DE10148661A1

DE10148661A1 - Control method for exhaust gas treatment system for automobile engine with catalyzer has parameters for reduction medium dosing of exhaust gas used for modifying engine parameters

Info

Publication number: DE10148661A1
Application number: DE10148661A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fraenkle; Peter Renninger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2021-10-03
Also published as: DE10148661C2

Abstract

The control method has the fuel consumption and the exhaust parameters regulated via engine parameter settings, determined from parameters for the reduction medium dosing of the engine exhaust gas. The reduction medium dosing and/or the engine parameter settings can be provided via stored characteristics held in an electronic control device (1). An Independent claim for an IC engine with an exhaust gas treatment system is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Abgasnachbehandlungssystems bei welchem zur Abgasnachbehandlung dem Abgas ein Reduktionsmittel dosiert zugesetzt wird und der Kraftstoffverbrauch und Abgasparameter mittels Motorparametereinstellung regulierbar sind sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Derartige Abgasnachbehandlungssysteme werden bei Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen, bei welchen sauerstoffreiche Abgase entstehen eingesetzt, da bei derartigen Abgasen die herkömmlichen drei Wege Katalysatoren versagen. Bei den entsprechenden Verbrennungsmotoren handelt es sich üblicherweise um Dieselmotoren oder Magergemisch Ottomotoren. Als Reduktionsmittel wird dem Abgas im Falle einer Denoxierungsanlage z. B. Harnstoff zugesetzt, welcher in einem zum Abgasnachbehandlungssystem gehörenden Katalysator zusammen mit den Stickoxiden im Abgas chemisch reagiert. Auf diese Weise wird das Abgas von den Stickoxidschadstoffen gereinigt. The invention relates to a method for controlling and / or Control of an exhaust aftertreatment system in which the Exhaust gas aftertreatment the reducing agent dosed a reducing agent is added and the fuel consumption and emission parameters are adjustable by means of motor parameter setting and a Apparatus for carrying out the method. such Exhaust aftertreatment systems are used in internal combustion engines in Motor vehicles in which oxygen-rich exhaust gases arise used, since in such exhaust gases, the conventional three Way catalysts fail. At the corresponding Internal combustion engines are usually around Diesel engines or lean mixture gasoline engines. As Reducing agent is the exhaust gas in case of Denoxification plant z. B. urea added, which in a Compound belonging to the exhaust aftertreatment system reacts chemically with the nitrogen oxides in the exhaust gas. In this way the exhaust gas is purified by the nitrogen oxide pollutants.

Bei gattungsgemäßen Anlagen werden als Betriebsmittel mindestens ein Reduktionsmittel und der Kraftstoff benötigt. Neben der Optimierung der Abgasbehandlung hinsichtlich der Reduktion des Schadstoffausstoßes besteht auch die Notwendigkeit den Betriebsmitteleinsatz selbst zu optimieren. In generic systems are as resources at least one reducing agent and the fuel needed. In addition to the optimization of the exhaust gas treatment in terms of Reduction of pollutant emissions is also the Need to optimize the resource consumption itself.

Die DE 195 36 571 offenbart ein Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittels in den Abgas- oder Abluftstrom einer Verbrennungsanlage, mit nachgeschaltetem Katalysator, wobei die Dosierung des Reduktionsmittels über Kennlinien oder Kennlinienfelder, ausgehend von betriebsrelevanten Parametern der Verbrennungsanlage, des Abgases und des Katalysators, erfolgt und wobei die Kennlinien oder das Kennlinienfeld des Katalysators an den aktuellen Zustand des Katalysators und der Verbrennungsanlage angepasst wird. Dabei wird die Reduktionsmitteldosierung über die Kennlinien oder Kennlinienfelder gesteuert, wobei dieselben einen Systemverschleiß bzw. eine Systemalterung antizipieren. DE 195 36 571 discloses a method for dosing a Reducing agent in the exhaust or exhaust air flow of a Incinerator, with downstream catalyst, the Dosing of the reducing agent via characteristic curves or Characteristic fields, based on operational parameters the incinerator, the exhaust gas and the catalyst, takes place and wherein the characteristics or the characteristic field of the Catalyst to the current state of the catalyst and the Incinerator is adjusted. Here is the Reducing agent dosage over the curves or Characteristic controlled fields, the same one Anticipate system wear or system aging.

Nachteilig bei dem Verfahren ist es, dass lediglich die Abgasbehandlung angepasst wird. Es erfolgt keine Anpassung der Einstellungen der Verbrennungsanlage, also speziell der Einstellungen eines Motors selbst um die Abgasbehandlung zu optimieren. A disadvantage of the method is that only the Exhaust gas treatment is adjusted. There is no adjustment of Settings of the incinerator, so especially the Settings of an engine itself to the exhaust treatment too optimize.

