器132中。在此，相应的运行参数或运行状态、排放状态和执行的措施与评估一起存储。例如，如果实现了足够高的减排，则对所执行的（一个或多个）措施的评估可以是正面的，如果不能确定减排，则对所执行的（一个或多个）措施的评估可以是负面的，并且如果可以确定虽然有减排，但该减排不足以实现目标预给定值，则对所执行的（一个或多个）措施的评估可以是不足的。

在以后要执行的步骤230中，然后可以访问存储在存储器132中的评估，以便对应地适配（一个或多个）措施：例如在可类比的运行状态-排放状态状况下，可以优先重新选择已经被评估为正面的措施，而优先不重新选择评估为负面的措施，因为不期望会成功。如果在可类比的状况或运行状态下将措施评估为不足的，则例如在以后的步骤230中以增加的强度执行对应的措施或将对应的措施与进一步的措施相结合，以实现足够的减排。

优选地，在以后每次评估措施时，以小于1的权重因子对已经在类似的运行状态中进行的措施评估加权，以考虑车辆100的老化动态。例如，一种措施可以包括提高催化转化器122处的温度。在新催化转化器122的情况下，最低运行温度典型地低于已经老化的催化转化器122的情况。因此，随着使用时间的延长，将温度提高特定程度变得不那么有效。由于与较晚的评估相比较早评估的权重较弱，因此将比没有此权重的情况更快地考虑由老化导致的措施有效性降低。

为了说明起见在此列出一个具体的示例：在禁止超速切断燃料（措施）的短暂行驶中断之后（车轮140的旋转停止，内燃机110关闭；例如对应于启停阶段的运行状态，例如从运行参数—行驶速度和/或内燃机110的转速中确定），考虑关于一氧化碳(CO)和/或氨(NH₃)的废气组成并与行驶中断之前的废气组成相比或与没有禁止超速的行驶中断相比地评估所述废气组成。如果该措施（禁止超速）是成功的，则它也将在未来类似的状况下（例如，在即将停车的情况下急剧降低行驶速度）应用，而在负面评估的情况下，随后将不太可能选择该措施，而是可以在这种状况下优先选择其他措施（例如，借助于加热器121、123提高催化转化器122、124处的温度）。

当然，在本发明的范围内也可以有利地使用运行状态和相关联排放场景的其他组合，从而该示例仅应理解为说明而不应以任何方式进行限制。通过车辆内部的评估和存储，为排放控制的开发和应用带来了巨大的优点，因为原则上只需要存储可用的措施以及例如排放阈值和初始选择标准，然后系统在运行时会自行优化。从而例如在改造了硬件部件之后，也可以通过软件更新来执行新措施，而无需大量的应用耗费，这最小化了资源消耗（例如控制设备的更换）和工作耗费。

Claims

1.一种用于运行具有内燃机（110）的机动车辆（100）的方法（200），包括：

确定（210）所述车辆（100）的当前运行状态，

确定（220）在所确定的运行状态期间所述车辆（100）的排放状态，

根据所述排放状态执行（230）用于减少排放的至少一个措施，以及

结合所述运行状态就所述至少一个措施是否成功减少排放来评估（240）所述至少一个措施。

2.根据权利要求1所述的方法（200），其中，评估（240）所述至少一个措施包括组合结合可类比的运行状态和/或关于相同措施进行的多个评估（240）。

3.根据权利要求2所述的方法（200），其中，组合多个评估（240）包括组合与多个驾驶循环有关的评估（240）。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法（200），其中，组合多个评估（240）通过确定综合排放状态并将至少一个运行状态的频率分配给所述综合排放状态和/或通过累积单独进行的评估（240）来进行。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法（200），其中，评估（240）所述至少一个措施包括根据自所述评估（240）以来过去的时间对所述评估（240）的结果进行加权，特别是其中较新的结果比较旧的结果具有更大的权重。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法（200），其中，根据所述排放状态执行（230）用于减少排放的至少一个措施包括根据所述评估（240）的结果以及当前的排放状态和当前的运行状态来执行（230）所述至少一个措施。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法（200），其中，所述至少一个措施选自以下各项构成的组：在清除催化转化器时降低或增加富气比例，延长或缩短催化转化器清除的时间，提高或降低催化转化器（122、124）的最低温度，影响朝着富化或稀化目标λ的λ调节，适配催化转化器（122、124）中的目标氧气填充水平，限制所述内燃机（110）的允许运行点，禁止超速燃料切断，禁止启停运行，影响侵入式诊断的释放和/或禁止和/或协调，油箱通风，移动运行点，影响动态性以及废气再循环。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法（200），其中，基于至少一个运行参数确定所述运行状态，所述运行参数包括来自由驱动功率、扭矩、转速、废气质量流量、特别是废气λ值的废气组成、特别是催化转化器（122、124）的氧气填充水平的催化转化器状态、所述内燃机（110）和/或催化转化器（122、124）的温度、外部温度、行驶速度、地理位置和个人身份构成的组中的一个或多个。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法（200），其中，所述排放状态包括当前废气组成和/或当前废气量，特别是关于来自由一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、氨气和颗粒构成的组，其中所述排放状态特别是与离开所述机动车辆的废气有关。

10.一种计算单元（130），其被设置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法（200）的所有方法步骤（210、220、230、240）。

11.一种计算机程序（130），当所述计算机程序在计算单元（130）上执行时促使所述处理单元（130）执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法（200）的所有方法步骤（210、220、230、240）。

12.一种机器可读存储介质，其上存储有根据权利要求11所述的计算机程序。