DE102015013284A1 - Method for operating a vehicle and vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, bei welchem mittels wenigstens einer Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Abgasanlage (10) des Fahrzeugs das Abgas eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs behandelt wird. Hierbei wird ein Vorliegen einer örtlich und/oder zeitlich begrenzten Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs festgestellt, deren Einhaltung mit einem aktuellen Betriebsmodus des Verbrennungsmotors und/oder der Abgasanlage (10) nicht möglich ist. Dann wird in einen geänderten Betriebsmodus umgeschaltet, in welchem eine Einhaltung der aktuell geltenden Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs erreichbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.The invention relates to a method for operating a vehicle, in which by means of at least one exhaust aftertreatment device of an exhaust system (10) of the vehicle, the exhaust gas of an internal combustion engine of the vehicle is treated. In this case, a presence of a local and / or time-limited requirement for the emissions of the vehicle is detected, compliance with a current operating mode of the internal combustion engine and / or the exhaust system (10) is not possible. Then, it is switched to a modified operating mode, in which compliance with the currently applicable requirement for the emissions of the vehicle can be achieved. Furthermore, the invention relates to a vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, bei welchem mittels wenigstens einer Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Abgasanlage des Fahrzeugs das Abgas eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs behandelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.The invention relates to a method for operating a vehicle, in which by means of at least one exhaust aftertreatment device of an exhaust system of the vehicle, the exhaust gas of an internal combustion engine of the vehicle is treated. Furthermore, the invention relates to a vehicle.
Fahrzeuge, insbesondere Fahrzeuge mit einem verbrennungsmotorischen Antrieb, müssen gesetzlich vorgeschriebene Emissionsanforderungen erfüllen. Diese Emissionsziele sind momentan für bestimmte Regionen spezifisch (etwa für die EU, für die USA oder für Japan) und werden momentan anhand von definierten Fahrzyklen auf einer Fahrzeugrolle beziehungsweise an einem Motorprüfstand dargestellt und überprüft. Zukünftige Planungen sehen eine zusätzliche Überprüfung der Realemissionen mittels einer sogenannten PEMS-Messtechnik (PEMS = Portable Emission Measurement System, portables Emissions-Messsystem) vor.Vehicles, in particular vehicles with an internal combustion engine drive, must comply with legally prescribed emission requirements. These emission targets are currently specific to specific regions (such as the EU, US, or Japan) and are currently being presented and reviewed on defined vehicle or engine test bench cycles. Future plans include an additional review of real emissions using PEMS (Portable Emission Measurement System) measurement technology.
Aktuelle Fahrzeugabstimmungen streben einen optimalen Kompromiss zwischen einer Erfüllung der gesetzlichen Emissionsanforderungen und einem minimalen Kraftstoffverbrauch an.Current vehicle reconciliation strives for an optimal compromise between compliance with legal emission requirements and minimum fuel consumption.
Aufgrund lokaler Immissionsprobleme in Ballungsräumen (vor allem durch hohes Verkehrsaufkommen) werden zunehmend schärfere Emissionsbeschränkungen beziehungsweise Einfahrverbote für die betroffenen Gebiete diskutiert. Auch zeitlich abhängige Verkehrsphänomene (beispielsweise Verkehrsstaus) können zu einer starken Zunahme der lokalen Emissionsbelastung führen. Spezielle ortsabhängige Rahmenbedingungen (wie etwa Tunnels, Unterführungen oder Parkhäuser) können diese Situation zusätzlich verschärfen. Des Weiteren können auch spezifische Wetterphänomene (beispielsweise stabile Hochdruck-Wetterlagen) die Sensitivität gegenüber Abgasemissionen verstärken. So kann es aufgrund von Stickoxidemissionen zu einer verstärkten Ozonbildung kommen, und es kann aufgrund von Partikelemissionen zur Entstehung von Smog kommen.Due to local pollution problems in agglomerations (above all due to high traffic volumes), increasingly stringent emission restrictions or entry bans for the affected areas are being discussed. Time-dependent traffic phenomena (eg traffic congestion) can also lead to a sharp increase in local emissions. Special location-dependent conditions (such as tunnels, underpasses or parking garages) can exacerbate this situation. Furthermore, specific weather phenomena (for example, stable high-pressure weather conditions) can increase the sensitivity to exhaust emissions. Thus, due to nitrogen oxide emissions, increased ozone formation may occur and smog may occur due to particulate emissions.
