DE102009006059A1 - Internal combustion engine operating method for vehicle, involves adjusting operating condition of internal combustion engine during one aging status different from another aging status - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet ist, bei welchem ein Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung ermittelt wird, und bei welchem ein Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung eingestellt wird, wobei beim Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung berücksichtigt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine.The Invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular for a vehicle which has an exhaust aftertreatment device is downstream, in which an operating state of the exhaust aftertreatment device is determined, and in which an operating condition of the internal combustion engine depending on the determined operating state of Exhaust after-treatment device is set, wherein when determining the operating state of the exhaust aftertreatment device an aging status the exhaust aftertreatment device is taken into account. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs weiter zu verbessern.task The present invention is the operation of the internal combustion engine with regard to fuel consumption.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.These The object is achieved by a method having the features of the patent claim 1 solved. Furthermore, this object is achieved by an internal combustion engine solved with the features of claim 12. advantageous Embodiments with expedient developments The invention are specified in the respective dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet ist, wird ein Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung ermittelt, und ein Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung eingestellt. Beim Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung berücksichtigt, wobei bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt wird. Bei Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren Alterungsstatus wird im Anschluss an den Kaltstart ein weiterer Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt, wobei der weitere Betriebszustand sich hinsichtlich wenigstens eines, von einer Dauer des Betriebszustands verschiedenen, Betriebsparameters von dem ersten Betriebszustand unterscheidet.at the method of operation according to the invention an internal combustion engine, in particular for a vehicle, which is followed by an exhaust gas aftertreatment device, If an operating state of the exhaust aftertreatment device is determined, and an operating state of the internal combustion engine depending from the determined operating state of the exhaust gas aftertreatment device set. When determining the operating state of the exhaust aftertreatment device is considers an aging status of the exhaust aftertreatment device, being in the presence of a first aging status following a cold start a first operating state of the internal combustion engine is set. If one of the first aging status exists different further aging status is following the cold start set a further operating state of the internal combustion engine, wherein the further operating state with respect to at least one of a duration of the operating state different, operating parameters different from the first operating state.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung einen Einfluss auf Anspringtemperaturen von Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung hat. Beispielsweise zeigen ungealterte Oxidationskatalysatoren ab einer Bauteiloberflächentemperatur von rund 150°C eine relevante Schadstoffreduzierungsaktivität. Infolge einer beispielsweise durch thermische Belastung des Oxidationskatalysators bewirkten Alterung verschiebt sich diese Anspringtemperatur zu höheren Temperaturen. In analoger Weise zeigt ein SCR-Katalysator (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) erst bei einer Bauteil- bzw. Abgastemperatur von rund 180°C eine Stickoxid verringernde Aktivität in relevantem Ausmaß.Of the Invention is based on the finding that the aging status the exhaust aftertreatment device has an influence on light-off temperatures of components of the exhaust aftertreatment device has. For example show unaged oxidation catalysts from a component surface temperature of about 150 ° C, a relevant pollutant reduction activity. As a result of, for example, thermal stress on the oxidation catalyst caused aging, this light-off temperature shifts to higher Temperatures. In an analogous manner, an SCR catalyst (SCR = selective catalytic reduction, selective catalytic reduction) only at a component or exhaust gas temperature of about 180 ° C a Nitric oxide reducing activity to a relevant extent.
Auch hier verschiebt sich die Anspringtemperatur hin zu höheren Werten mit zunehmender Alterung des SCR-Katalysators.Also Here, the light-off temperature shifts towards higher Values with increasing aging of the SCR catalyst.
