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Diese Erfindung betrifft die Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators für einen Motor eines Straßenfahrzeugs und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbessern des Abführens von NOx aus dem NOx-Speicherkatalysator (lean NOx trap, LNT) während eines Betriebs des Straßenfahrzeugs.
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Ein LNT ist eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für Magermotoren. Der LNT muss regelmäßig gereinigt werden, um die Stickoxide (NOx), die während eines mageren Betriebs des Motors in dem LNT gespeichert werden, freizusetzen und umzuwandeln. Um die Reinigung zu realisieren, muss der Motor mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden, dass fetter als stöchiometrisch ist. Als eine Folge des fetten Betriebs werden beträchtliche Mengen an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffen (HC) erzeugt, um das gespeicherte NOx umzuwandeln. Typischerweise wird der Reinigungsmodus auf Grundlage einer geschätzten LNT-Beladung aktiviert. Das bedeutet, wenn die in dem LNT gespeicherte NOx-Masse eine vorgegebene Schwelle überschreitet, wird ein Übergang zu dem Reinigungsmodus eingeleitet. Der fette Betrieb wird einige Sekunden lang fortgesetzt, bis der LNT von dem gespeicherten NOx geleert wurde, woraufhin der Reinigungsmodus beendet und der normale magere Betrieb des Motors wieder aufgenommen wird. Das Beenden der Reinigung wird normalerweise durch einen Übergang bei der Messwertanzeige eines Sauerstoffsensors wie beispielsweise eines HEGO-Sensors oder NOx-Sensors eingeleitet, der sich stromab des LNT befindet, oder beruht auf einer modellierten Vorhersage des LNT-Zustands. Da der Motor während der Reinigungsoperation fetter als stöchiometrisch betrieben werden muss, hat eine Reinigung im Vergleich zu den Vorteilen eines mageren Betriebs im Hinblick auf Kraftstoffsparsamkeit eine beträchtliche negative Wirkung auf Kraftstoffsparsamkeit, und daher ist es wünschenswert, die zeitliche Steuerung der Reinigung zu optimieren, um den Verlust an Kraftstoffsparsamkeit zu verringern.
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Es ist gut bekannt, dass die Regeneration einer LNT-Nachbehandlungsvorrichtung effizienter ausgeführt werden kann, wenn das Fahrzeug in einer bestimmten Weise betrieben wird, wie zum Beispiel mit einer Hochlast, da der Nachteil hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs dann verringert wird.
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Es ist ferner bekannt, dass, wenn sich ein LNT mit NOx füllt, ein erhöhtes Risiko eines NOx-Schlupfes aus dem LNT besteht. Ein NOx-Schlupf aus dem LNT hat erhöhte Emissionen des Fahrzeugs zur Folge und ist daher unerwünscht.
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Es wird zum Beispiel in der
US-Patentschrift 7 685 813 vorgeschlagen, die zukünftige Nutzung eines Fahrzeugs durch Verwenden eines Navigationssystems vorherzusagen. Das Navigationssystem, zum Beispiel ein GPS-System, wird zum Vorhersagen der zukünftigen Route verwendet, aus der die erwartete Nutzung des Fahrzeugs beim Fahren dieser Route abgeleitet werden kann, was bei der Entscheidung von Nutzen sein kann, wann gute Bedingungen zum Reinigen des LNT vorliegen. Allerdings kann die Verwendung eines Navigationssystems zum Vorhersagen der zukünftigen Nutzung oder des zukünftigen Betriebs eines Fahrzeugs nicht in allen Fällen angewendet werden, da nicht alle Fahrzeuge mit derartiger Navigationsausrüstung ausgestattet sind.
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Die Erfinder haben erkannt, dass durch Anwenden von Kenntnissen über den zukünftigen Betrieb eines Fahrzeugs die Regeneration des LNT zeitlich derart eingeplant werden kann, dass sie erfolgt, wenn erwartet wird, dass der Motor des Fahrzeugs auf eine vordefinierte Weise arbeitet, die für ein Abführen von NOx aus dem LNT geeignet ist. Die Erfinder haben ferner erkannt, dass es durch Anwenden von Kenntnissen über den zukünftigen Betrieb eines Fahrzeugs möglich ist, den LNT zu reinigen, bevor das Fahrzeug auf eine Weise betrieben wird, durch die wahrscheinlich ein NOx-Schlupf aus dem LNT erzeugt wird, und dadurch das Risiko eines NOx-Schlupfes aus dem LNT wesentlich zu verringern oder zu beseitigen.
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Es stellt eine Aufgabe der Erfindung dar, ein Verfahren, das auf kosteneffektive Weise zu realisieren ist und das Risiko eines Auftretens eines NOx-Schlupfes verringert, zum vorbeugenden Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators bereitzustellen, der dafür eingerichtet ist, Abgas aus einem Magermotor eines Fahrzeugs zu erhalten.
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Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zum vorbeugenden Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators bereitgestellt, der dafür eingerichtet ist, Abgas aus einem Magermotor eines Fahrzeugs zu erhalten, wobei das Verfahren ein Verwenden einer Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs umfasst, um die Wahrscheinlichkeit eines NOx-Schlupfes aus dem NOx-Speicherkatalysator während des aktuellen Fahrzyklus zu schätzen, und um, wenn ein Auftreten eines NOx-Schlupfes in dem aktuellen Fahrzyklus erwartet wird, die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs zu verwenden, um zu folgern, ob irgendwelche Gelegenheiten bevorstehen, den NOx-Speicherkatalysator auf eine vorteilhafte Weise vor dem vorhergesagten Auftreten des Schlupfes zu regenerieren, und wenn derartige günstige Gelegenheiten vorhanden sind, eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators für die nächste günstige Gelegenheit zeitlich einzuplanen.
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Die Wahrscheinlichkeit, ob wahrscheinlich ein NOx-Schlupf auftritt, kann auf dem aktuellen Niveau von NOx, das in dem NOx-Speicherkatalysator gespeichert ist, und auf mindestens einem Betriebsfaktor des Motors beruhen.
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Die Wahrscheinlichkeit, ob wahrscheinlich ein NOx-Schlupf auftritt, kann auf mindestens zwei Betriebsfaktoren des Motors beruhen.
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Bei einem Betriebsfaktor des Motors kann es sich um einen erwarteten Abfall eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses handeln.
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Ein Betriebsfaktor des Motors kann eine erwartete Zunahme einer Abgastemperatur sein.
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Bei einem Betriebsfaktor des Motors kann es sich um eine erwartete wesentliche Änderung eines Abgasmassenstroms zu dem NOx-Speicherkatalysator handeln.
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Eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators auf eine vorteilhafte Weise kann derart zeitlich eingeplant sein, dass sie erfolgt, wenn die Vorhersage anzeigt, dass erwartet wird, dass der Motor mit einem niedrigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeitet.
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Es kann erwartet werden, dass der Motor mit einem niedrigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeitet, wenn die Motorlast hoch ist.
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Es kann erwartet werden, dass der Motor mit einem niedrigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis arbeitet, wenn die Motorlast hoch und die Drehzahl des Motors niedrig ist.