Die abgasrelevanten Emissionen, welche bei diesen Betrachtungen im Fokus stehen, sind vor allem Stickoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO), Partikel und Kohlenwasserstoffe (HC). Verbrennungsmotorische Antriebe von Fahrzeugen verursachen anlagenbedingt im Betrieb Abgasemissionen wie beispielsweise Stickoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO), Partikel und Kohlenwasserstoffe (HC), welche durch nachgelagerte Abgasreinigungsstufen oder Abgasnachbehandlungseinrichtungen einer Abgasanlage des jeweiligen Fahrzeugs in unschädliche oder weniger schädliche Verbindungen, beispielsweise in Wasser, CO2 oder Stickstoff, umgewandelt werden.The emission-relevant emissions, which are the focus of these considerations, are mainly nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), particulates and hydrocarbons (HC). Internal combustion engine drives of vehicles caused by operation cause exhaust emissions such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), particulates and hydrocarbons (HC), which by downstream emission control or exhaust aftertreatment devices of an exhaust system of the respective vehicle in harmless or less harmful compounds, such as water, CO 2 or nitrogen, to be converted.
Dabei ist die optimale Wirkungsweise der Abgasreinigungssysteme von verschiedenen Rahmenparametern wie beispielsweise den Rohemissionen des Verbrennungsmotors, der Abgastemperatur, der Raumgeschwindigkeit und dergleichen abhängig. Vor allem die Parameter Rohemissionsmenge und Abgastemperatur haben einen dominanten Einfluss auf die Emissionen der Abgasanlage.The optimum mode of operation of the exhaust gas purification systems is dependent on various parameters such as, for example, the raw emissions of the internal combustion engine, the exhaust gas temperature, the space velocity and the like. Above all, the parameters of raw emission quantity and exhaust gas temperature have a dominant influence on the emissions of the exhaust system.
Gängige katalytisch arbeitende Abgasreinigungseinheiten oder Abgasnachbehandlungseinrichtungen besitzen eine alterungsabhängige Mindesttemperatur, bei welcher eine den Gehalt an Schadstoffen im Abgas verringernde Reaktion einsetzen kann beziehungsweise in einem bestimmtem Mindestumfang abläuft. Diese Mindesttemperatur wird auch als Light-off-Temperatur, Anspringtemperatur oder LO-Temperatur bezeichnet. Mit fortschreitender Katalysatoralterung verschiebt sich die entsprechende Temperaturschwelle zu höheren Temperaturen.Conventional catalytic exhaust gas purification units or exhaust aftertreatment devices have an age-dependent minimum temperature at which a reaction which reduces the content of pollutants in the exhaust gas can take place or proceeds to a certain minimum extent. This minimum temperature is also referred to as light-off temperature, light-off temperature or LO temperature. As the catalyst ages, the corresponding temperature threshold shifts to higher temperatures.
Die
Des Weiteren beschreibt die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein entsprechendes Fahrzeug zu schaffen.Object of the present invention is to provide an improved method of the type mentioned above and a corresponding vehicle.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst festgestellt, ob eine örtlich und/oder zeitlich begrenzte besondere Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs vorliegt, deren Einhaltung mit einem aktuellen Betriebsmodus des Verbrennungsmotors und/oder der Abgasanlage nicht möglich ist, wie beispielsweise eine lokale Umweltzone. Ist dies der Fall, wird in einen geänderten Betriebsmodus umgeschaltet, in welchem eine Einhaltung der aktuell geltenden besonderen Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs erreichbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer Fahrt durch Gebiete mit unterschiedlichen besonderen Emissionsanforderungen, also etwa beim Fahren in lokale Umweltzonen, lokal oder zeitlich begrenzte Emissionsgrenzwerte sicher einzuhalten. Somit ist ein verbessertes Verfahren geschaffen. Unter einer besonderen Anforderung an die Emissionen eines Fahrzeugs sollen im Rahmen der Erfindung eine örtlich und/oder zeitlich begrenzte Anforderung an die Emissionen eines Fahrzeugs, insbesondere an die Abgasemissionen oder an die Schallemissionen eines Fahrzeugs, verstanden werden, die über die in gesetzlichen Emissionsvorschriften, wie beispielsweise der Abgasnorm Euro-6, festgelegten Anforderungen hinausgehen.In the method according to the invention, it is first of all determined whether there is a particular local and / or time-limited special requirement on the emissions of the vehicle, compliance with which is not possible with a current operating mode of the internal combustion engine and / or the exhaust system, such as a local environmental zone. If this is the case, it is switched to a modified operating mode, in which compliance with the currently applicable special requirements for the emissions of the vehicle can be achieved. In this way it is possible, when driving through areas with different special emission requirements, such as driving in local environmental zones, to comply with local or temporary emission limits. Thus, an improved method is provided. In the context of the invention, a particular requirement for the emissions of a vehicle is to be understood as a locally and / or time-limited requirement for the emissions of a vehicle, in particular the exhaust emissions or the noise emissions of a vehicle, which exceeds the requirements set out in statutory emission regulations, such as For example, the emission standard Euro-6, specified requirements.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden zum Feststellen des Vorliegens der örtlich und/oder zeitlich begrenzten besonderen Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs, externe Informationsquellen genutzt. Externe Informationsquellen im Rahmen der Erfindung können sein:
- – eine Hinweistafel,
- – ein Wechselverkehrszeichen,
- – ein elektronisches Schrankensystem,
- – Radiomeldungen,
- – GPS-Daten,
- – Durchsagen, die von einem eine von einem Nutzer des Fahrzeugs erfassbar sind und insbesondere in einem Tunnel ausgegeben werden,
- – über das Internet erhältliche Informationen und
- – ein Car-to-Car-Communication-System zur Erfassung der Verkehrsdichte und/oder Infrastruktur.