Die DE 299 20 567 offenbart eine einstellbare Zusatzelektronik zur Optimierung von Verbrennungsmotoren, wobei aktuelle Einstellwerte, welche vom Hersteller in Kennfeldern vorgegeben sind mittels Reglern manuell verstellbar sind. Die Schrift offenbart keinen Hinweis darauf die Motoreinstellungen zur Optimierung der Abgasbehandlung zu verändern. DE 299 20 567 discloses an adjustable additional electronics for the optimization of internal combustion engines, where current Setting values specified by the manufacturer in maps are manually adjustable by means of knobs. The font does not disclose any indication of the engine settings for Optimization of the exhaust gas treatment to change.

Nachteilig bei den Abgasbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren gemäß Stand der Technik sind die folgenden Einschränkungen:

- Die Reduktionsmitteldosierung wird lediglich von den Motoreinstellungen und der Abgaszusammensetzung sowie vom Zustand des Systems abhängig festgelegt. Dabei wird üblicherweise von einer kraftstoffverbrauchsoptimalen oder leistungsoptimierenden Motoreinstellung ausgegangen. Die Reduktionsmitteldosierung wird dann derart durchgeführt, dass unter den gegebenen Umständen der Schadstoffausstoß minimiert wird. Hierdurch können Betriebsbedingungen auftreten bei denen die Abgasbehandlung suboptimal durchgeführt wird, da z. B. eine zu niedrige Abgastemperatur bei kraftstoffverbrauchsoptimaler Motoreinstellung eine Schadstoffbehandlung erschweren kann.
- Der Reduktionsmittelverbrauch wird lediglich nach Abgasschadstoffreduktionsgesichtspunkten eingestellt. Es wird nicht berücksichtigt, dass es sich beim Reduktionsmittel ebenso wie beim Kraftstoff um ein knappes Gut handelt. Dadurch kann ein wirtschaftlich suboptimaler Betriebsmittelverbrauch entstehen.

Disadvantages of the exhaust gas treatment systems for internal combustion engines according to the prior art are the following restrictions:

The reductant dosing is determined solely by the engine settings and the exhaust gas composition and by the state of the system. This is usually based on a fuel consumption optimal or performance-optimizing engine setting. The reductant dosing is then performed so as to minimize pollutant emissions under the given circumstances. As a result, operating conditions may occur in which the exhaust gas treatment is performed suboptimal because z. B. too low exhaust gas temperature at fuel consumption optimal engine adjustment can make pollutant treatment difficult.
- The reducing agent consumption is set only for Abgasschadstoffreduktionsgetichtspunkte. It is not considered that the reducing agent as well as the fuel is a scarce good. This can result in an economically sub-optimal resource consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Abgasnachbehandlungssystems und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und insbesondere den wirtschaftlichen Betrieb und die Abgasbehandlung eines gattungsgemäßen Abgasbehandlungssystems optimieren. The invention has for its object a method for Control and / or regulation of an exhaust aftertreatment system and an apparatus for carrying out the method to provide the disadvantages of the prior art avoid and in particular the economic operation and the Exhaust treatment of a generic exhaust treatment system optimize.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Besondere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. According to the invention, the object is achieved by the method and the Device solved according to the independent claims. Special Embodiments are subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß werden neben der Dosierung des Reduktionsmittels im Abgasnachbehandlungssystem die Motorparametereinstellungen, z. B. Förderbeginn und/oder Ladedruck abhängig von Parametern, welche die Reduktionsmitteldosierung bestimmen während des Kraftstoffverbrennungsmotoreinsatzes modifiziert. Hierdurch wird neben den Abgasparametern, wie z. B. dessen Zusammensetzung und Temperatur auch der Kraftstoffverbrauch beeinflusst. Unter Einsatz des Motors ist die laufende Nutzung zu verstehen. Dabei muß der Motor nicht zwingend in Betrieb sein, entscheidend ist, dass es sich nicht um die Konzeptions- bzw. Entwicklungsphase des Motors und/oder der Abgasbehandlungsanlage handelt. Bei den Reduktionsmitteldosierung bestimmenden Parametern handelt es sich bevorzugt um interne Systemparameter wie die Abgaszusammensetzung, dessen Temperatur und Parameter des Abgasnachbehandlungssystems, z. B. der Katalysatortemperatur. Diese Parameter sind Faktoren welche einen Schadstoffgehalt der Abgase nach der Abgasbehandlung beeinflussen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Reduktionsmitteldosierung bestimmenden Parametern um äußere Parameter. Derartige Parameter bestimmen die Knappheit des Reduktionsmittels, bevorzugt ist dies der Preis des Reduktionsmittels oder die Relation zwischen diesem Preis und dem Kraftstoffpreis. Ein weiterer derartiger Parameter kann z. B. die Vorratsmenge des Reduktionsmittels sein. Die Dosierung des Reduktionsmittels und/oder die Motorparametereinstellung wird dabei bevorzugt über in Kennlinien oder Kennlinienfeldern bereitgestellte Einstellungswerte, welche bevorzugt in Steuergeräten abgespeichert sind gesteuert und/oder geregelt. Nachfolgend wird ohne Einschränkung der Allgemeinheit von Steuerung gesprochen. Die Einstellungswerte werden in den Kennlinien oder Kennlinienfeldern in Abhängigkeit von den Werten der die Reduktionsmitteldosierung bestimmenden Parameter abgelegt. Dabei werden die Einstellungswerte und die Werte der Reduktionsmitteldosierung jeweils derart festgelegt, dass bei gegebenen Reduktionsmitteldosierung bestimmenden Parametern ein optimaler Betriebspunkt des Abgasbehandlungssystems zusammen mit dem Kraftstoffverbrennungsmotor realisiert wird. Die Werte werden dabei bevorzugt derart festgelegt, dass gesetzliche Abgasgrenzwerte nicht überschritten werden, wobei der Gesamtbetriebsmittelverbrauch minimiert wird. Diese Minimierung wird bevorzugt hinsichtlich der Gesamtbetriebsmittelkosten bei einer gegebenen Anforderung, z. B. vorgegebener Systemleistung durchgeführt. According to the invention in addition to the dosage of Reducing agent in the exhaust aftertreatment system the Motor parameter settings, eg. B. start of delivery and / or Boost pressure depends on parameters which the Determine reductant dosage during the Fuel-injected engine insert modified. hereby is in addition to the exhaust gas parameters, such. B. its composition and temperature also affects fuel economy. Under Use of the engine is to understand the ongoing use. there If the engine does not necessarily have to be in operation, it is crucial that it is not the conception or development phase of the engine and / or the exhaust treatment plant is. Both It is the reducing agent dosage determining parameters prefers to internal system parameters like the Exhaust gas composition, its temperature and parameters of the Exhaust after-treatment system, z. B. the catalyst temperature. These parameters are factors which have a pollutant content Exhaust gases after the exhaust treatment affect. In a Particularly preferred embodiment is in the Reducing agent dosage determining parameters around outer Parameter. Such parameters determine the scarcity of Reducing agent, preferably this is the price of Reducing agent or the relation between this price and the fuel price. Another such parameter can z. B. be the stock amount of the reducing agent. The dosage of the reducing agent and / or the Motor parameter setting is preferred over in Characteristics or characteristic fields provided Setting values, which are preferred in control units stored are controlled and / or regulated. following is without restriction of the generality of control spoken. The setting values are displayed in the characteristic curves or Characteristic fields depending on the values of the Reducing agent dosage determining parameters stored. The setting values and the values of the Reduktionsmitteldosierung each set such that at given Reduktionsmitteldosierung determining parameters optimal operating point of the exhaust treatment system together realized with the internal combustion engine. The values are preferably determined in such a way that statutory Exhaust emission limits are not exceeded, the Total resource consumption is minimized. This minimization is preferred in terms of total resource cost a given request, e.g. B. predetermined system performance carried out.