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Die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs kann unter Verwendung eines übliche Routen verwendenden Prädiktorverfahrens erlangt werden.
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Das übliche Routen verwendende Prädiktorverfahren kann die Schritte eines Vergleichens eines aktuellen Betriebsmusters mit gespeicherten üblichen Betriebsmustern, und wenn das aktuelle Betriebsmuster mit einem bestimmten aus den gespeicherten üblichen Betriebsmustern übereinstimmt, ein Verwenden des bestimmten aus den gespeicherten Betriebsmustern zum Vorhersagen des zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt umfassen.
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Das übliche Routen verwendende Prädiktorverfahren kann ferner ein Überwachen des Betriebs des Fahrzeugs bei jeder von dem Benutzer durchgeführten Fahrt, ein Speichern von bei der Überwachung gesammelten Daten und ein Feststellen der üblichen Betriebsmuster aus den gespeicherten Daten umfassen.
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Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem Magermotor, einem NOx-Speicherkatalysator, der dafür eingerichtet ist, Abgas von dem Motor zu erhalten, und einem elektronischen Verarbeitungssystem zum Steuern einer Regeneration des NOx-Speicherkatalysators bereitgestellt, wobei das elektronische Verarbeitungssystem derart betreibbar ist, dass es eine Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs verwendet, um die Wahrscheinlichkeit eines NOx-Schlupfes aus dem NOx-Speicherkatalysator während des aktuellen Fahrzyklus zu schätzen, und wenn ein Auftreten eines NOx-Schlupfes während des aktuellen Fahrzyklus erwartet wird, die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs zu verwenden, um zu folgern, ob irgendwelche Gelegenheiten bevorstehen, den NOx-Speicherkatalysator auf eine vorteilhafte Weise vor dem vorhergesagten Auftreten des Schlupfes zu regenerieren, und wenn derartige günstige Möglichkeiten vorhanden sind, eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators für die nächste günstige Gelegenheit zeitlich einzuplanen.
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Das elektronische Verarbeitungssystem kann ferner derart betreibbar sein, dass es die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs erstellt.
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Die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs kann unter Verwendung eines übliche Routen verwendenden Prädiktorverfahrens erlangt werden.
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Das übliche Routen verwendende Prädiktorverfahren kann unter Verwendung des elektronischen Verarbeitungssystems ausgeführt werden und kann die Schritte eines Vergleichens eines aktuellen Betriebsmusters mit gespeicherten üblichen Betriebsmustern umfassen, und wenn das aktuelle Betriebsmuster mit einem bestimmten aus den gespeicherten üblichen Betriebsmustern übereinstimmt, ein Verwenden des bestimmten aus den gespeicherten Betriebsmustern zum Vorhersagen des zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt.
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Das übliche Routen verwendende Prädiktorverfahren kann ferner ein Überwachen des Betriebs des Fahrzeugs bei jeder von dem Benutzer durchgeführten Fahrt, ein Speichern von bei der Überwachung gesammelten Daten und ein Feststellen der üblichen Betriebsmuster aus den gespeicherten Daten umfassen.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
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1 ein Übersichts-Ablaufplan eines Verfahrens zum Vorhersagen der zukünftigen Nutzung eines Fahrzeugs ist;
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2a u. 2b ein Ablaufplan einer beispielhaften Anwendung eines Verfahrens zum Vorhersagen der zukünftigen Nutzung eines Fahrzeugs sind, angewendet auf ein Fahrzeug mit mehreren bekannten Benutzern;
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3 ein Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem System zum Vorhersagen des zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung ist und
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4 ein Ablaufplan eines Verfahrens zum vorbeugenden Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators gemäß eines erstens Aspekt der Erfindung ist.
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Insbesondere mit Bezug auf 1: Es wird ein Verfahren zum Vorhersagen des zukünftigen Betriebs eines Fahrzeugs wie beispielsweise des in 3 gezeigten Fahrzeugs 1 gezeigt.
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Das Verfahren beginnt in Kasten 10 und schreitet anschließend fort zu Kasten 15, wo der Betrieb des Fahrzeugs bei jeder von einem Benutzer des Fahrzeugs durchgeführten Fahrt überwacht wird. Die verschiedenen überwachten Parameter sind diejenigen, die zum Erkennen, dass einer bestimmten Route gefolgt wird, und zur Verwendung bei einer Feststellung, wann eine Optimierung des Betriebs des Fahrzeugs zu einem späteren Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt vorgenommen werden kann, nützlich sind.
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Bei einer Fahrt handelt es sich in diesem Zusammenhang um einen einzigen Fahrzyklus. Ein Fahrzyklus kann einen Zeitraum umfassen, der mit einem Schlüssel-ein-Ereignis beginnt und mit einem Schlüssel-aus-Ereignis endet, oder beginnt, wenn das Fahrzeug sich nach einem Schlüssel-ein-Ereignis in einer Vorwärtsrichtung bewegt, und endet, wenn das Fahrzeug anhält, worauf ein Schlüssel-aus-Ereignis folgt.
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Die überwachten Parameter können unterteilt werden in:
- a/ Fahrzeugparameter wie beispielsweise und ohne Einschränkung: Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehmoment, Gangverhältnis und
- b/ von einem Benutzer eingegebene Parameter wie beispielsweise und ohne Ein-schränkung: Gaspedalstellung, Gaspedal-Änderungsrate, Bremspedalstellung, Stellung der Gangwahleinrichtung, Drehstellung des Lenkrads, Änderungsrate der Lenkradstellung.
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Diese Parameter werden entweder auf eine Zeitlinie für eine Fahrt, wie beispielsweise die Zeit, die seit einem Auftreten eines Schlüssel-ein-Ereignisses verstrichen ist; die Zeit, die verstrichen ist, seit erfasst wurde, dass eine erste Bewegung des Fahrzeugs nach einem Schlüssel-ein-Ereignis erfolgt ist, oder auf eine Messung einer zurückgelegten Entfernung bezogen wie beispielsweise der von dem Fahrzeug nach einem Schlüssel-ein-Ereignis zurückgelegten Entfernung.
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Von Kasten 15 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 20, wo die durch das Überwachen gesammelten Informationen in einem Speicher gespeichert werden. Es versteht sich, dass die Informationen in Echtzeit gespeichert werden, und dass daher die in den Kästen 15 und 20 erwähnten Operationen gleichzeitig ausgeführt werden. Es versteht sich, dass die durch das Überwachen gesammelten Informationen als eine fortlaufende Aufzeichnung des Parameters während des gesamten Fahrzyklus gespeichert werden könnten oder gespeicherte Momentaufnahmen des Parameters sein könnten, die gespeichert werden, wenn ein vordefiniertes Schlüsselereignis eintritt. Zum Beispiel und ohne Einschränkung: Jedes Mal, wenn ein Gangwechsel erfolgt, könnten alle Parameter während eines vordefinierten Zeitabschnitts nach dem Gangwechsel gespeichert werden.