- - a billboard,
- A variable message sign,
- - an electronic barrier system,
- - radio messages,
- - GPS data,
- Announcements which can be registered by a user and are in particular issued in a tunnel,
- - information available on the internet and
- - A car-to-car communication system for recording traffic density and / or infrastructure.
Auch ein im Fahrzeug vorhandenes optisches oder Ultraschall/Radar-System zur Erfassung der Bebauungsdichte oder zur Erfassung parkender Fahrzeuge, beispielsweise durch eine Kamera oder Einparkhilfen und/oder ein Messgerät zur Messung der umgebenden Luftqualität und/oder wenigstens eine Umweltgröße, wie insbesondere eines Umgebungsluftdrucks und/oder einer Umgebungstemperatur und/oder des Niederschlags kann im Rahmen der Erfindung für eine Feststellung oder zumindest eine Beurteilung der Wahrscheinlichkeit eines Vorliegens einer örtlich und/oder zeitlich begrenzten besonderen Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs eingesetzt werden.Also an existing in the vehicle optical or ultrasonic / radar system for detecting the density of construction or for parking parked vehicles, for example by a camera or parking aids and / or a meter for measuring the ambient air quality and / or at least one environmental variable, in particular an ambient air pressure and Within the scope of the invention, an ambient temperature and / or precipitation may be used for determining or at least assessing the likelihood of a particular local and / or time-limited requirement for the emissions of the vehicle.
Auch kann anhand von Fahrprofilen festgestellt werden, dass mit erhöhten Emissionen einhergehende Verkehrssituationen wie beispielsweise Staus vorliegen. Auch hier kann mit einem Verschärfen von Emissionsanforderungen gerechnet werden, sodass diesen durch rechtzeitiges Umschalten in den geänderten Betriebsmodus Rechnung getragen werden kann.It can also be determined on the basis of driving profiles that there are traffic situations associated with increased emissions, such as traffic jams. Here, too, a tightening of emission requirements can be expected so that they can be accommodated by timely switching to the changed operating mode.