Im Falle, dass es sich bei den reduktionsmitteldosierungsbestimmenden Parametern um die internen Parameter des Systems handelt wird eine Verbesserung der Abgasnachbehandlung hinsichtlich des Schadstoffausstoßes ermöglicht. Die Motorparametereinstellungen werden derart modifiziert, dass bei Auftreten von Betriebszuständen des Abgasnachbehandlungssystems bei denen die Abgasnachbehandlung nur suboptimal durchgeführt werden kann eine Änderung der Betriebszustände durch die Motorparametereinstellungsmodifikation derart vorgenommen wird, dass die Abgasbehandlung optimaler durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann durch Erhöhung der Abgastemperatur die Reaktion des Reduktionsmittels im Katalysator mit den Schadstoffen bei geringer Katalysatortemperatur verbessert werden. Die Modifikation der Motorparametereinstellungen abhängig von den die Reduktionsmitteldosierung bestimmenden Parametern führt dann zu einer Verminderung des Schadstoffgehaltes der Abgase nach der Abgasbehandlung gegenüber dem Schadstoffgehalt ohne Modifikation. In case it is at the reductant dosage determining parameters around the internal parameter of the system is an improvement the exhaust aftertreatment in terms of pollutant emissions allows. The engine parameter settings will be so modified that when operating conditions of the Exhaust after-treatment system in which the exhaust aftertreatment Only suboptimal can be done a change of Operating conditions through the Motor parameter adjustment modification is made in such a way that the exhaust gas treatment can be carried out more optimally. For example, by increasing the exhaust gas temperature Reaction of the reducing agent in the catalyst with the Pollutants at low catalyst temperature improved become. The modification of the motor parameter settings depending on the reductant dosage determining Parameter then leads to a reduction of the Pollutant content of the exhaust gases after the exhaust gas treatment compared to the pollutant content without modification.