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Das Verfahren schreitet von Kasten 20 fort zu Kasten 25, wo „übliche Muster“ eines Fahrzeugbetriebs festgestellt werden. Die meisten Fahrer verfügen über eine Anzahl von Routen, die sie häufig nutzen folgen, und diese Routen werden hier als „übliche Routen“ bezeichnet. Zum Beispiel und ohne Einschränkung: Die Route von zu Hause zur Arbeit, die Route von der Arbeit nach Hause, die Route von zu Hause zu einem Supermarkt, die Route von zu Hause zu der Schule eines Kindes, die Route von zu Hause zu einer Sportstätte wie beispielsweise einem Fitnessstudio, einer Badeanstalt, einem Golfclub, einem Fußballverein sowie zahlreiche andere regelmäßig gefahrene Routen.
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Beim Fahren auf einer derartigen üblichen Route arbeitet das Fahrzeug jedes Mal, wenn es der Route folgt, auf eine ähnliche Weise, und es ergibt sich ein charakteristisches Fahrzeugverhalten, dass, wenn es aufgezeichnet und erkannt wird, zum Vorhersagen des zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs verwendet werden kann.
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Zum Beispiel und ohne Einschränkung: Wenn das Fahrzeug auf der Route zur Arbeit einen Kreisverkehr (Kreisverkehrsplatz) etwa zwei Minuten nach einem ersten Losfahren nach einem Stillstand bewältigen muss, gefolgt von einer Beschleunigung beim Auffahren auf eine Autobahn, wird die daraus folgende Kombination des Fahrzeugparameters und des Benutzerparameters verwendet, um die Route zu erkennen, der das Fahrzeug aktuell folgt.
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Daher kann durch Analysieren der gespeicherten Daten von vorhergehenden Fahrten eine Bibliothek üblicher Routen aufgebaut werden. Zum Beispiel und ohne Einschränkung: Wenn charakteristische Betriebsmerkmale einer Route öfter als eine vordefinierte Anzahl von Malen in einem vordefinierten Zeitabschnitt auftreten, kann die Route als eine übliche Route eingestuft werden. Wenn zum Beispiel die zuvor erwähnte Kombination aus Fahrzeug- und vom Fahrer eingegebenen Parametern fünfmal während eines Zeitraums von vier Wochen oder fünfmal in 20 Fahrzyklen auftritt, wird dieses spezielle Parametermuster als eine übliche Route gespeichert. Andernfalls wird es zur späteren Verwendung aufgehoben, da es zu einer üblichen Route werden kann, wenn der nächste Fahrzyklus erfolgt.
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Alternativ wird eine Route, wenn sie mindestens einmal gefahren wird, der Bibliothek üblicher Routen hinzugefügt, und die Bibliothek üblicher Routen wird auf Grundlage der Häufigkeit von deren Nutzung sortiert, wobei Routen gelöscht werden, die innerhalb eines vordefinierten Zeitabschnitts nicht wiederholt werden.
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Von Kasten 25 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 30, wo die aktuell gefahrene Route mit den in der Bibliothek gespeicherten üblichen Routen verglichen wird, und wenn eine oder mehrere charakteristische Parameterkombinationen, die in dem aktuellen Fahrzyklus aufgetreten sind, in einer der üblichen Routen vorhanden sind, wird angenommen, dass das Fahrzeug dieser speziellen üblichen Route folgt, und das Verfahren schreitet fort zu Kasten 40, wo die gespeicherte übliche Route zum Vorhersagen des zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs verwendet wird. Wenn zum Beispiel eine Minute nach dem ersten Losfahren nach einem Schlüssel-ein-Ereignis oder 0,5 km ab dem Ausgangsort der Fahrt bei der aktuellen Fahrt in Kasten 30 festgestellt wurde, dass das Fahrzeug einer bestimmten aus den gespeicherten üblichen Routen folgt, kann in Kasten 40 eine Vorhersage über einen zukünftigen Fahrzeugbetrieb während des verbleibenden Teils der Route getroffen werden.
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Diese Informationen können dann in Kasten 50 verwendet werden, um abhängig von dem Betrieb des Fahrzeugs, der verbessert werden soll, den Betrieb des Fahrzeugs während des Rests des aktuellen Fahrzyklus oder während eines kurzen vordefinierten Zeitabschnitts nach dem aktuellen Zeitpunkt zu verbessern.
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Es versteht sich, dass, wenn das Fahrzeug 1 von der üblichen Route abweicht, die in Kasten 50 bereitgestellte Anwendung der Zukunftsvorhersage nicht möglich ist, und die Regeneration daher auf eine andere Weise gesteuert werden muss. In einem derartigen Fall könnte das Verfahren von Kasten 50 zu Kasten 38 springen.
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Allerdings schreitet das Verfahren normalerweise von Kasten 50 fort zu Kasten 99, wo es endet, wenn ein Schlüssel-aus-Ereignis eintritt.
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Nochmals mit Bezug auf Kasten 30: Wenn das aktuelle Betriebsmuster nicht mit einer der gespeicherten üblichen Routen übereinstimmt, verzweigt sich das Verfahren zu Kasten 35, wo betriebliche Eigenschaften für die aktuelle Route gespeichert werden. Es versteht sich, dass die üblichen Routen nur durch eine Nutzung des Fahrzeugs definiert werden können, und dass bei einem neuen Fahrzeug keine üblichen Routen vorhanden sind, und dass, wenn das Fahrzeug auf einen neuen Besitzer übertragen wird, die üblichen Routen nicht mehr gültig sind. Daher wird während des Zeitraums, in dem übliche Routen definiert werden, und während jeder Nutzung des Fahrzeugs jede Route gespeichert und analysiert, um festzustellen, ob sie als eine übliche Route definiert werden kann.
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Von Kasten 35 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 38, wo ein alternatives Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs während des aktuellen Fahrzyklus angewendet werden muss, da keine verfügbare Vorhersage des zukünftigen Betriebs vorliegt, obwohl erwartete Routen auf der Grundlage von Standarddaten verwendet werden könnten. Das Fahrzeug muss jedoch während der aktuellen Fahrt ohne den Vorteil einer tatsächlichen Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs betrieben werden.
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Wie zuvor endet das Verfahren bei Kasten 99, wenn ein Schlüssel-aus-Ereignis eintritt.