Das Umschalten in den geänderten Betriebsmodus kann automatisch, also mittels einer Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs, vorgenommen werden oder manuell, also von einem Nutzer des Fahrzeugs. Beispielsweise kann durch manuelles Aktivieren des speziellen oder geänderten Betriebsmodus eine erhöhte, insbesondere eine im Wesentlichen vollständige Konversion von umweltschädlichen Abgasemissionen wie NOX, CO, HC oder Partikeln sichergestellt werden. Insbesondere kann durch das Umschalten in den geänderten Betriebsmodus ein Ausstoßen von Stickoxiden verringert werden.Switching to the changed operating mode can be carried out automatically, ie by means of a control device of the vehicle, or manually, ie by a user of the vehicle. For example, by manually activating the special or changed operating mode, an increased, in particular a substantially complete, conversion of environmentally harmful exhaust emissions such as NO x, CO, HC or particles can be ensured. In particular, by switching to the changed operating mode, an emission of nitrogen oxides can be reduced.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann durch Umschalten in den geänderten Betriebsmodus ein Ausstoß von Stickoxiden verringert werden, indem
- – eine Abgastemperatur, insbesondere durch Wählen eines bestimmten Gangs eines Getriebes des Fahrzeugs und/oder durch Verändern eines Ladedrucks und/oder durch Verändern einer Abgasrückführungsrate, verändert wird und/oder
- – eine Beaufschlagung eines Stickoxidspeicherkatalysators des Fahrzeugs mit einem fetten Gemisch verändert und/oder
- – ein Einbringen eines Reduktionsmittels zum Reduzieren von Stickoxiden in das einem SCR-Katalysator des Fahrzeugs zugeführte Abgas verändert
- An exhaust gas temperature, in particular by selecting a specific gear of a transmission of the vehicle and / or by changing a boost pressure and / or by changing an exhaust gas recirculation rate, is changed and / or
- - Modified and / or an admission of a nitrogen oxide storage catalyst of the vehicle with a rich mixture
- Changing an introduction of a reducing agent for reducing nitrogen oxides into the exhaust gas supplied to an SCR catalytic converter of the vehicle
Des Weiteren können Schallemissionen des Fahrzeugs verändert und insbesondere verringert werden. Dies kann beispielsweise durch Verändern wenigstens eines Parameters der im Verbrennungsmotor stattfindenden Verbrennung und/oder durch Betreiben eines aktiven Soundsystems geschehen.Furthermore, acoustic emissions of the vehicle can be changed and in particular reduced. This can be done, for example, by changing at least one parameter of the combustion taking place in the internal combustion engine and / or by operating an active sound system.
Bevorzugt wird das Vorliegen des geänderten Betriebsmodus signalisiert, wobei insbesondere an einer Fahrzeugaußenseite ein optisches Signal ausgegeben werden kann, etwa in Form einer aufleuchtenden Lampe. Zusätzlich oder alternativ kann das Vorliegen des geänderten Betriebsmodus durch ein Ausgeben eines nicht sichtbaren Signals kommuniziert werden, welches beispielsweise mittels einer Messeinrichtung erfassbar ist. Bei dem Signal kann es sich insbesondere um ein Funksignal handeln. Des Weiteren ist vorstellbar, dass von dem Fahrzeug gegenüber dem vorhergehenden Betriebsmodus veränderte, insbesondere verringerte, Schallemissionen abgegeben werden, um das Vorliegen des geänderten Betriebsmodus zu signalisieren.Preferably, the presence of the changed operating mode is signaled, wherein in particular on a vehicle outside an optical signal can be output, for example in the form of a flashing lamp. Additionally or alternatively, the presence of the changed operating mode can be communicated by outputting a non-visible signal, which can be detected, for example, by means of a measuring device. The signal may in particular be a radio signal. Furthermore, it is conceivable that, compared to the previous operating mode, changed, in particular reduced, noise emissions are emitted by the vehicle in order to signal the presence of the changed operating mode.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden in dem geänderten Betriebsmodus eine alterungsabhängige, zu erreichende Zieltemperatur der wenigstens einen Abgasnachbehandlungseinrichtung und/oder zulässige Rohemissionen des Verbrennungsmotors festgelegt. Vorteilhaft kann so besonders gut der Alterungszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung beim Einstellen des geänderten Betriebsmodus berücksichtigt werden.In one embodiment of the invention in the modified operating mode a age-dependent, to be reached target temperature of the at least one exhaust aftertreatment device and / or allowable raw emissions of the internal combustion engine set. Advantageously, the aging state of the exhaust gas aftertreatment device can be taken into account particularly well when setting the changed operating mode.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Betriebsmodus erneut umgeschaltet, sobald festgestellt wird, dass die örtlich und/oder zeitlich begrenzte besondere Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs nicht mehr gültig ist. Hierbei kann insbesondere ein gegenüber dem geänderten Betriebsmodus einen geringeren Kraftstoffverbrauch mit sich bringender Betriebsmodus eingestellt werden. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Hinblick auf die Abgasemissionen günstigere Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und der Abgasanlage mit einem erhöhten Kraftstoffverbrauch einhergehen können. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn durch Einbringen von unverbranntem Kraftstoff in die Abgasanlage deren Temperatur lokal erhöht wird, um eine höhere Konversionsleistung zumindest einer der Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu erreichen. Wenn bei dem erneuten Umschalten des Betriebsmodus die schärferen Emissionsanforderungen nicht mehr vorliegen, kann somit ein besonders geringer Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs erreicht werden.In one embodiment of the invention, the operating mode is switched again as soon as it is determined that the local and / or time-limited special requirement for the emissions of the vehicle is no longer valid. In this case, in particular, a lower fuel consumption can be set with respect to the changed operating mode. This is based on the knowledge that with regard to the exhaust emissions more favorable operating conditions of the internal combustion engine and the exhaust system can be accompanied by an increased fuel consumption. This is the case, for example, if, by introducing unburned fuel into the exhaust system, its temperature is increased locally in order to achieve a higher conversion performance of at least one of the exhaust gas after-treatment devices. If renewed switching of the operating mode, the sharper emission requirements are no longer present, thus a particularly low fuel consumption of the vehicle can be achieved.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist eine Abgasanlage mit wenigstens einer Abgasnachbehandlungseinrichtung auf. Das Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor und eine Steuerungseinrichtung zum Einstellen eines Betriebsmodus des Verbrennungsmotors und/oder der Abgasanlage. Des Weiteren weist das Fahrzeug Mittel zum Feststellen eines Vorliegens einer örtlich und/oder zeitlich begrenzten besonderen Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs auf, deren Einhaltung mit dem aktuellen Betriebsmodus des Verbrennungsmotors und/oder der Abgasanlage nicht möglich ist. Es sind Mittel zum Umschalten in einen geänderten Betriebsmodus vorgesehen, in welchem eine Einhaltung der aktuell geltenden besonderen Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs erreichbar ist, beispielsweise ein Dreh- oder Drückschalter oder eine in einer Bedieneinrichtung vorgesehene Auswahlmöglichkeit.The vehicle according to the invention has an exhaust system with at least one exhaust gas aftertreatment device. The vehicle includes an internal combustion engine and a control device for setting an operating mode of the internal combustion engine and / or the exhaust system. Furthermore, the vehicle has means for determining the presence of a local and / or time-limited special requirement on the emissions of the vehicle, the compliance with the current operating mode of the internal combustion engine and / or the exhaust system is not possible. Means are provided for switching to a changed operating mode in which compliance with the currently applicable special requirement for the emissions of the vehicle can be achieved, for example a rotary or push switch or a selection option provided in an operating device.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebene Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Fahrzeug.The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply to the vehicle according to the invention.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Thus, embodiments are also included and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:
Wie in
In einem in
Entsprechend ist aus
Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, bei welchem örtlich und/oder zeitlich begrenzte Anforderungen an die Emissionen des Fahrzeugs berücksichtigt werden, soll beispielhaft anhand der in
Die beispielhaft in
Die Konvertierungsleistung in Bezug auf Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid am Oxidationskatalysator
Die Konversionsleistung in Bezug auf Stickoxide (NOx) des SDPF/SCR-Systems, also am beschichteten Partikelfilter
Zusätzlich kann, um einen optimalen NOx-Umsatz zu garantieren, die dosierte Adblue-Menge ausreichend hoch gewählt werden. Es kann also mindestens die Menge für einen stöchiometrischen NOx-Umsatz über die Dosiereinrichtung
Die motorischen Emissionen werden vor allem bei einem Dieselmotor durch das Verbrennungs-Lambda, die AGR-Rate (Abgasrückführungsrate), den Aufladegrad, den Verbrennungsschwerpunkt und den Druck in der Common Rail definiert, aus welcher der Kraftstoff in die Zylinder des Dieselmotors eingebracht wird. Durch eine Abänderung dieser Parameter lassen sich also die Rohemissionsmengen beeinflussen. Durch eine Hybridisierung (also eine elektrische Unterstützung des Fahrbetriebs des Fahrzeugs) lässt sich zusätzlich das Rohemissionsniveau vor allem bei Lastwechseln verändern. Des Weiteren lässt sich durch variierte Getriebeeinstellungen (also eine sogenannte „Schaltlinienverschiebung”) der Dieselmotor in anderen Lastzuständen mit jeweils unterschiedlichem Rohemissionsniveau betreiben.The engine emissions are mainly defined in a diesel engine by the combustion lambda, the EGR rate (exhaust gas recirculation rate), the supercharging level, the combustion center of gravity and the pressure in the common rail, from which the fuel is introduced into the cylinders of the diesel engine. By modifying these parameters, it is therefore possible to influence the raw emission quantities. Hybridization (ie electrical support for driving the vehicle) also makes it possible to change the level of raw emissions, especially during load changes. Furthermore, by varied transmission settings (ie a so-called "shift shift"), the diesel engine can be operated in different load states, each with a different level of raw emissions.