Im Falle, dass es sich bei einem Reduktionsmitteldosierungsbestimmenden Parameter um einen externen Parameter handelt wird allgemein die Knappheit des Reduktionsmittels durch den Parameter repräsentiert. Diese Knappheit kann im einfachsten Fall durch einen Reduktionsmittelvorrat, welcher zur Neige geht bedingt sein. Allgemein kann die Knappheit auch dadurch bedingt sein, dass auch das Reduktionsmittel produziert werden muss. Bei der Produktion werden wiederum Ressourcen eingesetzt, z. B. kann die Produktion einen Schadstoffausstoß, welcher limitiert ist bedingen und/oder einen Energieeinsatz nötig machen. In the event that it is at a Reducing agent dosage determining parameter by one external parameter is generally the scarcity of the Reducing agent represented by the parameter. This Scarcity can in the simplest case by a Reductant stock, which is going to be limited. In general, the scarcity may also be due to the fact that also the reducing agent must be produced. In the In turn, resources are used for production. B. can the Production a pollutant emissions, which is limited condition and / or require energy input.

Üblicherweise werden derart komplexe Zusammenhänge über das Entstehen eines bestimmten Preises des knappen Gutes erfasst. Bevorzugt wird daher als ein externer, die Reduktionsmitteldosierung bestimmender Parameter, der Preis des Reduktionsmittels betrachtet. Der Preis des Reduktionsmittels in Relation zum Kraftstoffpreis bestimmt einen ökonomisch optimalen und damit ressourcenverbrauchsoptimalen Betriebspunkt des Systems. Ursache für das Auftreten eines derartigen optimalen Betriebspunktes bei einem gattungsgemäßen System ist, dass bei abnehmendem Kraftstoffverbrauch und entsprechenden Motoreinstellungen, wie z. B. Förderbeginn oder Ladedruck bei gleicher Leistung mehr Schadstoffe, z. B. Stickoxide entstehen können. Bei einem Magergemisch Motor entsteht z. B. bei einem höheren Sauerstoffgehalt des Kraftstoff-Luft-Gemisches eine höhere Verbrennungstemperatur und damit ein höherer Stickoxidgehalt der Abgase. Dies bedingt die Notwendigkeit bei gleichen Schadstoffemissionswerten dem Abgas mehr Reduktionsmittel zuzusetzen. Die Optimierung der Motorparameter, d. h. der Motoreinstellungen erfolgt für jeweils eine kostenoptimale Auslegung des Systems bei einer bestimmten Relation zwischen Reduktionsmittelpreis und Kraftstoffpreis bevorzugt während der Systementwicklungsphase. Ändert sich das Preisverhältnis zwischen Reduktionsmittelpreis und Kraftstoffpreis, so ändern sich auch die optimalen Werte der Motorparametereinstellungen sowie der Reduktionsmitteldosierung. Die optimalen Werte werden daher für mehrere Preisverhältnisse derart bestimmt, dass es sich bei den Einstellungswerten jeweils um den kostenoptimalen Arbeitspunkt des Abgasbehandlungssystems und des Kraftstoffverbrennungsmotors unter Einhaltung eines Abgasgrenzwertes bei einem Preisverhältnis handelt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Abgasgrenzwert um einen gesetzlich vorgegebenen Grenzwert. Die ermittelten Daten zur optimalen Einstellung von Reduktionsmitteldosierung und Motorparametern werden als Kennlinien und/oder Kennfelder bereitgestellt. Über diese Kennlinien/Kennfelder wird das System gesteuert. Bevorzugt werden diese Daten in mindestens einem Steuergerät zur Einstellung von Motorparametern und/oder der Reduktionsmitteldosierung hinterlegt. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Preisverhältnisse erhalten die Kennfelder/Kennlinien der Motorparametereinstellungen und der Reduktionsmitteldosierung erfindungsgemäß eine zusätzliche Dimension: Die Dimension des Preisverhältnisses zwischen Reduktionsmittelpreis und Kraftstoffpreis. Die Auswahl der zur Systemsteuerung aktuellen Einstellungen erfolgt durch ein von außen vorgegebenes aktuelles Preisverhältnis. Das aktuelle Preisverhältnis kann durch Bereitstellung des aktuellen Kraftstoffpreises und/oder des aktuellen Reduktionsmittelpreises vorgegeben werden. Die Bereitstellung dieser Preisdaten für das erfindungsgemäße System kann dabei durch manuelle Eingabe, z. B. in einen Bordcomputer eines Kraftfahrzeugs, welches mit dem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist erfolgen. Die Fahrzeugelektronik ist dabei bevorzugt so aufgebaut, dass bei Eingabe eines Kraftstoffpreises und/oder des Reduktionsmittelpreises das Preisverhältnis automatisch errechnet wird. Weiterhin ist die Versorgung eines derartigen Systems in einem Kraftfahrzeug mit Preisdaten über einen automatischen Datenaustausch über eine Telekommunikationsschnittstelle am Fahrzeug von einer Zentralstelle aus oder durch eine Servicestation, z. B. eine Tankstelle möglich. In einem erfindungsgemäßen System erfolgt die Bereitstellung der Daten für Motoreinstellungen und Reduktionsmitteldosierung an definierten Preisverhältnisstützstellen. Handelt es sich bei dem aktuellen Preisverhältnis um einen Zwischenwert zwischen diesen Stützstellen, so werden bevorzugt die Einstellungswerte zwischen den benachbarten Stützstellen interpoliert. Damit ist gewährleistet, dass für alle möglichen Preisverhältnisse der Abgasgrenzwert eingehalten wird und dass das jeweils dem Preisverhältnis zughörige Kostenoptimum erreicht wird. Usually, such complex relationships on the The occurrence of a certain price of the scarce good is recorded. It is therefore preferred as an external, the Reducing agent dosage determining parameter, the price of Considered reducing agent. The price of the reducing agent in relation to the price of fuel determines one economically optimal and thus resource consumption optimal operating point of the system. Cause of the occurrence of such optimum operating point in a generic system, that with decreasing fuel consumption and corresponding Engine settings, such. B. start of delivery or boost pressure same power more pollutants, z. B. arise nitrogen oxides can. In a lean mixture engine arises z. B. at a higher oxygen content of the fuel-air mixture a higher combustion temperature and thus a higher Nitrogen oxide content of the exhaust gases. This requires the need for same pollutant emission levels the exhaust more Add reducing agent. The optimization of Motor parameters, d. H. the engine settings are made for each a cost-optimal design of the system for a given Relation between reducing agent price and fuel price preferably during the system development phase. Does that change? Price ratio between reducing agent price and Fuel price, so also change the optimal values of Motor parameter settings and the Reductant dosing. The optimal values are therefore for several price ratios determined so that it is at the Setting values in each case around the cost-optimal operating point the exhaust treatment system and the Fuel combustion engine in compliance with a Exhaust gas limit value at a price ratio is. Prefers Is the exhaust emission limit legal? predetermined limit. The determined data for optimal Adjustment of reducing agent dosage and engine parameters are provided as characteristics and / or maps. over These characteristics / maps are controlled by the system. This data is preferred in at least one control unit for setting motor parameters and / or the Reducing agent metering deposited. For consideration different price ratios receive the Maps / characteristics of the motor parameter settings and the Reducing agent dosage according to the invention an additional Dimension: The dimension of the price ratio between Reductant price and fuel price. The selection of the Control Panel current settings are made by a externally given current price ratio. The current Price ratio can be improved by providing the current Fuel price and / or current Reductant price are given. The provision This price data for the system according to the invention can thereby by manual input, z. B. in an on-board computer Motor vehicle, which with the system according to the invention equipped is done. The vehicle electronics are included Preferably constructed so that when entering a Fuel price and / or reductant price that Price ratio is calculated automatically. Furthermore, the supply of such a system is in one Motor vehicle with price data via an automatic Data exchange via a telecommunication interface at the Vehicle from or from a central office Service station, z. B. a gas station possible. In a system according to the invention, the provision takes place the data for engine settings and reductant dosing at defined price ratio support points. Is it correct? the current price ratio by an intermediate value between these support points, so are the preference values interpolated between the adjacent interpolation points. This is ensures that for all possible price ratios the Exhaust gas limit is complied with and that each of the Price ratio associated cost optimum is achieved.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden insbesondere folgende Vorteile realisiert:

- Die Knappheit der Betriebsmittel wird bei deren Einsatz optimal berücksichtigt. Insbesondere wird die Wirtschaftlichkeit des Systems bei sich ändernden Knappheitsbedingungen, z. B. Betriebsmittelpreisen gewährleistet.
- Die Schadstoffreduktion bei der Abgasbehandlung wird auch bei schwierigen Betriebsbedingungen des Abgasnachbehandlungssystems gewährleistet.

The method and the device according to the invention realize in particular the following advantages:

- The scarcity of resources is optimally taken into account when they are used. In particular, the economics of the system with changing scarcity conditions, eg. B. guarantees equipment prices.
- The pollutant reduction in the exhaust treatment is guaranteed even in difficult operating conditions of the exhaust aftertreatment system.

Die vorliegende Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, anhand von Figuren beschrieben. The present invention and preferred embodiments of the Invention are hereinafter, without limitation Generality, described with reference to figures.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems bei einem Kraftstoffverbrennungsmotor. Fig. 1 shows the basic structure of an exhaust aftertreatment system according to the invention in a fuel internal combustion engine.

Fig. 2 zeigt den Einfluss des Preisverhältnisses zwischen Reduktionsmittelpreis und Kraftstoffpreis auf die Lage des kostenoptimalen Arbeitspunktes eines gattungsgemäßen Systems. Fig. 2 shows the influence of the price ratio between reducing agent price and fuel price on the location of the cost-optimal operating point of a generic system.

Fig. 3 verdeutlicht die Erweiterung der Kennfelder eines Steuergerätes um die Dimension des Preisverhältnisses. Fig. 3 illustrates the extension of the maps of a control unit by the dimension of the price ratio.