Die Alterung einer Katalysatorbeschichtung kann auf einer thermisch oder chemisch bedingten Verringerung einer von Abgas überströmbaren Oberfläche und/oder von zur Verfügung stehenden katalytisch wirksamen Komponenten beruhen. Wird der Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung beim Einstellen von Betriebsparametern des ersten, im Anschluss an den Kaltstart einzustellenden Betriebszustand berücksichtigt, so kann der jeweilige Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine verbrauchsoptimiert eingestellt werden. Gleichzeitig ist sicherstellbar, dass die zulässigen Abgasemissionsgrenzwerte eingehalten werden. Beispielsweise kann bei einer ungealterten Abgasnachbehandlungseinrichtung auf eine sich auf den Verbrauch ungünstig auswirkende Heizmaßnahme der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den Kaltstart verzichtet werden, ohne dass ein Überschreiten von Emissionsgrenzwerten zu besorgen ist. Hingegen macht eine Alterung der Abgasnachbehandlungseinrichtung in der Regel ein Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung zumindest bis zum Erreichen eines Warmlaufbetriebszustands der Verbrennungskraftmaschine notwendig. Aus diesem Grund ist es bevorzugt vorgesehen, beim Einstellen des ersten, im Anschluss an den Kaltstart einzustellenden Betriebszustands einen in Bezug auf die Abgasnachbehandlungseinrichtung heizwirksamen Betriebsparameter einzustellen, wenn ermittelt wird, dass eine vorgegebene oder vorgebbare alterungsbedingte Leistungsbeeinträchtigung der Abgasnachbehandlungseinrichtung eingetreten ist. Der heizwirksame Betriebsparameter kann beispielsweise durch eine frühe, mitbrennende Kraftstoffnacheinspritzung realisiert sein. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, im ersten Betriebszustand bei ermittelter weiter verstärkter Alterung diesen Betriebsparameter im Sinne einer verstärkten Heizwirkung zu verändern oder zusätzlich oder alternativ zumindest einen weiteren heizwirksamen Betriebsparameter, wie beispielsweise eine späte, nicht mitbrennende Kraftstoffnacheinsprizung einzustellen. Hingegen wird erfindungsgemäß auf diese Maßnahmen verzichtet, wenn ermittelt wird, dass eine im Wesentlichen ungealterte Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegt. Der maßgebliche Alterungsstatus kann dabei von einer Abgasnachbehandlungskomponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung allein oder von mehreren Abgasnachbehandlungskomponenten bestimmt sein.The aging of a catalyst coating can be based on a thermally or chemically induced reduction of an exhaust gas-permeable surface and / or of available catalytically active components. If the aging status of the exhaust-gas aftertreatment device is taken into account when setting operating parameters of the first operating state to be set following the cold start, then the respective operating state of the internal combustion engine can be set to optimize fuel consumption. At the same time, it is possible to ensure that the permissible exhaust emission limit values are complied with. For example, in the case of an untreated exhaust-gas aftertreatment device, a heating measure of the exhaust-gas aftertreatment device, which has an unfavorable effect on the consumption, can be dispensed with after the cold start, without it having to be ensured that emission limit values are exceeded. On the other hand, aging of the exhaust gas aftertreatment device usually requires heating of the exhaust gas aftertreatment device at least until reaching a warm-up operating state of the internal combustion engine. For this reason, when setting the first operating state to be set following the cold start, it is preferably provided to set an operating parameter which has a heating effect with respect to the exhaust gas aftertreatment device, if it is determined that a predetermined or specifiable aging-related power impairment of the exhaust gas aftertreatment device has occurred. The heating-effective operating parameter can be realized, for example, by an early co-burning post-fuel injection. Furthermore, it is preferably provided to change this operating parameter in the sense of an increased heating effect in the first operating state with determined further increased aging or additionally or alternatively to set at least one further heating-active operating parameter, such as a late, non-co-burning fuel post-injection. On the other hand, according to the invention, these measures are dispensed with if it is determined that an essentially unaged exhaust gas aftertreatment device is present. The relevant aging status can be determined by an exhaust aftertreatment component of the exhaust aftertreatment device alone or by a plurality of exhaust aftertreatment components.