Wie im einleitenden Teil der vorliegenden Beschreibung erläutert, sind gängige Fahrzeugabstimmungen oft so gewählt, dass die gesetzlich vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte der jeweiligen Region (etwa der EU) eingehalten werden. Wird solch ein Fahrzeug jedoch in Gebieten mit unterschiedlichen Emissionsanforderungen (etwa in lokale Umweltzonen) bewegt, können sich Situationen ergeben, dass lokale und/oder zeitlich begrenzte Emissionsgrenzwerte nicht sicher eingehalten werden.As explained in the introductory part of the present description, common vehicle reconciliations are often chosen so that the legally prescribed emission limit values of the respective region (such as the EU) are complied with. However, moving such a vehicle in areas with different emission requirements (such as local environmental zones) may result in situations where local and / or time-limited emission limits are not safely met.
Beispielsweise ist es möglich, dass ein zur Einhaltung bestimmter Emissionsgrenzwerte vorgesehener Betriebsmodus des Verbrennungsmotors und/oder der Abgasanlage nicht dazu geeignet ist, strengere Emissionsgrenzwerte einzuhalten, wie sie beispielsweise zeitlich oder lokal begrenzt in einer bestimmten Region gelten können.For example, it is possible for an operating mode of the internal combustion engine and / or the exhaust system provided for compliance with certain emission limit values not to be able to comply with stricter emission limit values, such as may be valid for a specific region in time or locally.
In speziellen Verkehrssituationen, etwa bei dichtem Verkehr oder Stau, können die Abgastemperaturen zudem unter die in
Durch eine besonders emissionsgünstige Betriebsweise der Abgasanlage
Ein entsprechendes Verfahren oder eine solche Funktion kann auch nachträglich in die Fahrzeuge einer bestehenden Fahrzeugflotte eingebracht oder implementiert werden, etwa um Fahrverbote für ältere Fahrzeugbestände zu vermeiden. Dies kann etwa durch eine Neuprogrammierung eines Steuergeräts oder einer solchen Steuerungseinrichtung des jeweiligen Fahrzeugs geschehen.A corresponding method or such a function can also be subsequently introduced or implemented in the vehicles of an existing vehicle fleet, for example in order to avoid driving bans on older vehicle inventories. This can be done, for example, by reprogramming a control device or such a control device of the respective vehicle.
In diesen speziellen Situationen kann durch an sich bekannte motorische Maßnahmen, wie etwa eine Spätverschiebung der Verbrennungslage, späte Nacheinspritzungen, eine Lambda-Absenkung und dergleichen, die Abgastemperatur alterungsabhängig derart angehoben werden, dass daraus eine optimale beziehungsweise ausreichend verbesserte Reinigungsleistung der Abgasnachbehandlungskomponenten oder Abgasnachbehandlungseinrichtungen resultiert.In these special situations, the exhaust gas temperature can be raised as a function of age by per se known engine measures, such as a late shift of the combustion position, late post-injection, a lambda reduction and the like, resulting in optimum or sufficiently improved cleaning performance of the exhaust aftertreatment components or exhaust aftertreatment devices.
Alternativ oder zusätzlich kann durch elektrische Bestromung des elektrisch beheizbaren Katalysators
Des Weiteren kann eine Absenkung der Emissionen auch eine Reduzierung oder Veränderung des Fahrzeuggeräuschs umfassen, also der Schallemissionen des Fahrzeugs. Dies kann etwa mittels eines veränderten Motorbetriebs oder durch ein aktives Sound-System erfolgen.Furthermore, a reduction of the emissions may also include a reduction or change in the vehicle noise, ie the noise emissions of the vehicle. This can be done for example by means of a modified engine operation or by an active sound system.
Zumindest einige dieser Maßnahmen sind typischerweise mit einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs verbunden. Sie erzielen aber eine nahezu vollständige oder zumindest eine höhere Konversion der umweltschädlichen Abgasemissionen wie etwa NOx (NO2), CO, HC und dergleichen.At least some of these measures are typically associated with an increase in fuel consumption. However, they achieve an almost complete or at least a higher conversion of the environmentally harmful exhaust emissions such as NO x (NO 2), CO, HC and the like.