In Fig. 1 wird der Aufbau eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems für Kraftstoffverbrennungsmotoren dargestellt. Das Abgasnachbehandlungssystem (5) verfügt über einen Katalysator (2) und eine Vorrichtung (3) zur dosierten Einspritzung eines Reduktionsmittels in das Abgas im Katalysator. Das Abgas wird vom Verbrennungsmotor (4) über eine Abgasleitung (6) zum Katalysator geleitet und verlässt das Abgasbehandlungssystem durch ein Endstück der Abgasleitung, d. h. den Auspuff. Bevorzugt innerhalb des Abgasnachbehandlungssystems (5) werden die internen Parameter zur Reduktionsmitteldosierung erfasst. Die Daten der Reduktionsmitteldosierungsparametererfassunsmittel (11) werden an ein Steuergerät (1) weitergeleitet. Der Fluss dieser internen Daten (7) ist durch einen Pfeil dargestellt. Das dargestellte System verfügt als bevorzugte Ausführungsform weiterhin über Eingabemittel (13) zur Eingabe externer Parameter, welche die Reduktionsmitteldosierung bestimmen. Der Datenfluss der externen Daten (8) ist ebenfalls als Pfeil dargestellt. Das System kann sowohl zur Berücksichtigung nur externer als auch nur interner Daten ausgebildet sein. In Abhängigkeit der internen und/oder externen Parameter werden die Motoreinstellungsmittel (12) vom Steuergerät eingestellt (10). Weiterhin ist das Steuergerät bevorzugt zur Steuerung (9) der Reduktionsmitteleinspritzung eingerichtet. In Fig. 1, the structure of an exhaust aftertreatment system according to the invention for fuel combustion engines is shown. The exhaust aftertreatment system ( 5 ) has a catalytic converter ( 2 ) and a device ( 3 ) for the metered injection of a reducing agent into the exhaust gas in the catalytic converter. The exhaust gas is passed from the engine ( 4 ) via an exhaust pipe ( 6 ) to the catalyst and leaves the exhaust treatment system through an end of the exhaust pipe, ie the exhaust. Preferably within the exhaust aftertreatment system ( 5 ) the internal parameters for reducing agent metering are detected. The data of the reductant dosing parameter detection means ( 11 ) are forwarded to a control unit ( 1 ). The flow of this internal data ( 7 ) is indicated by an arrow. As a preferred embodiment, the illustrated system also has input means ( 13 ) for input of external parameters which determine the reducing agent dosage. The data flow of the external data ( 8 ) is also shown as an arrow. The system can be designed to take into account only external as well as internal data only. Depending on the internal and / or external parameters, the engine setting means ( 12 ) are set by the control unit ( 10 ). Furthermore, the control unit is preferably set up for controlling ( 9 ) the reducing agent injection.