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Es versteht sich, dass die Parameter, die verwendet werden, um zu erkennen, ob ein Fahrzeug einer üblichen Route folgt, und damit die Parameter, die verwendet werden, um die Merkmale der üblichen Route zu definieren, nicht dieselben sein müssen, wie die Parameter, deren Kenntnis erforderlich ist, um eine bestimmte Funktion des Fahrzeugs zu verbessern. Zum Beispiel könnte ein Vergleich einer Lenkradstellung gegen die Zeit oder einer zurückgelegten Entfernung und eines Gangverhältnisses gegen die Zeit oder einer zurückgelegten Entfernung verwendet werden, um eine Korrelation zwischen einer aktuellen Route und einer der gespeicherten üblichen Routen festzustellen, aber die in der Zukunft erforderlichen Informationen könnten eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Gaspedalstellung sein, die ebenfalls gespeichert, aber nicht dafür verwendet werden, festzustellen, ob die aktuelle Route eine übliche Route ist. Zum Beispiel und ohne Einschränkung: Durch Verwenden einer Lenkradstellung und eines Gangverhältnisses kann festgestellt werden, dass sich das Fahrzeug aktuell auf einer üblichen Route befindet, und ermittelt werden, wo auf der üblichen Route sich das Fahrzeug befindet. Unter Verwendung dieser Informationen können die Fahrzeuggeschwindigkeit und Gaspedalstellung im Hinblick auf den vorhergesagten zukünftigen Betrieb des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt analysiert werden, um einen Zeitpunkt oder Punkt in der Entfernung ab dem Ausgangsort der Fahrt zu finden, an dem zu erwarten ist, dass das Fahrzeug für einen wesentlichen Zeitabschnitt bei nicht betätigtem Gaspedal verlangsamt, um diesen für ein zeitliches Einplanen eines Wiederaufladens einer Batterie des Fahrzeugs durch Umwandeln der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zu nutzen.
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Ein Verfahren, bei dem gespeicherte übliche Routen verwendet werden, um einen zukünftigen Betrieb eines Fahrzeugs vorherzusagen, wird hier im Folgenden als ein übliche Routen verwendendes Prädiktorverfahren (common route predictor method, CRPM) bezeichnet.
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2a und 2a zeigen eine spezielle Ausführungsform der Verwendung eines CRPM, wie sie bei dem in 3 gezeigten Fahrzeug 1 zur Anwendung kommt.
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Zu dem Fahrzeug 1 zählen ein Motor „E“, ein Abgasnachbehandlungssystem (exhaust aftertreatment system) „ATS“ für den Motor E, ein Batteriesystem „BS“, ein elektronisches Verarbeitungssystem (electronic processing system, EPS) 2, eine Fahrzeugüberwachungseinrichtung 3 zum Bereitstellen von Informationen für das EPS 2, die eine Anzahl von Fahrzeugparametern (VI bis Vn) betreffen, zum Beispiel und ohne Einschränkung: Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehmoment, Gangverhältnis, sowie eine Benutzerüberwachungseinrichtung 4 zum Bereitstellen von Informationen für das EPS 2, die eine Anzahl von Benutzerparametern (Ul bis Un) betreffen, zum Beispiel und ohne Einschränkung: Gaspedalstellung, Gaspedal-Änderungsrate, Bremspedalstellung, Stellung der Gangwahleinrichtung, Lenkungsdrehstellung und Lenkrad-Änderungsrate.
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Die Fahrzeugüberwachungseinrichtung 3 und die Benutzerüberwachungseinrichtung 4 verwenden Eingaben von Sensoren, die häufig in einem modernen Fahrzeug bereits vorhanden sind, um den Motor E des Fahrzeugs 1 effizient zu betreiben, Abgasemissionen aus dem Motor E des Fahrzeugs 1 zu regeln oder den Motor E des Fahrzeugs 1 automatisch anzuhalten und zu starten. Zum Beispiel und ohne Einschränkung: In dem Fall der Fahrzeugparameter können diese mithilfe eines Motordrehzahlsensors, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, eines ein angefordertes Drehmoment anzeigenden Sensors, eines Luftmassenstromsensors sowie anderer ähnlicher Sensoren überwacht werden, die verwendet werden, um Signale bereitzustellen, die den dynamischen Zustand des Fahrzeugs oder operativer Teile des Fahrzeugs anzeigen, wie beispielsweise des Motors, des Getriebes. In dem Fall der Benutzerparameter können diese mithilfe eines Gaspedalsensors, eines Bremspedalsensors, eines Kupplungspedalsensors, eines Gangwahleinrichtungssensors, eines Lenkraddrehstellungssensors sowie anderer ähnlicher Sensoren überwacht werden, die zum Bereitstellen von Signalen verwendet werden, die Fahrereingaben anzeigen.
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Es versteht sich, dass die tatsächlich benutzten Sensoren von der speziellen Konstruktion des verwendeten Fahrzeugs abhängen, und dass es nicht erforderlich ist, dass alle vorstehend erwähnten Sensoren verwendet werden. Darüber hinaus könnten bei einigen Ausführungsformen weitere, vorstehend nicht erwähnte Sensoren alternativ oder zusätzlich verwendet werden.
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Das EPS 2 weist eine Anzahl von Speichern „Ml“, „M2“, MTemp, eine Zentraleinheit (central processing unit) „CPU“ und einen Timer „T“ auf. Es versteht sich, dass das EPS 2 schematisch gezeigt wird und kein tatsächliches elektronisches Verarbeitungssystem darstellen soll.
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Der Speicher M1 wird zum Speichern der Betriebsmuster des Fahrzeugs für übliche Routen verwendet, die einem ersten Fahrer zugeordnet sind, und der Speicher M2 wird zum Speichern der Betriebsmuster des Fahrzeugs für übliche Routen verwendet, die einem zweiten Fahrer zugeordnet sind.
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Der Speicher MTemp wird zum Speichern von Informationen während eines aktuellen Fahrzyklus und darüber hinaus von Betriebsmustern aus früheren Fahrzyklen verwendet, die bis dahin noch nicht als eine übliche Route eingestuft wurden. Der Speicher MTemp wird periodisch von gespeicherten Informationen geleert bzw. diese werden gelöscht. Zum Beispiel und ohne Einschränkung: Wenn eine Route innerhalb eines vordefinierten Zeitabschnitts oder in einer vordefinierten Anzahl von Fahrzyklen nicht wiederholt wurde, wird angenommen, dass es unwahrscheinlich ist, dass sie zu einer üblichen Route wird, und daher muss sie nicht aufbewahrt werden und wird deshalb gelöscht.
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Das EPS 2 ist dafür eingerichtet, das Funktionieren eines oder mehrerer Funktionsmerkmale des Fahrzeugs 1 zu verbessern, und obwohl drei Merkmale F1, F2 und F3 gezeigt werden, versteht es sich, dass das Funktionieren von mehr oder weniger Merkmalen verbessert werden könnte.
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In dem Fall dieses Beispiels ist die Funktion F1 das Laden einer Batterie, die einen Teil des Batteriesystems BS bildet, F2 ist die Zufuhr von Reduktionsmittel zu einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die einen Teil des Abgasnachbehandlungssystems ATS bildet, und F3 ist die Regelung des Motors E, um eine Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu ermöglichen, die einen Teil des Abgasnachbehandlungssystems ATS bildet. Allen diesen Funktionen ist gemeinsam, dass es von Vorteil ist, zu wissen, wie die zukünftige Nutzung des Fahrzeugs 1 in dem aktuellen Fahrzyklus sein wird, um zu ermöglichen, dass sie effizienter oder mit einer geringeren negativen Auswirkung auf die Umwelt ausgeführt bzw. durchgeführt werden.
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Nochmals mit Bezug auf 2a: Das Verfahren beginnt bei Kasten 101 mit einem Schlüssel-ein-Ereignis und schreitet dann fort zu dem Kasten 105. In diesem Fall wird die Identität des Benutzers des Fahrzeugs 1 mithilfe eines Codes festgestellt, der in einem Key Fob (nicht gezeigt), der zum Aufschließen des Fahrzeugs 1 verwendet wird, mitgeführt wird, und daher ist die Identität des Benutzers des Fahrzeugs 1 beim Aufschließen des Fahrzeugs 1 sofort bekannt. Allerdings muss dies nicht der Fall sein, und die Identität des Benutzers könnte auf Grundlage der Weise festgestellt werden, auf die Variationen Operationen von dem Benutzer ausgeführt werden, oder wie Funktionen des Fahrzeugs zur Benutzung durch den Benutzer eingestellt werden. Zum Beispiel und ohne Einschränkung: die Stellung des Fahrersitzes, das Gewicht des Fahrers, die Anordnung von einem oder mehreren Spiegeln, die Auswahl einer bestimmten Radiostation, die Art der Beschleunigung oder Verlangsamung des Fahrzeugs, beispielsweise aggressiv oder graduell, könnten alle verwendet werden, um dazu beizutragen, festzustellen, ob der aktuelle Fahrer ein bekannter Benutzer des Fahrzeugs 1 ist.
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Die Identität eines Benutzers des Fahrzeugs 1 festzustellen, ist nützlich, da unterschiedliche Benutzer wahrscheinlich unterschiedliche übliche Routen verwenden, und darüber hinaus, da zwei Benutzer, die dieselbe Route fahren, wahrscheinlich unterschiedliche Betriebsmerkmale des Fahrzeugs erzeugen und es daher einfacher ist, eine Korrelation zwischen einer aktuell gefahrenen Route und einer gespeicherten üblichen Route herzustellen, wenn die Identität des Fahrers bekannt ist. Es versteht sich, dass, wenn die tatsächliche Nutzung des Fahrzeugs zum Erkennen des Benutzers verwendet wird, der Kasten 105 in der Abfolge von Ereignissen später angeordnet werden müsste, da das Fahrzeug 1 möglicherweise in Bewegung sein muss, um die Identität des Benutzers festzustellen.
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Zurück zu Kasten 105: Wenn die Identität des Benutzers nicht festgestellt werden kann, verzweigt sich das Verfahren zu Kasten 118 und von dort zu Kasten 155, dessen Beschreibung später behandelt wird, aber wenn die Identität des Benutzers in Kasten 105 festgestellt wird, schreitet das Verfahren fort zu Kasten 110, wo geprüft wird, ob für den aktuellen Benutzer irgendwelche üblichen Routen vorhanden sind. Wenn übliche Routen in dem entsprechenden Speicher M1, M2 vorhanden sind, schreitet das Verfahren fort zu Kasten 115, aber wenn sie nicht vorhanden sind, verzweigt sich das Verfahren zu Kasten 118 und von dort zu Kasten 155, dessen Beschreibung später behandelt wird.
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In Kasten 115 wird geprüft, ob sich das Fahrzeug 1 in einer Vorwärtsrichtung bewegt; ist dies nicht der Fall, springt das Verfahren zurück, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 in Kasten 115 erneut zu prüfen, und wenn sich das Fahrzeug 1 in einer Vorwärtsrichtung bewegt, schreitet das Verfahren von Kasten 115 fort zu Kasten 120, wo ein Timer wie beispielsweise der Timer T gestartet wird. Das Starten des Timers T bildet den Anfang eines Fahrzyklus, der fortdauert, bis der Timer T in Kasten 145 angehalten wird. Bei anderen Ausführungsformen beruhen der Anfangs- und Endpunkt eines Fahrzyklus jeweils auf einem Schlüssel-ein und Schlüssel-aus-Ereignis, und die Entfernung, die das Fahrzeug seit dem Schlüssel-ein-Ereignis zurückgelegt hat, wird als eine Bezugsskala verwendet.
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Von Kasten 120 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 125, wo charakteristische Parameter des Fahrzeugs 1 während der Nutzung überwacht werden. Tatsächlich beginnt das Überwachen der verschiedenen charakteristischen Parameter, die benötigt werden, um eine übliche Route zu erstellen oder zu ermitteln, ob das Fahrzeug 1 auf einer üblichen Route fährt, sobald der Timer T gestartet wird.
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Von Kasten 125 mit den verschiedenen Parametern, die nun überwacht und in dem temporären Speicher MTemp gespeichert werden, schreitet das Verfahren fort zu Kasten 130, um zu ermitteln, ob die aktuell gefahrene Route mit einer der gespeicherten üblichen Routen für den aktuellen Benutzer übereinstimmt. Bei diesem Schritt werden verschiedene charakteristische Parameter mit denselben Parametern verglichen, die als Teil der üblichen Route für dieselbe verstrichene Zeit oder für dieselbe zurückgelegte Entfernung gespeichert sind. Zum Beispiel könnte ein Vergleich von Fahrzeugparametern, wie beispielsweise Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit und Motorausgangsdrehmoment oder Motordrehmomentanforderung gegen die Zeit, um festzustellen, ob dieselben Parameter in der aktuellen Route vorhanden sind, mit einer der gespeicherten üblichen Routen für den aktuellen Benutzer vorgenommen werden.
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Es versteht sich, dass Toleranzbereiche auf diese Parameter angewendet werden könnten, um kleine Differenzen zwischen den aktuellen Werten und den als für die übliche Route charakteristisch aufbewahrten zu ermöglichen.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung von Fahrzeugparametern könnten Benutzerparameter verglichen werden. Zum Beispiel könnten Werte eines Lenkwinkels und einer Gaspedalstellung gegen die Zeit verglichen werden, oder eine Gangwahleinrichtungsstellung und eine Kupplungs- oder Bremspedalstellung gegen die Zeit könnten verglichen werden.
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Durch Verwenden einer Kombination aus Fahrzeugparametern und Benutzerparametern wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das Ergebnis eines positiven Vergleichs richtig ist.
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Wenn das Ergebnis des Vergleichs in Kasten 130 anzeigt, dass keine der aktuell gespeicherten üblichen Routen mit der aktuellen Route vergleichbar ist, verzweigt sich das Verfahren zu Kasten 132 und von dort zu Kasten 165, dessen Beschreibung später behandelt wird.
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Wenn jedoch in Abhängigkeit von dem aktuellen Benutzer des Fahrzeugs 1 eine vergleichbare übliche Route in dem Speicher M1 oder M2 gefunden wird, schreitet das Verfahren fort zu Kasten 135, wo angenommen wird, dass die gespeicherte übliche Route eine genaue Vorhersage des zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 für den aktuellen Fahrzyklus ist.
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Das bedeutet, Werte für verschiedene Fahrzeug- und Benutzerparameter können in der Zukunft auf Grundlage der als Teil der üblichen Route gespeicherten Werte vorhergesagt werden, und diese können in Entscheidungsprozessen verwendet werden, die zum Optimieren oder Verbessern des Funktionierens der Funktionen F1 bis F3 verwendet werden, die in dem Fall dieses Beispiels von der Ausgabe des EPS 2 beeinflusst werden.
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Es versteht sich, dass, wenn das Fahrzeug 1 von der üblichen Route abweicht, die in Kasten 135 bereitgestellte Zukunftsvorhersage nicht möglich ist, und die Regeneration daher auf eine andere Weise gesteuert werden muss. In einem derartigen Fall könnte das Verfahren von Kasten 135 zu Kasten 170 springen bzw. fortschreiten.
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Allerdings schreitet das Verfahren dann normalerweise von Kasten 135 fort zu Kasten 140, um zu prüfen, ob ein Schlüssel-aus-Ereignis eingetreten ist, und wenn nicht, kehrt das Verfahren zurück zu Kasten 135, um damit fortzufahren, die gespeicherte übliche Route als einen Prädiktor für zukünftige Ereignisse zu verwenden, und dieser Prozess wird fortgesetzt, bis das Fahrzeug 1 das endgültige Ziel des aktuellen Fahrzyklus erreicht hat und ein Schlüssel-aus-Ereignis eintritt. Daher können nahe dem Ende eines Fahrzyklus auftretende Ereignisse, egal, ob es sich dabei um Fahrzeugparameter-Ereignisse oder Benutzerparameter-Ereignisse handelt, vorhergesagt werden, sobald in Kasten 130 eine Bestätigung erfolgt, dass die aktuelle Route mit einer bestimmten aus den gespeicherten üblichen Routen vergleichbar ist.
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Wenn das Ende des aktuellen Fahrzyklus eintritt, wie durch ein Schlüssel-aus-Ereignis angezeigt, schreitet das Verfahren von Kasten 140 fort zu Kasten 145, und der Timer T wird angehalten. Alle Daten der eben beendeten Route werden dann verwendet, um die Vorlage für die übliche Route zu verfeinern, was bedeutet, dass alle kleinen Abweichungen beim Auftreten tatsächlicher Ereignisse im Vergleich zu denen, deren Auftreten vorhergesagt wurde, verwendet werden, um die Vorlage für die übliche Route anzupassen, zum Beispiel durch Ändern der für das Finden eines positiven Vergleichs zulässigen Toleranzen oder durch Anpassen der in der Vorlage für die übliche Route gespeicherten vorhergesagten Werte auf Grundlage der neu erstellten Aufzeichnung.
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Das Verfahren endet dann bei Kasten 199.
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Nochmals mit Bezug auf Kasten 118: Das Verfahren schreitet von dem Kasten 118 zu dem Kasten 155 fort, und dieser Übergang erfolgt, da entweder die Identität des Fahrers nicht festgestellt werden kann oder keine gespeicherten üblichen Routen für den aktuellen Fahrer vorliegen.
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In Kasten 155 wird geprüft, ob sich das Fahrzeug 1 in einer Vorwärtsrichtung bewegt; ist dies nicht der Fall, springt das Verfahren zurück, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 in Kasten 155 erneut zu prüfen, und wenn sich das Fahrzeug 1 in einer Vorwärtsrichtung bewegt, schreitet das Verfahren von Kasten 155 fort zu Kasten 160, wo ein Timer wie beispielsweise der Timer T gestartet wird. Das Starten des Timers T bildet den Anfang eines Fahrzyklus, der fortdauert, bis der Timer T in Kasten 180 angehalten wird.
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Von Kasten 160 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 165, wo charakteristische Parameter des Fahrzeugs während der Benutzung überwacht und gespeichert werden, zum Beispiel in dem temporären Speicher MTemp. Tatsächlich beginnt das Überwachen der verschiedenen charakteristischen Parameter, die zum Erstellen einer üblichen Route erforderlich sind, sobald der Timer T gestartet wird. Dieser Schritt wird verwendet, um mit dem Erstellen der Bibliothek üblicher Routen für den aktuellen Benutzer zu beginnen, wenn der Benutzer bekannt ist, oder ist für eine potenzielle zukünftige Verwendung gedacht, wenn ein aktuell nicht erkannter Benutzer regelmäßig das Fahrzeug verwendet. Der Kasten 165 wird auch von Kasten 130 aus erreicht, wenn festgestellt wird, dass die aktuelle Route des Fahrzeugs 1 nicht mit einer der gespeicherten üblichen Routen vergleichbar ist.
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Von Kasten 165 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 170, wo in diesem Fall eine Anzahl gespeicherter Standardrouten verwendet wird, um den zukünftigen Betrieb des Fahrzeugs 1 auf kurze Sicht vorherzusagen. Die Standardrouten definieren den erwarteten Betrieb des Fahrzeugs, wenn es in definierten Szenarien betrieben wird, wie zum Beispiel im Innenstadtverkehr, im Stadtverkehr, auf einer Autobahn. Durch Durchführen umfangreicher Untersuchungen können derartige Standardrouten erstellt werden, die die kurzfristige Vorhersage zukünftiger Ereignisse ermöglichen, die verwendet werden soll, um zum Verbessern des Funktionierens der Funktionen F1 bis F3 beizutragen, die mit dem EPS 2 in Zusammenhang stehen.
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Von Kasten 170 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 175, wo das Auftreten eines Schlüssel-aus-Ereignisses geprüft wird. Wenn kein Schlüssel-aus-Ereignis aufgetreten ist, kehrt das Verfahren zurück zu Kasten 170.
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Daher kann in dem Fall, in dem Standardrouten verwendet werden, eine kurzfristige Vorhersage eines zukünftigen Fahrzeugbetriebs bereitgestellt werden, sofern der aktuelle Fahrzyklus fortdauert, wie durch den Pfeil gezeigt wird, der von Kasten 175 zu Kasten 170 zurückführt.
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Wenn ein Schlüssel-aus-Ereignis auftritt, schreitet das Verfahren von Kasten 175 fort zu Kasten 180, wo der Timer T angehalten wird, und schreitet anschließend fort zu Kasten 185, wo die gerade beendete Route analysiert wird, um herauszufinden, ob eine vergleichbare Route bereits öfter als eine vordefinierte Anzahl (X) von Malen aufgetreten ist. Wenn dieselbe Route öfter als X Male gefahren wurde, wird sie in einem der Speicher M1, M2 als eine übliche Route für den aktuellen Fahrer gespeichert, wenn die Identität des Fahrers bekannt ist, oder wird in dem temporären Speicher MTemp für zukünftige Vergleiche gespeichert.
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Nach Kasten 185 schreitet das Verfahren über Kasten 190 fort zu Kasten 199, wo es endet.
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Daher wird, zusammenfassend ausgedrückt, durch die Erfindung vorgeschlagen, charakteristische Fahrzeugparameter und/oder Benutzerparameter zum Erstellen einer Anzahl üblicher Routen zu verwenden, die zum Vorhersagen eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs verwendet werden können, sobald bestätigt wurde, dass eine aktuell gefahrene Route mit einer der üblichen Routen vergleichbar ist.