Es kann daher vorgesehen sein, dass beim Erkennen einer speziellen Emissionsanforderung das Fahrzeug in einen geänderten Betriebszustand oder Betriebsmodus wechseln kann, welcher eine nahezu vollständige Emissions-Konversion sicherstellt. Hierfür kann sogar ein Mehrverbrauch an Kraftstoff in Kauf genommen werden.It can therefore be provided that upon detection of a specific emission requirement, the vehicle can change to a changed operating state or operating mode, which ensures a nearly complete emission conversion. For this purpose, even an increase in fuel consumption can be accepted.
Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass beim Erkennen einer aktuell geltenden beziehungsweise veränderten Anforderung an die Emissionen des Fahrzeugs, deren Einhaltung mit dem aktuellen Betriebsmodus nicht möglich ist, eine Umschaltung in einen geänderten Betriebsmodus vorgenommen wird, welcher die Einhaltung der aktuell geltenden beziehungsweise veränderten Emissionsanforderung ermöglicht.Preferably, however, it is proposed that upon detection of a currently applicable or modified requirement for the emissions of the vehicle, the compliance with the current operating mode is not possible, a switch to a modified operating mode is made, which allows compliance with the currently applicable or amended emission requirement.
Das Umschalten kann dabei automatisch und oder durch Betätigung eines Schalters (etwa einer „Zero-Emission-Taste”) ausgelöst werden. Auslösekriterien können dabei Hinweistafeln, elektronische Schrankensysteme, Radiomeldungen, GPS-Daten, Durchsagen in Tunnels, Internet-Informationen und dergleichen sein. Bei einer Erfassung mittels elektronischer Schrankensysteme sind entsprechende Empfangssysteme in dem Fahrzeug vorhanden. Des Weiteren können Fahrprofile und Umweltgrößen wie etwa der Umgebungsluftdruck oder die Umgebungstemperatur, der Niederschlag und dergleichen berücksichtigt werden.The switching can be triggered automatically and or by pressing a switch (such as a "zero-emission button"). Tripping criteria may include information boards, electronic barrier systems, radio messages, GPS data, announcements in tunnels, Internet information and the like. When detected by electronic barrier systems corresponding receiving systems are present in the vehicle. Furthermore, driving profiles and environmental parameters such as ambient air pressure or ambient temperature, precipitation and the like may be taken into account.
Bekommt also eine Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs und/oder der Fahrer oder ein sonstiger Nutzer des Fahrzeugs den Hinweis, dass besondere Emissionsanforderungen gelten, so kann wenn notwendig manuell und/oder automatisch auf einen Betriebsmodus umgestellt werden, der eine möglichst vollständige Emissions-Reduktion ermöglicht. Bevorzugt ist zumindest eine Einhaltung der besonderen Emissionsanforderung zumindest für den Zeitraum ihrer Gültigkeit für das Fahrzeug durch das Umschalten in den geänderten Betriebsmodus erreichbar.Thus, if a control device of the vehicle and / or the driver or another user of the vehicle receives the indication that special emission requirements apply, then, if necessary, manually and / or automatically be switched to an operating mode which enables as complete an emission reduction as possible. Preferably, at least a compliance with the specific emission requirement at least for the period of its validity for the vehicle by switching to the changed mode of operation can be achieved.
Hierbei wird vorzugsweise der Alterungszustand der maßgeblichen Abgasreinigungskomponenten oder Abgasnachbehandlungseinrichtungen, insbesondere mittels gängiger OBD-Diagnosen (OBD = On-Board-Diagnose) ermittelt, insbesondere in Kombination mit Modellen. In Abhängigkeit vom Alterungszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtungen werden dann insbesondere die für die Einhaltung der besonderen Emissionsanforderungen bevorzugten oben beschriebenen Mindesttemperaturen etwa mit Hilfe einer veränderten motorischen Abstimmung eingestellt. Zusätzlich oder alternativ kann die Temperatur des Oxidationskatalysators
Gleichzeitig ist es günstig, den motorischen Rohemissionsausstoß abzusenken. Dies wird beispielsweise durch einen späteren Verbrennungsschwerpunkt dargestellt, der zu einer Absenkung von NOx-Emissionen und von Partikelemissionen führt. Weiterhin kann durch eine reduzierte Dynamik bei positiven Lastwechseln das instationäre Emissionsverhalten verbessert werden. Dies kann zusätzlich durch eine elektrische Unterstützung (also durch einen zeitweise vorgenommenen elektromotorischen Fahrbetrieb) positiv beeinflusst werden.At the same time it is favorable to lower the engine raw emission. This is illustrated, for example, by a later focus of combustion, which leads to a reduction in NOx emissions and particulate emissions. Furthermore, the transient emission behavior can be improved by reduced dynamics during positive load changes. This can be additionally positively influenced by an electrical support (ie by a temporary electromotive driving operation).