Fig. 2 zeigt den Einfluss des Preisverhältnisses von Reduktionsmittelpreis zu Kraftstoffpreis auf die Lage eines kostenoptimalen Arbeitspunktes, bestehend aus einer Einstellung von motorischen Parametern und einer Reduktionsmitteldosierungseinstellung. In der Darstellung sind die Gesamtkostenkurven (201, 202, 203) für das Reduktionsmittel und den Kraftstoff für drei Preisverhältnisse sowie die Reduktionsmittelverbrauchskurve (20) abhängig von einer Einstellung eines motorischen Parameters (24) eingezeichnet. Der Kraftstoffverbrauch (25) sinkt dabei in X- Koordinatenrichtung mit zunehmenden Werten des motorischen Parameters was durch die Richtung hin zu steigendem Verbrauch des Pfeils zum Kraftstoffverbrauch (25) angedeutet ist. Bei zunehmendem Ladedruck und abnehmender Kraftstoffeinspritzmenge kann z. B. bei bestimmten Luft/Kraftstoffverhältnissen eine höhere Verbrennungstemperatur erreicht werden, wodurch sich z. B. die Stickoxidmengen im Abgas erhöht. Dies bedingt eine höhere Reduktionsmitteldosierung. Deshalb steigt die Reduktionsmittelverbrauchskurve (20) mit sinkendem Kraftstoffverbrauch bzw. steigenden Motorparämeterwerten. Die Gesamtkostenkurven steigen in Richtung zunehmendem Kraftstoffverbrauch an. Die unterste Kostenkurve (201) repräsentiert ein Reduktionsmittelpreis zu Kraftstoffpreisverhältnis von Null, d. h. die Reduktionsmittelkosten sind gegenüber den Kraftstoffkosten zu vernachlässigen. Dies entspricht der den Einstellungen eines gattungsgemäßen Abgasbehandlungssystems nach dem Stand der Technik zugrunde liegenden Vorgehen. Die Reduktionsmittelkosten werden nach dem Stand der Technik bei der Systemeinstellung entsprechend vernachlässigt und es wird lediglich eine Optimierung der Schadstoffreduktion für gegebene Motoreinstellungen vorgenommen. Die Gesamtkostenkurve (201) sinkt bei einer Vernachlässigung der Reduktionsmittelkosten oder bei tatsächlich vernachlässigbaren Reduktionsmittelkosten mit sinkendem Kraftstoffverbrauch. Entsprechend liegt der optimale Arbeitspunkt A bei minimalem Kraftstoffverbrauch. Die mittlere Gesamtkostenkurve (202) repräsentiert ein mittleres Preisverhältnis zwischen Reduktionsmittelpreis und Kraftstoffpreis. Hier bildet die Kostenkurve ein Minimum aus, da mit sinkendem Kraftstoffverbrauch die Reduktionsmitteldosierung und damit der für die Gesamtkosten zu berücksichtigende Reduktionsmittelverbrauch zunimmt. Der optimale Arbeitspunkt des Systems bildet sich daher aus einem Kompromiss zwischen möglichst geringem Kraftstoffverbrauch und möglichst geringem Reduktionsmittelverbrauch aus. Entsprechend liegt der optimale Arbeitspunkt B links des Arbeitspunktes bei Vernachlässigung der Reduktionsmittelkosten. Bei der oberen Gesamtkostenkurve ist das Preisverhältnis zwischen Reduktionsmittelpreis und Kraftstoffpreis weiter erhöht. Fig. 2 shows the influence of the price ratio of reducing agent price to fuel price on the location of a cost-optimal operating point, consisting of an adjustment of motor parameters and a Reduktionsmitteldosierungseinstellung. In the illustration, the total cost curves ( 201 , 202 , 203 ) for the reducing agent and the fuel for three price ratios and the reducing agent consumption curve ( 20 ) depending on a setting of a motor parameter ( 24 ) are shown. The fuel consumption ( 25 ) decreases in the X coordinate direction with increasing values of the engine parameter, which is indicated by the direction towards increasing consumption of the arrow to fuel consumption ( 25 ). With increasing boost pressure and decreasing fuel injection amount z. B. at certain air / fuel ratios a higher combustion temperature can be achieved, resulting in z. B. increases the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas. This requires a higher dosage of reducing agent. Therefore, the reducing agent consumption curve ( 20 ) increases with decreasing fuel consumption and increasing engine parame- ter values, respectively. The total cost curves are increasing in the direction of increasing fuel consumption. The lowest cost curve ( 201 ) represents a reductant price at zero fuel cost ratio, ie the reductant cost is negligible compared to fuel cost. This corresponds to the procedure underlying the settings of a generic exhaust gas treatment system according to the prior art. The reducing agent costs are neglected according to the prior art in the system setting accordingly and it is only made an optimization of pollutant reduction for given engine settings. The total cost curve ( 201 ) decreases with neglect of the reductant costs or with actually negligible reductant costs with decreasing fuel consumption. Accordingly, the optimum operating point A is at minimum fuel consumption. The mean total cost curve ( 202 ) represents an average price ratio between the reductant price and the fuel price. Here, the cost curve forms a minimum, since with decreasing fuel consumption, the Reduktionsmitteldosierung and thus increases the total cost of reducing reductant consumption to be considered. The optimum operating point of the system is therefore formed from a compromise between the lowest possible fuel consumption and the lowest possible reducing agent consumption. Accordingly, the optimal operating point B is left of the operating point at neglecting the reducing agent costs. In the upper total cost curve, the price ratio between reducing agent price and fuel price is further increased.

Entsprechend ist es wirtschaftlich sinnvoll den Reduktionsmittelverbrauch durch sparsamere Dosierung weiter zu vermindern. Um dabei den Schadstoffausstoß nicht über den zu berücksichtigenden Grenzwert zu steigern müssen die Motorparameterwerte entsprechend vermindert werden, was zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt. Der kostenoptimale Arbeitspunkt C liegt daher im Diagramm weiter links. Accordingly, it makes economic sense the Reduction agent consumption by more economical dosage continues to Reduce. In order not to pollutant emissions over the to increase the limiting value must be the Motor parameter values are reduced accordingly, leading to an increased fuel consumption leads. The cost-optimal Operating point C is therefore in the diagram on the left.

In Fig. 3 wird die Erweiterung von Steuergerätekennfeldern um eine weitere Dimension zur Berücksichtigung der Preisverhältnisse zwischen Reduktionsmittelpreis und Kraftstoffpreis für die Motorsteuerung illustriert. In Fig. 3, the extension of ECU maps is illustrated by a further dimension to take into account the price ratios between reducing agent price and fuel price for the engine control.

Beispielsweise werden die optimalen Arbeitspunkte des Systems für die Preisverhältnisse 0.0, 0.5 und 1.0 ermittelt. Ein Parameter dieses Arbeitspunktes kann z. B. der Ladedruck sein. Die ermittelten optimale Motoreinstellungsparameterwerte (301, 302, 303) für die verschiedenen Preisverhältnisse werden in Kennfeldern des Motorsteuergeräts (32), welche um eine Kostenverhältnis-Dimension (31) erweitert sind bereit gestellt. Dadurch wird eine Preisverhältnisfunktion von Reduktionsmittelpreis zu Kraftstoffpreis in die Steuergerätefunktionalität implementiert. Bezugszeichenliste 1 Steuergerät
2 Katalysator
3 Reduktionsmitteleinspritzung
4 Verbrennungsmotor
5 Abgasnachbehandlungssystem
6 Abgasleitung/Auspuff
7 Fluss interner Daten
8 Fluss externer Daten
9 Reduktionsmitteldosierungssteuerung
10 Motoreinstellungssteuerung
11 Reduktionsmitteldosierungserfassungsmittel
12 Motoreinstellungsmittel
13 Eingabemittel
20 Reduktionsmittelverbrauchskurve
201, 202, 203 Gesamtkostenkurve
22 Kosten
23 Reduktionsmitteldosierungsmenge
24 Motorparametereinstellungswert
25 Kraftstoffverbrauch
31 Preisverhältnisdimension
32 Kennfelder des Motorsteuergeräts
301, 302, 303 Parameterwerte
For example, the optimal operating points of the system for the price ratios 0.0, 0.5 and 1.0 are determined. A parameter of this operating point can be z. B. be the boost pressure. The determined optimal engine timing parameter values ( 301 , 302 , 303 ) for the various price ratios are provided in maps of the engine control unit ( 32 ) which are extended by a cost ratio dimension ( 31 ). This implements a price ratio function of reductant price to fuel price in the ECU functionality. List of Reference Numerals 1 control unit
2 catalyst
3 reductant injection
4 internal combustion engine
5 exhaust aftertreatment system
6 exhaust pipe / exhaust
7 flow of internal data
8 Flow of external data
9 Reducing agent metering control
10 engine timing control
11 reductant dosage detecting means
12 engine adjustment means
13 input means
20 reductant consumption curve
201 , 202 , 203 total cost curve
22 costs
23 Reducing agent dosage amount
24 Motor parameter setting value
25 fuel consumption
31 price ratio dimension
32 maps of the engine control unit
301 , 302 , 303 parameter values

Claims

A method for controlling an exhaust aftertreatment system of a fuel internal combustion engine in which exhaust gas is added a reductant for exhaust aftertreatment and the fuel consumption and exhaust parameters are adjustable by means of engine parameter adjustment, characterized in that the engine parameter setting is modified depending on parameters that determine the reductant dosing during fuel-cell engine use ,

2. The method according to claim 1, characterized in that the Dosage of the reducing agent and / or the Motor parameter setting via in curves or Characteristic values provided in be controlled by a control unit.

3. The method according to at least one of claims 1 to 2 characterized in that it is in the Reducing agent dosage determining parameters Factors, which is a pollutant content of the exhaust gases after the exhaust treatment and / or affect the Pollutant content of the exhaust gases is, the modification the motor parameter setting to a reduction of the Pollutant content of the exhaust gases after the exhaust gas treatment compared to the pollutant content without modification.

4. The method according to at least one of claims 1 to 2 characterized in that it is in the Reducing agent dosage determining parameters Factors that are a shortage of the Represent reducing agent.

5. The method according to claim 4, characterized in that it the scarcity of the reducing agent representing factors at a price ratio between Reductant price and fuel price.

6. The method according to claim 2 and claim 5 thereby characterized in that in characteristics or Characteristic fields provided setting values for several values of the price ratio provided with the setting values being respectively a minimum cost operating point of the Exhaust after-treatment system and the Fuel combustion engine in compliance with a Exhaust gas limit value is at a price ratio and a Selection of setting values by an outside given current price ratio is performed.

7. The method according to claim 6, characterized in that for an externally given current price ratio that an intermediate value of the provided for the Setting values provided price ratios corresponds, the setting values are interpolated.

8. The method according to at least one of claims 6 to 7 characterized in that for determining the current Price ratio each current fuel price and / or a respective current reduction agent price direct input or through data exchange via a Telecommunication interface from a central office or provided at a service station.

9. internal combustion engine with an exhaust gas reducing agent zusetzenden exhaust aftertreatment system,
Means for dosed Reduktionsmittelzusetzung in the exhaust gas and
Means for regulating fuel consumption by adjusting engine parameters
characterized in that control means are provided for modifying the adjustment of engine parameters depending on parameters which determine the reductant dosing.

10. Apparatus according to claim 9 characterized in that the control means via Maps have, in which setting values of Motor parameters and dosage values of the reducing agent depending on the reductant dosage determining Parameters are stored.

11. Apparatus according to claim 10 characterized in that it is in the Reducing agent dosage determining parameters by a Price ratio between reducing agent price and Fuel price is, with the adjustment values and the dosage values for several price ratios are deposited.

12. Device according to claim 11 characterized in that input means for direct Entering price data to determine a current one Price ratio or for direct input of a current price ratio are provided, the Control means for selecting dosage values and Motor parameters, which the current price ratio are set up accordingly.