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Das Verfahren könnte außerdem umfassen, sich zu merken, wo das Fahrzeug zuletzt angehalten hat, und dieses zu verwenden, um das Erkennen, ob sich das Fahrzeug auf einer üblichen Route befindet, zu beschleunigen. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel zuletzt bei einem Supermarkt angehalten hat, führt die nächste Route wahrscheinlich von dem Supermarkt nach Hause, und daher kann diese übliche Route zuerst überprüft werden.
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In ähnlicher Weise führt, wenn die letzte Route von der Arbeit nach Hause führte, die nächste Route wahrscheinlich von zu Hause zurück zur Arbeit, und daher könnte diese zuerst überprüft werden.
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Einer der Vorteile einer Verwendung eines derartigen Vorhersageverfahrens besteht darin, dass der zukünftige Betrieb ohne das Eingreifen des Benutzers des Fahrzeugs automatisch vorhergesagt werden kann. Ein weiterer Vorteil einer Verwendung eines CRPM besteht darin, dass das Überwachen sowohl der Fahrzeug- als auch der Benutzerparameter mithilfe von Sensoren vorgenommen werden kann, die häufig bereits zu anderen Zwecken in dem Fahrzeug vorhanden sind, und daher lässt sich die Erfindung in vielen Fällen mit geringen Zusatzkosten realisieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein CRPM bei Fahrzeugen ohne Navigationssystem oder in Ländern angewendet werden kann, wo noch keine detaillierte digitale Straßenkartierung erfolgt ist.
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Noch ein weiterer Vorteil der Verwendung eines derartigen CRPM liegt darin, dass, sobald festgestellt wurde, dass ein Fahrzeug eine übliche Route fährt, der Betrieb des Fahrzeugs für den Rest der Route vorhergesagt werden kann.
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Insbesondere mit Bezug auf 4: Es wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum vorbeugenden Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators gezeigt, der dafür eingerichtet ist, Abgas aus einem Magermotor erhalten.
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Das Verfahren 200 beginnt in Kasten 210, bei dem es sich um ein Schlüssel-ein für ein Fahrzeug wie beispielsweise das Fahrzeug 1 handelt, das den in mageren und fetten Modi betreibbaren Motor E aufweist, mit dem der NOx-Speicherkatalysator (LNT), der einen Teil des Nachbehandlungssystems ATS für den Motor E bildet, verbunden ist, um von diesem Abgas zu erhalten.
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Von Schritt 210 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 215, wo die Route erkannt wird, der das Fahrzeug 1 aktuell folgt. Dieses Erkennen könnte mithilfe beliebiger geeigneter Mittel erfolgen, wird aber bevorzugt mithilfe einer Technik vorgenommen, die einen Teil eines übliche Routen verwendenden Prädiktorverfahrens (CRPM) bildet, wie beispielsweise des vorstehend mit Bezug auf 1 bis 2b beschriebenen CPRM.
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Von Kasten 215 schreitet das Verfahren fort zu Kasten 220, wo eine Vorhersage des zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 und insbesondere des zukünftigen Betriebs des Motors E verwendet wird, um zu folgern oder vorherzusagen, ob wahrscheinlich ein Schlupf von NOx aus dem LNT auftreten wird. Diese Vorhersage könnte mithilfe einer beliebigen geeigneten Technik erfolgen, wird aber bevorzugt mithilfe eines CRPM vorgenommen, wie beispielsweise des vorstehend mit Bezug auf 1 bis 2b beschriebenen CRPM.
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Ein Schlupf von NOx aus dem LNT tritt mit größerer Wahrscheinlichkeit auf, wenn sich der LNT mit NOx füllt, und wenn:
- i/ ein Abfall eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Lambda λ) vorliegt oder
- ii/ eine Zunahme einer Abgastemperatur vorliegt oder
- iii/ eine große Veränderung eines Abgasmassenstroms vorliegt.
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In Kasten 220 wird eine Schätzung des aktuellen Niveaus von in dem LNT angelagertem NOx zum Beispiel und ohne Einschränkung unter Verwendung eines Modells für das NOx erstellt, das in dem LNT gespeichert wurde, seit die letzte Regeneration stattfand. Diese Schätzung wird dann verwendet, um festzustellen, ob wahrscheinlich ein Schlupf auftreten wird. Es versteht sich, dass mit einem zunehmenden Niveau von in dem LNT gespeichertem NOx die Wahrscheinlichkeit eines Schlupfes von NOx zunimmt, und dass Änderungen der Faktoren i bis iii, die zum Erzeugen von Schlupf erforderlich sind, verringern werden.
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Daher wird in Kasten 220 ausgehend von der Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 geprüft, ob das Niveau von in dem LNT angelagertem NOx so hoch ist, dass ein Schlupf auftreten könnte, und darüber hinaus, ob hinsichtlich mindestens eines Betriebsfaktors i bis iii des Motors vorhergesagt wird, dass er während des aktuellen Fahrzyklus in ausreichender Größe auftritt.
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Das Verfahren schreitet dann fort zu Kasten 225, wo geprüft wird, ob auf Grundlage des aktuellen Niveaus von NOx in dem LNT und mindestens eines der Faktoren i bis iii wahrscheinlich ein Schlupf von NOx aus dem LNT auftritt. Das bedeutet, die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schlupf auftritt, liegt über einem vordefinierten Niveau wie zum Beispiel 60 %.
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Wenn bei der Prüfung in Kasten 225 ein Auftreten eines Schlupfes von NOx aus dem LNT erwartet wird, schreitet das Verfahren von Kasten 225 fort zu Kasten 230, andernfalls kehrt es zurück zu Kasten 220.
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In Kasten 230 wird geprüft, ob ausgehend von der Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 in der nahen Zukunft eine bevorstehenden Gelegenheit zu erwarten ist, den LNT auf eine vorteilhafte Weise zu regenerieren. Es versteht sich, dass diese Gelegenheit zur Regeneration vor dem erwarteten Auftreten des Schlupfes von NOx aus dem LNT vorhanden sein muss.
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Wie zuvor kann bei dieser Vorhersage jede geeignete Technik verwendet werden, aber bevorzugt wird ein CRPM verwendet.
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In dem Fall dieses Beispiels besteht die Regeneration des LNT in dem Abführen von NOx aus dem LNT, um einen Schlupf von NOx zu vermeiden. In dem Fall einer LNT-Reinigung ist es erforderlich, dass das Abgas fetter als stöchiometrisch ist und bevorzugt ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda (λ) kleiner als eins (λ < 1) aufweist. Es ist außerdem erforderlich, CO zuzuführen, um das gespeicherte NOx zu reduzieren und freizusetzen.
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Um dies auf die vorteilhafteste Weise vorzunehmen, was bedeutet, wenn der Nachteil hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs am geringsten ist, ist es am besten, die Reinigung durchzuführen, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bereits niedrig ist. Ein niedriges Luft-Kraftstoff-Verhältnis tritt auf, wenn die Motorlast hoch ist und daher eine große Drehmomentanforderung von dem Motor E erfolgt. Bevorzugt ist auch die Drehzahl des Motors E niedrig, wenn die Reinigung ausgeführt wird, da dadurch der Massenstrom und damit die Gasgeschwindigkeit des den LNT passierenden Abgases verringert wird, wodurch der Umwandlungswirkungsgrad des Regenerationsprozesses verbessert wird.
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Daher schreitet in Kasten 230, wenn aus der Vorhersage eines zukünftigen Betriebs gefolgert werden kann, dass eine Möglichkeit besteht, den LNT auf eine vorteilhafte Weise zu reinigen, das Verfahren fort zu Kasten 235, wo der LNT gereinigt wird, wenn die vorteilhaften Bedingungen auftreten. Die günstige Gelegenheit kann mit dem Schlupfrisiko zusammenfallen, und daher würde eine Reinigung zu dieser Zeit erfolgen. Es versteht sich, dass durch die Reinigung nicht notwendigerweise alles in dem LNT angelagerte NOx entfernt wird, da die Länge der in dem aktuellen Zeitfenster verfügbaren Zeit kürzer sein kann als die, die erforderlich ist, um im Wesentlichen alles angelagerte NOx zu entfernen; dennoch wird durch die Reinigung die Wahrscheinlichkeit, dass in der nahen Zukunft ein NOx-Schlupf aus dem LNT auftritt, wesentlich verringert oder beseitigt.
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Wenn die Reinigung beendet ist, schreitet das Verfahren von Kasten 235 fort zu Kasten 240, um zu prüfen, ob ein Schlüssel-aus-Ereignis aufgetreten ist.
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In Kasten 240 endet das Verfahren, wenn ein Schlüssel-aus-Ereignis aufgetreten ist, wie durch Kasten 299 gezeigt, und andernfalls kehrt es zurück zu Kasten 220, wie durch den Kasten 270 gezeigt.
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Nochmals mit Bezug auf Kasten 230: Wenn keine Gelegenheiten erwartet werden, den LNT auf eine vorteilhafte Weise zu reinigen, verzweigt sich das Verfahren zu Kasten 250, um zu prüfen, ob der LNT gereinigt werden muss. Es versteht sich, dass in Kasten 220 unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten für das Auftreten eines Schlupfes vorhanden sind, abhängig von dem Niveau von aktuell in dem LNT angelagertem NOx. In Kasten 250 ist es erforderlich, wenn das Niveau von angelagertem NOx über einem vordefinierten Niveau liegt oder bereits ein Hinweis dafür vorliegt, dass ein Schlupf aufzutreten beginnt, den LNT zu reinigen, selbst wenn dies einen Nachteil hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs nach sich zieht, der größer als erwünscht ist. Wenn jedoch die Möglichkeit eines Auftretens von NOx-Schlupf niedriger ist als beispielsweise 60 %, ist es möglich, eine Reinigung aufzuschieben, und so kehrt das Verfahren zu Kasten 220 zurück, um erneut die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens von NOx-Schlupf zu prüfen.
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Besteht jedoch eine dringende Notwendigkeit, den LNT zu reinigen (Wahrscheinlichkeit > 90 %), schreitet das Verfahren von Kasten 250 fort zu Kasten 260, und ein Abführen von NOx aus dem LNT findet statt, obwohl dies einen Nachteil hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs nach sich zieht. Wie zuvor entfernt die Reinigung möglicherweise nicht alles in dem LNT angelagerte NOx, sondern verringert es nur auf ein akzeptableres Niveau, um die Wahrscheinlichkeit eines in der nahen Zukunft auftretenden NOx-Schlupfes aus dem LNT wesentlich zu verringern.
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Wenn die Reinigung beendet ist, schreitet das Verfahren von Kasten 260 fort zu Kasten 265, um zu prüfen, ob ein Schlüssel-aus-Ereignis aufgetreten ist.
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Wenn bei der Prüfung in Kasten 265 ein Schlüssel-aus-Ereignis aufgetreten ist, endet das Verfahren, wie bei Kasten 299 gezeigt, und andernfalls kehrt es zurück zu Kasten 220, wie durch Kasten 270 gezeigt.
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Insbesondere mit Bezug auf 3: Das elektronische Verarbeitungssystem 2 ist dafür eingerichtet, eine Regeneration des LNT, der einen Teil des Nachbehandlungssystems ATS für den Motor E bildet, zeitlich einzuplanen und zu steuern.
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Das elektronische Verarbeitungssystem 2 ist derart betreibbar, dass es eine Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 verwendet, um die Wahrscheinlichkeit eines NOx-Schlupfes aus dem LNT während des aktuellen Fahrzyklus zu schätzen. Wenn ein Auftreten eines NOx-Schlupfes aus dem LNT in dem aktuellen Fahrzyklus erwartet wird, ist das elektronische Verarbeitungssystem 2 derart betreibbar, dass es die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 verwendet, um zu folgern, ob irgendwelche bevorstehenden Gelegenheiten vorhanden sind, den LNT auf eine vorteilhafte Weise zu regenerieren, bevor der vorhergesagte Schlupf auftritt. Wenn sich herausstellt, dass derartige günstige Gelegenheiten vorhanden sind, ist das elektronische Verarbeitungssystem 2 derart betreibbar, dass es eine Regeneration des LNT für die nächste günstige Gelegenheit zeitlich einplant. Es versteht sich, dass die tatsächliche Steuerung der Reinigung von dem elektronischen Verarbeitungssystem 2 oder von einem oder mehreren anderen elektronischen Verarbeitungssystemen ausgeführt werden könnte, mit denen das elektronische Verarbeitungssystem 2 Daten austauscht.
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Das elektronische Verarbeitungssystem 2 ist in diesem Fall ferner derart betreibbar, dass es die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs erstellt, aber bei anderen Ausführungsformen könnte ein separates elektronisches Verarbeitungssystem verwendet werden, um die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 und/oder des Motors E zu erstellen.
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Bevorzugt wird ein CRPM verwendet, um die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 und/oder des Motors E zu erstellen.
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Zusammenfassend ausgedrückt wird daher durch Verwenden einer Vorhersage eines zukünftigen Betriebs eines Fahrzeugs und insbesondere des Betriebs eines Motors eines Fahrzeugs vorgeschlagen, zu schätzen, ob ein Auftreten eines NOx-Schlupfes aus einem NOx-Speicherkatalysator wahrscheinlich ist, und darüber hinaus, ob eine Gelegenheit besteht, NOx vor dem vorhergesagten Auftreten des Schlupfes auf eine vorteilhafte Weise aus dem NOx-Speicherkatalysator abzuführen, um die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines NOx-Schlupfes zu verringern oder zu beseitigen.
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Obwohl bevorzugt ein CRPM verwendet wird, um die Vorhersage eines zukünftigen Betriebs des Fahrzeugs/Motors zu erstellen, wäre ein Verwenden anderer Vorhersageverfahren möglich.
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Fachleute werden verstehen, dass die Erfindung, obwohl sie beispielhaft mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, und dass alternative Ausführungsformen konstruiert werden könnten, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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