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zum Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Modell herangezogen, in welches eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung als Funktion der Zeit eingeht. Eine Höhe und eine Dauer von Temperaturbelastungen der Abgasnachbehandlungseinrich tung bzw. einer oder mehrerer seiner Komponenten finden somit Eingang in das Modell. Dabei kann es vorgesehen sein, zunehmende Temperaturen überproportional, etwa entsprechend einer Exponentialfunktion bei der Ermittlung des Alterungsstatus zu berücksichtigen. Das Modell kann in einer Steuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine hinterlegt sein. Umfasst die Abgasnachbehandlungseinrichtung als Stickoxidverminderungskatalysator einen SCR-Katalysator, so ist in dem Steuergerät bevorzugt ohnehin bereits ein solches Modell speziell für diesen verfügbar, welches zur alterungsabhängigen Anpassung der SCR-Reduktionsmitteldosierung genutzt wird. Ein solches Modell ist zum Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders gut geeignet und insbesondere verlässlicher als beispielsweise ein Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung allein auf Grundlage von zurückgelegten Fahrkilometern.In An advantageous embodiment of the invention is for determining the aging status of the exhaust aftertreatment device a model used, in which a temperature of the exhaust aftertreatment device as a function of time. A height and a duration von Temperaturbelastungen the Abgasnachbehandlungseinrich device or one or more of its components are thus included in the Model. It can be provided, increasing temperatures disproportionately, approximately corresponding to an exponential function in the determination of To consider aging status. The model can be in deposited a control device of the internal combustion engine be. Includes the exhaust aftertreatment device as a nitrogen oxide reduction catalyst an SCR catalyst is preferred in the controller anyway already such a model specifically for this available, which is for age-dependent adaptation the SCR reductant dosing is used. Such a model is for determining the aging status of the exhaust aftertreatment device particularly suitable and in particular more reliable than For example, determining the aging status of the exhaust aftertreatment device based solely on distance traveled.
Zum Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine Temperatur wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung herangezogen. Die Temperatur kann hierbei eine eingangsseitige Temperatur eines Katalysators oder eines Partikelfilters und/oder eine Temperatur im Katalysator bzw. Partikelfilter umfassen. Im Vergleich zu einem indirekten Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung, beispielsweise auf der Basis von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine, ermöglicht dies ein besonders rasches Reagieren auf eine Änderung des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung.To the Determining the operating state of the exhaust aftertreatment device is in a further advantageous embodiment of the invention a temperature of at least one component of the exhaust aftertreatment device used. The temperature here can be an input-side temperature a catalyst or a particulate filter and / or a temperature in the catalyst or particulate filter. In comparison to one indirectly determining the operating state of the exhaust aftertreatment device, for example on the basis of operating parameters of the internal combustion engine, This allows a particularly rapid response to a change the operating state of the exhaust aftertreatment device.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den Kaltstart ein von Kraftstoff-Nacheinspritzungen freier Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt wird. Dabei werden zunächst Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine derart eingestellt, dass im Vergleich zu einem verbrauchsoptimierten Betriebszustand der warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine eine verminderte Stickoxidemission der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Dabei werden bevorzugt lediglich vergleichsweise schwach heizwirksam werdende Eingriffe in den Motorbetrieb vorgenommen, die sich nur gering verbrauchserhöhend auswirken. Ermöglicht wird dies insbesondere durch im Vergleich zur verbrauchsoptimalen Einstellung um ca. 10% bis 30% erhöhte Werte einer Abgasrückführrate und/oder um 2°KW bis 6°KW spätere Haupteinspritzwinkel. Mit zunehmender Kühlmitteltemperatur wird ausgehend von dem direkt nach dem Kaltstart eingestellten Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine bevorzugt gleitend zu Einstellungen von Betriebsparametern übergegangen, wie sie für einen verbrauchsoptimierten Betriebszustand der warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine mit auf etwa 80°C erwärmten Kühlmittel charakteristisch sind. Der erste Alterungsstatus charakterisiert dabei eine ungealterte oder wenigsten annähernd ungealterte Abgasnachbehandlungseinrichtung. Infolge einer mäßigen Heizwirkung, erzielt durch eine im Vergleich zum verbrauchsoptimalen Betrieb späte Schwerpunktlage der Kraftstoffhaupteinspritzung, erreicht der ungealterte Stickoxidverminderungskatalysator bzw. SCR-Katalysator, in Verbindung mit den weiteren Betriebsparametern des Warmlauf-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine frühzeitig eine ausreichende Wirksamkeit, um die nach Kaltstart von der Verbrennungskraftmaschine emittierte Rohemissionen ausreichend zu verringern. Insbesondere im Zusammenhang mit einer bezüglich Stickoxid emissionsarmen Betriebsweise der Verbrennungskraftmaschine können bei noch relativ kalter Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. suboptimaler Temperatur des SCR-Katalysators verbrauchsnachteilige Kraftstoffnacheinspritzungen entfallen und dennoch vorgebbare kritische Stickoxidendrohremissionswerte unterschritten werden. Beispielsweise ist eine solche ungealterte, also den ersten Alterungsstatus aufweisende Abgasnachbehandlungseinrichtung in der Lage, die zulässigen Abgasemissionsgrenzwerte eines niedriglastigen Kalttest-Fahrzyklus, beispielsweise des in Europa anzuwendenden NEFZ oder des für Japan anzuwendenden 11-mode, einzuhalten.As further advantageous, it has been shown that, in the presence of a first aging status of the exhaust gas aftertreatment device following the cold start, a warm-up operating state of the internal combustion engine free of fuel post-injection is set. In this case, operating parameters of the internal combustion engine are initially set such that a reduced nitrogen oxide emission of the internal combustion engine results compared to a consumption-optimized operating state of the warmed-up internal combustion engine. In this case, only comparatively weakly heat-acting interventions in the engine operation are preferably made, which only have a low consumption-increasing effect. This is made possible, in particular, by values of an exhaust gas recirculation rate which are increased by approximately 10% to 30% compared to the consumption-optimal setting and / or by 2 ° CA to 6 ° CA later main injection angle. With increasing coolant temperature, starting from the operating state of the internal combustion engine set directly after the cold start, preference is given to sliding over to settings of operating parameters which are characteristic for a consumption-optimized operating state of the warmed-up internal combustion engine with coolant heated to approximately 80 ° C. The first aging status characterizes an unaged or at least approximately unaged exhaust gas aftertreatment device. As a result of a moderate heating effect, achieved by a compared to the consumption-optimal operation late center of gravity of the main fuel injection, the unreached nitrogen oxide reduction catalyst or SCR catalyst, achieved in conjunction with the other operating parameters of the warm-up operating condition of the internal combustion engine early on sufficient effectiveness to sufficiently reduce the raw emissions emitted by the internal combustion engine after a cold start. Particularly in connection with a low-emission operation of the internal combustion engine with respect to low-NOx, consumption-related post-injection fuel injections can be dispensed with while the exhaust gas after-treatment device or suboptimal temperature of the SCR catalytic converter is still relatively low and yet predefinable critical nitrogen oxide tailpipe emission values are undershot. By way of example, such an untreated exhaust gas aftertreatment device, that is to say the first aging state, is able to adhere to the permissible exhaust emission limit values of a low-load cold test driving cycle, for example the European NEDC or the 11-mode applicable for Japan.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei Vorliegen eines zweiten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt. Ein anschließendes Einstellen des Warmlauf-Betriebszustands oder eines verbrauchsoptimalen Betriebszustands erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit vom Erreichen einer Anspringtemperatur einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung, beispielsweise eines Stickoxidverminderungskatalysators, insbesondere eines SCR-Katalysators. Es kann auch, insbesondere nach Erreichen der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators, parallel zu einer ansteigenden Kühlmitteltemperatur ein gleitender Übergang zu den Betriebsparametereinstellungen eines verbrauchsoptimalen Betriebszustands vorgesehen sein.In A further advantageous embodiment of the invention is at Present a second aging status of the exhaust aftertreatment device in Following a cold start, a first heating-up mode set the internal combustion engine. A subsequent one Setting the warm-up operating state or a consumption-optimal Operating state is preferably carried out depending on Reaching a light-off temperature of a component of the exhaust aftertreatment device, for example, a nitrogen oxide reduction catalyst, in particular an SCR catalyst. It can also, especially after reaching the Light-off temperature of the SCR catalyst, in parallel to a rising Coolant temperature a sliding transition to the operating parameter settings of a consumption-optimal operating state be provided.
Da im zweiten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Wirksamkeit der wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Vergleich zu ungealterten Abgasnachbehandlungseinrichtung verringert ist, ist es vorgesehen, dass der erste Aufheiz-Betriebszustand Betriebsparameter umfasst, welche eine Verringerung der Rohemissionen, insbesondere der Stickoxid-Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Warmlauf-Betriebszustand bewirken. Besonders vorteilhaft ist es, im Anschluss an den Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine mit dem ersten Aufheiz-Betriebszustand einen von Kraftstoff-Nacheinspritzungen freien Betriebszustand mit wenigstens annähernd minimaler Stickoxid-Rohemission einzustellen, wobei vorgebbare Grenzwerte für die gegenläufige Rußemission bevorzugt eingehalten werden.There in the second aging status of the exhaust aftertreatment device a Effectiveness of the at least one component of the exhaust aftertreatment device reduced compared to unaged exhaust aftertreatment device is, it is provided that the first heating-up operating condition operating parameters which includes a reduction of raw emissions, in particular the nitrogen oxide raw emissions of the internal combustion engine effect the warm-up operating state. It is particularly advantageous following the cold start of the internal combustion engine with the first heating-up mode one of post-fuel injections free operating state with at least approximately minimal Set nitrogen oxide raw emission, with specifiable limits for the opposing soot emission preferred maintained become.
Die Betriebsparameter des ersten Aufheizbetriebszustands können einen dem Haupteinspritzwinkel bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine entsprechenden Haupteinspritzwinkel bereits bei einer Kühlmitteltemperatur umfassen, welche geringer ist als eine Kühlmitteltemperatur bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine. Ergänzend oder alternativ kann eine gegenüber einem Haupteinspritzwinkel bei kalter Verbrennungskraftmaschine geringere Frühverschiebung des Haupteinspritzwinkels vorgesehen sein. Des Weiteren kann eine im Vergleich zum Betriebszustand einer warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine erhöhte Voreinspritzmenge von Kraftstoff vorgesehen sein. Bevorzugt ist eine Erhöhung um das Anderthalbfache bis Doppelte. Insbesondere bei vergleichsweise niedriger Kühlmitteltemperatur ist eine Erhöhung auf Voreinspritzmenge auf mehr als das Dreifache des Warmlaufwertes vorteilhaft. Besonders bevorzugt ist es, die Voreinspritzmenge auf zwei voneinander abgesetzte Voreinspritzungen aufzuteilen. Auch eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei kalter Verbrennungskraftmaschine weniger stark verringerte Abgasrückführungsrate ist erfindungsgemäß zusätzlich oder alternativ vorgesehen.The Operating parameters of the first Aufheizbetriebszustands can a main injection angle when the internal combustion engine has warmed up corresponding main injection angle already at a coolant temperature which is less than a coolant temperature in warmed-up internal combustion engine. Complementary or alternatively, one may be compared to a main injection angle with cold internal combustion engine lower early shift be provided of the main injection angle. Furthermore, a in comparison to the operating state of a warmed-up internal combustion engine increased pre-injection amount of fuel can be provided. An increase of one and a half times to twice is preferred. Especially at comparatively low coolant temperature is an increase to pre-injection to more than that Three times the warm-up value advantageous. It is particularly preferred the pilot injection quantity to two remote pre-injections divide. Also one compared to an exhaust gas recirculation rate with cold internal combustion engine less greatly reduced exhaust gas recirculation rate is according to the invention additionally or alternatively intended.
Bei Vorliegen eines dritten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, im Anschluss an einen Kaltstart einen zweiten Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einzustellen. Der zweite Aufheiz-Betriebszustand ist in stärkerem Maße als der erste Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine geeignet, wenigstens eine Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den Kaltstart rasch auf eine erhöhte, ein Anspringen wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung bewirkende Temperatur zu bringen. Der zweite Aufheiz-Betriebszustand trägt des Weiteren dem Umstand Rechnung, dass im dritten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine gegenüber dem zweiten Alterungsstatus verstärkte Alterung vorliegt. Insbesondere kann im zweiten Alterungsstatus eine nochmals erhöhte Alterung des SCR-Katalysators vorliegen und dessen maximal mögliche Schadstoffverringerungsrate alterungsbedingt derart abgenommen haben, dass eine erhöhte Temperatur des SCR-Katalysators früher erreicht werden sollte.at There is a third aging status of the exhaust aftertreatment device It has proved to be advantageous, following a cold start a second heating-up state of the internal combustion engine adjust. The second heating-up mode is stronger Dimensions as the first heating-up state of the internal combustion engine suitable, at least one component of the exhaust aftertreatment device following the cold start quickly increased to one, one Starting at least one component of the exhaust aftertreatment device bring bringing temperature. The second heating-up mode further takes account of the fact that in the third Aging status of the exhaust aftertreatment device one opposite the second aging status has increased aging. In particular, a second increase in the second aging status Aging of the SCR catalyst are present and its maximum possible Pollutant reduction rate have decreased due to aging so that an elevated temperature of the SCR catalyst earlier should be achieved.
Die Betriebsparameter des zweiten Aufheizbetriebszustands der Verbrennungskraftmaschine umfassen bevorzugt wenigstens eine von der Haupteinspritzung abgesetzte, insbesondere mitbrennende Nacheinspritzung von Kraftstoff. Ferner können die Betriebsparameter des zweiten Aufheizbetriebszustands einen gegenüber dem Haupteinspritzwinkel bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine späteren Haupteinspritzwinkel und/oder einen gegenüber dem Einspritzdruck bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine verringerten Einspritzdruck und/oder eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine verringerte Abgasrückführungsrate umfassen.The Operating parameters of the second Aufheizbetriebszustands the internal combustion engine include preferably at least one remote from the main injection, in particular with burning post-injection of fuel. Further may be the operating parameters of the second heating mode one with respect to the main injection angle when warmed up Internal combustion engine later main injection angle and / or one with respect to the injection pressure when the internal combustion engine has warmed up reduced injection pressure and / or one compared to one Exhaust gas recirculation rate at warmed up internal combustion engine reduced exhaust gas recirculation rate include.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, im Anschluss an den zweiten Aufheiz-Betriebszustand einen dritten Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einzustellen, welcher ein verbrauchsgünstigeres Betreiben der Verbrennungskraftmaschine bewirkt als der zweite Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine. Die Einstellung des dritten Aufheiz-Betriebszustands erfolgt bevorzugt vor einer Einstellung des Warmlauf-Betriebszustands. Das Umschalten vom zweiten Aufheiz-Betriebszustand zum dritten Aufheiz-Betriebszustand ist bevorzugt dann vorzunehmen, wenn eine Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere ein Oxidationskatalysator, seine Anspringtemperatur erreicht hat. Der geringere Verbrauch der Verbrennungskraftmaschine geht dann gleichzeitig mit einer guten Abgasnachbehandlungseffizienz einher.When It has further been shown to be advantageous, following the second Heating-up a third Aufheiz-operating state of Set combustion engine, which is a more fuel-efficient Operating the internal combustion engine causes as the second heating-up state the internal combustion engine. The setting of the third heating-up mode preferably takes place before a setting of the warm-up operating state. Switching from the second heating-up state to the third heating-up state is preferable to carry out when a component of the exhaust aftertreatment device, in particular an oxidation catalyst, its light-off temperature has reached. The lower consumption of the internal combustion engine is then simultaneously with a good exhaust aftertreatment efficiency associated.
Betriebsparameter des dritten Aufheiz-Betriebszustands können gegenüber denen bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine eine späte, insbesondere nicht mitbrennende, Nacheinspritzung und/oder eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine verringerte Abgasrückführungsrate umfassen.operating parameters of the third heat-up operating condition may be opposite those with warmed up internal combustion engine a late, in particular non-co-incinerating, post-injection and / or one opposite an exhaust gas recirculation rate with warmed up Internal combustion engine reduced exhaust gas recirculation rate include.
Von Vorteil ist es weiterhin, bei Vorliegen eines vierten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den zweiten Aufheiz-Betriebszustand einen vierten Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einzustellen, welcher ein rascheres Erhöhen einer Temperatur wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung bewirkt als der dritte Aufheizzustand. Die Einstellung des vierten Aufheiz-Betriebszustands erfolgt bevorzugt vor einer Einstellung des Warmlauf-Betriebszustands. Erst bei Vorliegen dieses vierten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung ist es somit zweckdienlich, einen stärker erhöhten Verbrauch der Verbrennungskraftmaschine während des Aufheizens der Abgasnachbehandlungseinrichtung in Kauf zu nehmen, um entsprechend rasch eine hohe, die Emissionen ausreichend verringernde Wirkung der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu erreichen.From It continues to benefit if there is a fourth aging status the exhaust aftertreatment device following the second Heating-up a fourth Aufheiz-operating state of the Adjust combustion engine, which a faster increase a temperature of at least one component of the exhaust gas aftertreatment device causes as the third heating condition. The setting of the fourth Aufheiz-operating state is preferably carried out before a setting of Warm-operating state. Only in the presence of this fourth aging status the exhaust aftertreatment device it is thus expedient a higher consumption of the internal combustion engine during the heating of the exhaust aftertreatment device in order to quickly achieve a high, the emissions sufficiently reducing effect of the exhaust aftertreatment device to reach.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, eine Dauer eines Aufheiz-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung festzulegen. So wird mit zunehmendem Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Dauer eines jeweiligen Aufheizbetriebszustands, beispielsweise des ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Aufheiz-Betriebszustands, zunehmend verlängert. Dadurch kann sichergestellt werden, dass erst bei annähernd vollständig gealterter Abgasbehandlungseinrichtung eine vergleichsweise verbrauchsungünstige Aufheizstrategie zum Einsatz kommt. Diese Aufheizstrategie führt im Gegenzug zu einer schnellstmöglichen Aktivierung von Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere des Stickoxidverminderungskatalysators.After all it has been shown to be advantageous to have a duration of a heating-up operating state the internal combustion engine depending on the aging status set the exhaust aftertreatment device. So will be with increasing Aging status of the exhaust aftertreatment device a duration of a respective Aufheizbetriebszustands, for example, the first and / or second and / or third and / or fourth heating operating state, increasingly extended. This can ensure that only when almost completely aged Exhaust gas treatment device a comparatively low consumption Heating strategy is used. This heating strategy leads in return for a possible activation of Components of the exhaust aftertreatment device, in particular the Nitrogen oxide reduction catalyst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet ist, mit einer Steuereinrichtung zum Auswerten eines Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung und zum Einstellen eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Hierbei ist mittels der Steuereinrichtung beim Auswerten des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu berücksichtigen. Mittels der Steuereinrichtung ist bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine und bei Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren Alterungsstatus ein hinsichtlich wenigstens eines Betriebsparameters von dem ersten Betriebszustand verschiedener weiterer Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einstellbar.According to one Another aspect of the invention, the above object is achieved by an internal combustion engine, in particular for a Vehicle, which downstream of an exhaust aftertreatment device is, with a control device for evaluating an operating state the exhaust aftertreatment device and for setting an operating condition the internal combustion engine depending on the operating condition of the Exhaust treatment device. This is by means of the control device when evaluating the operating state of the exhaust aftertreatment device to consider an aging status of the exhaust aftertreatment device. By means of the control device is in the presence of a first aging status following a cold start, a first operating state of the internal combustion engine and in the presence of one different from the first aging status another aging status with respect to at least one operating parameter from the first operating state various other operating state the internal combustion engine adjustable.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten auch für die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine.The described for the inventive method preferred embodiments and advantages also apply for the internal combustion engine according to the invention.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder auch in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the below mentioned in the figure description and / or in the figure alone shown features and feature combinations are not only in the specified combination, but also usable in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment and based on the drawing.
Diese zeigt stark schematisiert eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und eine der Verbrennungskraftmaschine nachgeschaltete Abgasnachbehandlungseinrichtung.These shows a highly schematic of an internal combustion engine of a motor vehicle and an exhaust gas aftertreatment device connected downstream of the internal combustion engine.
Einer
selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine
Die
Abgasnachbehandlungseinrichtung
Zum
Einstellen eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine
Modelle,
welche den Alterungsstatus der Komponenten Katalysatoren
Es
kann mittels der Steuereinrichtung
Vorliegend
wird beim Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung
Bei
Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren
Alterungsstatus, insbesondere des SCR-Katalysators
So
kann bei ungealterter Abgasnachbehandlungseinrichtung
Zum
Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung
Beim
Erreichen eines zweiten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung
Im
Gegensatz zum Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine
Gleichzeitig ist die anfängliche Frühverschiebung des Haupteinspritzwinkels vergleichsweise gering. So kann anstelle einer anfänglichen Frühverschiebung von 4°KW eine anfängliche Frühverschiebung von 2°KW gewählt werden. Zusätzlich wird eine Voreinspritzmenge gegenüber einer Voreinspritzmenge bei warm gelaufener Verbrennungskraftmaschine von beispielsweise 2 mm3/Arbeitsspiel Zylinder auf das etwa das Doppelte, erhöht. Dabei bezieht sich die Angabe der Voreinspritzmenge auf einen Zylinderhubraum von etwa 0,5 l. Bevorzugt ist eine doppelte Voreinspritzung vorgesehen, bei welcher die später im Arbeitsspiel erfolgende Voreinspritzung bevorzugt kleiner als die vorangehende gewählt ist.At the same time, the initial early shift of the main injection angle is comparatively low. Thus, instead of an initial early shift of 4 ° CA, an initial early shift of 2 ° CA can be selected. In addition, a pilot injection quantity is increased to about twice as much as a pre-injection quantity when the internal combustion engine is warm, for example, 2 mm 3 / cycle cylinder. In this case, the specification of the pilot injection quantity refers to a cylinder stroke of about 0.5 l. Preferably, a double pre-injection is provided, in which the pre-injection taking place later in the working cycle is preferably selected to be smaller than the preceding one.
Dem
raschen Erhöhen der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung
Bei
Vorliegen eines dritten, eine weiter erhöhte Alterung der
Abgasnachbehandlungseinrichtung
Besonders
bevorzugt ist es, nach dem Erreichen der Anspringtemperatur des
Oxidationskatalysators
Bei
Vorliegen einer weiter gealterten Abgasnachbehandlungseinrichtung
Auch
hier erfolgt das Umschalten vom zweiten Aufheiz-Betriebszustand
zum vierten Aufheiz-Betriebszustand und vom vierten Aufheiz-Betriebszustand
zum Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine
Eine
jeweilige Kombination der verschiedenen, durch unterschiedliche
Betriebsparameter gekennzeichneten Betriebszustände der
Verbrennungskraftmaschine
Somit
können verbrauchsoptimiert die zum Erzielen der jeweils
notwendigen Konversionsraten der Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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