Wird erkannt, dass die besonderen Emissionsanforderungen nicht mehr gültig sind, sondern stattdessen neue, weniger stringente oder restriktive Emissionsanforderungen vorliegen, so wird vorzugsweise der Betriebsmodus wieder zurückgeschaltet. Bevorzugt wird ein insbesondere in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch günstigerer Betriebsmodus eingestellt, mittels welchem die neuen Emissionsanforderungen erfüllt werden können.If it is detected that the special emission requirements are no longer valid, but instead new, less stringent or restrictive emission requirements are present, the operating mode is preferably switched back again. Preferably, a more favorable in terms of fuel consumption operating mode is set by means of which the new emission requirements can be met.
Des Weiteren kann eine automatische und/oder manuelle Aktivierung, etwa über eine „Zero-Emission-Taste”, eines speziellen Betriebszustandes oder Betriebsmodus vorgesehen sein, welcher eine möglichst vollständige Konversion der umweltschädlichen Abgasemissionen, vor allem von NOx, CO, HC und Partikeln sicherstellt.Furthermore, an automatic and / or manual activation, for example via a zero emission key, of a special operating state or operating mode can be provided, which ensures as complete a conversion as possible of the environmentally harmful exhaust emissions, especially of NOx, CO, HC and particles ,
Durch ein automatische und/oder manuelles Aktivieren (etwa über die „Zero-Emission-Taste”) des geänderten Betriebszustands oder Betriebsmodus kann auch eingestellt werden, dass insbesondere der Ausstoß von NO2 reduziert wird. Dies kann beispielsweise durch die im Folgenden beschriebenen Maßnahmen erreicht werden. So kann eine bestimmte Abgastemperatur eingestellt werden (etwa durch eine entsprechende Gangwahl, das Vorgeben eines bestimmten Ladedrucks, einer bestimmten AGR-Rate und dergleichen). Zusätzlich oder alternativ kann die Strategie eines Anfettens des Gemischs geändert werden, welches einem Stickoxidspeicherkatalysator des Fahrzeugs zugeführt wird. Des Weiteren kann durch eine Veränderung der AdBlue-Dosierstrategie die Abgastemperatur eingestellt werden, also durch ein Verändern des Einbringens eines Reduktionsmittels zum Reduzieren von Stickoxiden in das dem SCR-Katalysator
Auch kann eine Absenkung oder Veränderung der Schallemissionen des Fahrzeugs vorgenommen werden, wenn eine besondere Anforderung hierfür erkannt wird. Dies kann etwa durch Veränderung der Verbrennung erfolgen oder durch ein aktives Sound-System.Also, a reduction or change in the noise emissions of the vehicle can be made if a special requirement is recognized for this. This can be done by changing the combustion or by an active sound system.
Ein Anzeigen des aktuellen Betriebszustands des Fahrzeugs kann an der Fahrzeugaußenseite mittels eines optischen Signals, wie etwa einer Lampe erfolgen oder durch ein nicht sichtbares Signal (etwa durch Aussenden einer Funkkennung). Ein solches Signal oder Funksignal können die entsprechenden Behörden kontrollieren, oder es kann (ähnlich einer Geschwindigkeitsmessung) automatisiert an Messstellen überprüft werden.An indication of the current operating state of the vehicle can be made on the outside of the vehicle by means of an optical signal, such as a lamp, or by a signal that is not visible (for example, by emitting a radio code). Such a signal or radio signal can control the appropriate authorities, or it can be (similar to a speed measurement) automatically checked at measuring points.
Der Betriebszustand oder Betriebsmodus des Fahrzeugs kann der Umgebung auch durch eine veränderte Akustik signalisiert werden. Dies kann etwa durch besonders geringe Schallemissionen des Fahrzeugs geschehen.The operating state or operating mode of the vehicle can also be signaled to the environment by changing the acoustics. This can be done for example by particularly low noise emissions of the vehicle.
Des Weiteren ist eine alterungsabhängige Definition der zu erreichenden Zieltemperaturen der Abgasanlage
Durch das vorliegend beschriebene Verfahren ist insbesondere eine ortsabhängige Zielemissionseinstellung erreichbar.In particular, a location-dependent target emission setting can be achieved by the method described here.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 99/50549 A2 [0009] WO 99/50549 A2 [0009]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |