DE102014110388A1 - Verfahren und System zur Bestimmung der Abgastemperatur - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Abgastemperatur eines außer Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, wobei mittels einer Mehrzahl von Steuer- und/oder Sensoreinheiten Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors bestimmt werden und wobei mittels einer Auswerteeinheit aus den Betriebskenngrößen die Abgastemperatur bestimmt wird und wobei die Bestimmung der Abgastemperatur in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Bestimmung der Abgastemperatur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist bekannt, die Gas- und Materialtemperaturen in verschiedenen Abschnitten der Abgasanlage eines Verbrennungsmotors mittels eines Abgastemperaturmodells zu modellieren. Auf diese Weise lassen sich die Temperaturen in den verschiedenen Abschnitten bestimmen, ohne dass dort jeweils Temperatursensoren abgeordnet sein müssten. Die genaue Kenntnis der Temperaturen ist – auch nach dem Ausschalten des Verbrennungsmotors – für Abgasnachbehandlungseinheiten notwendig, beispielsweise beim Betreiben von Katalysatoren und zur Ermittlung einer nötigen Regeneration eines Oxidationskatalysators und eines Partikelfilters.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Modellierung der Abgastemperaturen bekannt. Beispielsweise offenbart die Druckschrift DE 10 2010 001 383 A1 ein Verfahren zur Bestimmung einer Abgastemperatur eines Verbrennungsmotors, bei welchem verschiedene Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden. Hierbei wird unter anderem auch die Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt, da eine steigende Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Abkühlen des Verbrennungsmotors aufgrund von zunehmendem Fahrtwind beiträgt.
  • Solche Verfahren gehen typischerweise davon aus, dass der Verbrennungsmotor als alleiniger Traktionsmotors für das betreffende Fahrzeug fungiert. Deshalb wird die Fahrzeuggeschwindigkeit üblicherweise nur dann berücksichtig, wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, während die Fahrzeuggeschwindigkeit keine Berücksichtigung findet, wenn sich der Verbrennungsmotor außer Betrieb findet.
  • Bei Hybrid-Fahrzeugen, welche sowohl durch einen Verbrennungsmotor als auch durch einen Elektromotor angetrieben werden können, ist die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Bestimmung der Abgastemperatur daher fehlerhaft, sobald ein Elektromotor als Traktionsmotor fungiert und sich der Verbrennungsmotor außer Betrieb befindet.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Abgastemperatur in verschiedenen Bereichen einer Abgasanlage eines außer Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, welches auch für Hybrid-Fahrzeug anwendbar ist und präzise Ergebnisse liefert.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Abgastemperatur eines außer Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, wobei mittels einer Mehrzahl von Steuer- und/oder Sensoreinheiten Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors bestimmt werden und wobei mittels einer Auswerteeinheit aus den Betriebskenngrößen die Abgastemperatur bestimmt wird, wobei die Bestimmung der Abgastemperatur in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass beim Bestimmen der Abgastemperatur auch dann die Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt wird, wenn der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass ein potentielles Abkühlen des Verbrennungsmotors aufgrund von Fahrtwind, welcher durch eine von einem Elektromotor hervorgerufene Fahrzeuggeschwindigkeit herbeigeführt wird, einbezogen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit auch bei Hybrid-Fahrzeugen anwendbar und ermöglicht dabei stets eine präzise Bestimmung der aktuellen Abgastemperatur. Ein außer Betrieb befindlicher Verbrennungsmotor umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere einen Verbrennungsmotor in einem Zustand, in welchem kein Verbrennungsvorgang in den Brennräumen dieses Verbrennungsmotors stattfindet. Der Verbrennungsmotor kann ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor sein. Das zugehörige Fahrzeug umfasst insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, welches neben dem Verbrennungsmotor noch einen Elektromotor aufweist, der als Traktionsmotor für das Fahrzeug verwendbar ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass anhand eines Abgastemperaturmodels mittels einer Auswerteeinheit aus den Betriebskenngrößen die Abgastemperatur bestimmt wird. Hierbei wird die Abkühlung des Verbrennungsmotors durch den durch die Fahrzeuggeschwindigkeit hervorgerufenen Fahrtwind berücksichtigt. In vorteilhafter Weise lässt sich auf der Grundlage des Abgastemperaturmodells die Abgastemperatur in verschiedenen Abschnitten der Abgasanlage des Verbrennungsmotors modellieren, so dass zur Bestimmung der Abgastemperaturen vorteilhafterweise nicht in jedem dieser Abschnitte ein Temperatursensor installiert werden muss.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug während der Bestimmung der Abgastemperatur von wenigstens einem als Traktionsmotor fungierenden Elektromotor angetrieben wird. Im Unterschied zum Stand der Technik wird die Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingangsgröße für das Abgastemperaturmodell verwendet, obwohl der Verbrennungsmotor außer Betrieb ist, da der Elektromotor als Traktionsmotor fungiert und sich das Fahrzeug somit trotz abgeschaltetem Verbrennungsmotor in Bewegung befinden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Abgastemperatur in Abhängigkeit einer Motortemperatur und/oder einer Abstellzeit des Verbrennungsmotors und/oder einer Umgebungstemperatur bestimmt wird. Vorzugsweise werden wenigstens die Betriebskenngrößen:
    Motortemperatur, Abstellzeit, Umgebungstemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingangsgrößen für das Abgastemperaturmodell zur Bestimmung der Abgastemperaturen in verschiedenen Abschnitten der Abgasanlage verwendet.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein System zur Bestimmung der Abgastemperatur eines außer Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, insbesondere unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das System eine Mehrzahl von Steuer- und/oder Sensoreinheiten zur Bestimmung von Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors aufweist und wobei das System eine Auswerteeinheit zur Bestimmung der Abgastemperatur aus den Betriebskenngrößen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit Bestandteil der Betriebskenngrößen ist, aus welchen die Abgastemperatur mittels der Auswerteeinheit bestimmt wird.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen.
  • Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens und eines Systems zur Bestimmung der Abgastemperatur eines außer Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens 1 und eines Systems 10 zur Bestimmung der Abgastemperaturen 2 in einer nicht-abgebildeten Abgasanlage eines Verbrennungsmotors während der Verbrennungsmotor außer Betrieb gestellt wurde (d.h. es findet kein Verbrennungsvorgang in den Brennräumen des Verbrennungsmotors statt).
  • Der Verbrennungsmotor umfasst insbesondere einen Benzin- oder Dieselmotor eines Hybrid-fahrzeugs, welches neben dem Verbrennungsmotor noch einen Elektromotor aufweist. Der Elektromotor kann alternativ zum Verbrennungsmotor als Traktionsmotor zum Antreiben des Hybrid-Fahrzeugs eingesetzt werden.
  • Zur Bestimmung der Abgastemperaturen 2 in verschiedenen Abschnitten der Abgasanlage wird ein Abgastemperaturmodell 3 angewendet, welches die Abgastemperaturen in den jeweiligen Abschnitten modelliert. Das Abgastemperaturmodell wird dazu mit verschiedenen Eingangsgrößen 4 gespeist, welche jeweils eine Betriebskenngröße des Verbrennungsmotors umfasst. Im Falle, dass der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nun als Eingangsgrößen 4 wenigstens die Betriebskenngrößen: Motortemperatur 5, Abstellzeit 6 des Verbrennungsmotors, Umgebungstemperatur 7 und Fahrzeuggeschwindigkeit 8 verwendet.
  • Das System 10 umfasst eine Auswerteeinheit 9, welche mittels des Abgastemperaturmodells 3 und somit auch in Abhängigkeit der vorstehende genannten Eingangsgrößen 4 die Abgastemperaturen 2 in den verschiedenen Abschnitten der Abgasanlage des Verbrennungsmotors bestimmt.
  • Vorteilhafterweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 1 und System 10 die Abgastemperaturen 2 demnach stets in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit 8 bestimmt, auch wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist, da das Hybrid-Fahrzeug sich in diesem Fall dennoch in einer Bewegung, angetrieben durch den Elektromotor, befinden kann und somit eine raschere Abkühlung des Verbrennungsmotors und der Abgase aufgrund von Fahrtwind vorliegen könnte.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010001383 A1 [0003]

Claims (6)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Abgastemperatur (2) eines außer Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors eines Hybrid-Fahrzeugs, wobei mittels einer Mehrzahl von Steuer- und/oder Sensoreinheiten Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors bestimmt werden und wobei mittels einer Auswerteeinheit (9) aus den Betriebskenngrößen die Abgastemperatur (2) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Abgastemperatur (2) in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (8) durchgeführt wird.
  2. Verfahren (1) nach Anspruch 1, wobei bei der Bestimmung der Abgastemperatur (2) die Abkühlung des Verbrennungsmotors durch den durch die Fahrzeuggeschwindigkeit hervorgerufenen Fahrtwind berücksichtigt wird.
  3. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand eines Abgastemperaturmodels (3) mittels der Auswerteeinheit (9) aus den Betriebskenngrößen (4) die Abgastemperatur (2) bestimmt wird.
  4. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug während der Bestimmung der Abgastemperatur (2) von wenigstens einem als Traktionsmotor fungierenden Elektromotor angetrieben wird.
  5. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abgastemperatur (2) in Abhängigkeit einer Motortemperatur (5) und/oder einer Abstellzeit (6) des Verbrennungsmotors und/oder einer Umgebungstemperatur (7) bestimmt wird.
  6. System (10) zur Bestimmung der Abgastemperatur (2) eines außer Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, insbesondere mit einem Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (10) eine Mehrzahl von Steuer- und/oder Sensoreinheiten zur Bestimmung von Betriebskenngrößen (4) des Verbrennungsmotors aufweist und wobei das System (10) eine Auswerteeinheit (9) zur Bestimmung der Abgastemperatur (2) aus den Betriebskenngrößen (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (8) Bestandteil der Betriebskenngrößen (8) ist, aus welchen die Abgastemperatur (2) mittels der Auswerteeinheit (9) bestimmt wird.
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