DE102016211528A1 - Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb - Google Patents

Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb Download PDF

Info

Publication number
DE102016211528A1
DE102016211528A1 DE102016211528.6A DE102016211528A DE102016211528A1 DE 102016211528 A1 DE102016211528 A1 DE 102016211528A1 DE 102016211528 A DE102016211528 A DE 102016211528A DE 102016211528 A1 DE102016211528 A1 DE 102016211528A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
egr
internal combustion
combustion engine
power
dead time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016211528.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Roman Messing
Joachim Hahn
Dirk Christian Leinhos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016211528.6A priority Critical patent/DE102016211528A1/de
Publication of DE102016211528A1 publication Critical patent/DE102016211528A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B60W20/16—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect for reducing engine exhaust emissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/24—Control of the engine output torque by using an external load, e.g. a generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045—Detection of accelerating or decelerating state
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs mit einem Abgasrückführungs-, kurz AGR, System beschrieben, wobei das AGR-System eine AGR-Totzeit aufweist. Das Verfahren umfasst, in Reaktion auf eine Änderung einer von dem Verbrennungsmotor geforderten Leistung von einer Ausgangs-Leistung auf eine Ziel-Leistung, das Ansteuern eines AGR-Ventils des AGS-Systems während der AGR-Totzeit, um eine Menge an rückgeführten Abgasen in Vorbereitung auf die geforderte Ziel-Leistung zu ändern. Außerdem umfasst das Verfahren das Veranlassen von ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen, so dass während der AGR-Totzeit der Verbrennungsmotor eine Zwischen-Leistung erbringt, die von der Ziel-Leistung abweicht; oder das Ansteuern einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs, so dass während der AGR-Totzeit die elektrische Maschine die Ziel-Leistung erbringt und der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Einstellung bzw. Anpassung des Lastpunktes eines Verbrennungsmotors mit Abgasrückführung (AGR) bei einem dynamischen Betrieb des Verbrennungsmotors.
  • In einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor wird Abgasrückführung (AGR) dazu verwendet, um den Verbrauch des Verbrennungsmotors, die Klopfneigung des Verbrennungsmotors und/oder die Temperatur von Abgasen des Verbrennungsmotors zu reduzieren. Die Verbrauchsvorteile resultieren im Teillastbereich des Verbrennungsmotors aus der Entdrosselung des Verbrennungsmotors, aus der Anhebung des Isentropenexponenten der Arbeitsgase im Verbrennungsmotor und aus verbesserten Stoffwerten der Arbeitsgase des Verbrennungsmotors. Die erhöhte Wärmekapazität der Arbeitsgase führt zu einer Absenkung der Verbrennungstemperaturen im Verbrennungsmotor und verringert so das Auftreten von Selbstzündungseffekten (und somit von Klopfen). Des Weiteren können durch die Abgasrückführung verbrauchsoptimale Betriebspunkte des Verbrennungsmotors eingestellt werden.
  • Die externe Abgasrückführung kann konstruktiv auf unterschiedliche Arten, insbesondere durch Hochdruck-AGR oder Niederdruck-AGR, umgesetzt werden. Im Falle der Hochdruck-AGR wird das Abgas typischerweise im Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors bzw. bei turboaufgeladenen Motoren vor dem Abgasturbolader entnommen und entweder vor oder nach der Drosselklappe eingeleitet und mit der Ladeluft vermischt und das Arbeitsgas zu bilden. Das zurückgeführte Abgas wird in der Regel vor der Zumischung zur Ladeluft gekühlt. Zur Regelung der rückgeführten Abgasmasse wird ein AGR-Regelventil verwendet, welches vor oder nach dem Kühler des AGR-Systems positioniert werden kann. Im Falle der Niederdruck-AGR wird das Abgas nach der Turbine des Turboladers, entweder vor oder nach dem motornahen Katalysator, entnommen und vor dem Verdichter des Turboladers zugeführt. Wie auch bei der Hochdruck-AGR wird das Abgas vor der Einleitung gekühlt. Die Regelung der AGR-Rate (d.h. des Anteils an Abgasen im Arbeitsgas) erfolgt über ein AGR-Regelventil, welches vor oder nach dem AGR-Kühler positioniert wird.
  • Die Abgasrückführung weist typischerweise eine relativ hohe Trägheit hinsichtlich der Regelung der rückgeführten Abgasmasse auf. Die Ursache für diese Trägheit ist das Raum-Volumen zwischen dem AGR-Regelventil und den Einlassventilen des Verbrennungsmotors und die sich in dem Raum-Volumen befindliche Menge an Abgasen, die von dem Verbrennungsmotor umgesetzt werden muss, bevor die am AGR-Regelventil veränderte AGR-Rate im Brennraum bzw. Zylinder des Verbrennungsmotors wirksam werden kann. Dabei steigt die Totzeit des AGR-Systems mit steigendem Raum-Volumen an. Insbesondere im Falle der Niederdruck-AGR können dabei das Raum-Volumen und damit die AGR-Totzeit bzw. Trägheit relativ groß sein.
  • Die Trägheit der Abgasrückführung kann bei relativ schnellen Betriebspunktwechseln, insbesondere bei einer Lastreduktion, eines Verbrennungsmotors zu Problemen führen. Bei relativ hoher Last werden typischerweise relativ hohe AGR-Raten verwendet, während bei relativ niedriger Last typischerweise relativ niedrige AGR-Raten verwendet werden. Aufgrund der Trägheit der Abgasrückführung können jedoch direkt im Anschluss an eine Lastreduktion noch relativ hohe Mengen von Abgasen in der Luftzuführungsleitung des Verbrennungsmotors vorhanden sein. Dies kann zu einem nicht-optimalen Betrieb des Verbrennungsmotors und ggf. zu Verbrennungsaussetzern des Verbrennungsmotors führen.
  • Aus DE 10 2014 109 805 A1 ist ein Abgasrückführungs-System bekannt, welches parallel zur Luftzuführungsleitung des Verbrennungsmotors eine Bypassleitung aufweist, die ausschließlich mit Frischluft gefüllt ist. Diese Bypassleitung zweigt stromaufwärts der AGR-Einleitstelle aus der Luftzuführungsleitung ab und mündet stromabwärts der Motordrosselklappe wieder in die Luftzuführungsleitung. Entsprechend der Luftzuführung kann auch die Bypassleitung durch ein Regelventil geöffnet und geschlossen werden. Im Falle einer Lastreduktion kann die Motordrosselklappe der Luftzuführungsleitung geschlossen und das Regelventil der Bypassleitung geöffnet werden, wodurch dem Verbrennungsmotor über die Bypassleitung relativ schnell Frischluft zugeführt werden kann und somit Aussetzer des Verbrennungsmotors verhindert werden können. Das in DE 10 2014 109 805 A1 beschriebene AGR-System erfordert jedoch zusätzliche Hardware-Komponenten wie eine Bypassleitung und ein Bypassventil sowie einen erhöhten Regelaufwand, und ist somit mit zusätzlichen Kosten verbunden.
  • Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine Steuereinheit bereitzustellen, durch die ein Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung auch bei Laständerungen in zuverlässiger und Verbrauchs-optimaler Weise betrieben werden kann. Dabei sollen bauliche Veränderung des Abgasrückführungs-Systems vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors (z.B. eines Dieselmotors oder eines Ottomotors) eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenkraftfahrzeugs) mit einem Abgasrückführungs-(AGR)System beschrieben. Das AGR-System weist eine AGR-Totzeit zur Anpassung einer Menge von Abgasen in einem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors auf. Dabei hängt die AGR-Totzeit von einem Raum-Volumen des AGR-Systems zur Aufnahme von Abgasen zwischen einem AGR-Ventil und einem Eingang des Verbrennungsmotors ab. Beispielsweise kann das Fahrzeug einen Turbolader umfassen, der durch Abgase des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Das AGR-System kann dann derart ausgebildet sein, dass Abgase stromabwärts von dem Turbolader über ein AGR-Ventil zum Eingang des Verbrennungsmotors rückgeführt werden. In einem solchen Fall, können das Raum-Volumen zwischen AGR-Ventil und damit die AGR-Totzeit relativ groß sein.
  • Das AGR-System kann derart betrieben werden, dass die Menge von Abgasen in dem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der von dem Verbrennungsmotor geforderten Leistung angepasst wird. Dabei kann die Menge von Abgasen mit steigender geforderter Leistung ansteigen (und umgekehrt). Folglich kann es bei Laständerungen dazu kommen, dass das Arbeitsgas am Eingang des Verbrennungsmotors eine inkorrekte Menge von Abgasen aufweist.
  • Es kann detektiert werden, dass eine (sprunghafte) Änderung einer von dem Verbrennungsmotor geforderten Leistung (d.h. einer Last) von einer Ausgangs-Leistung auf eine Ziel-Leistung erfolgt. Dabei kann die Änderung der geforderten Leistung von einer Änderung einer Auslenkung eines Fahrpedals des Fahrzeugs abhängen. Die Änderung der geforderten Leistung kann dabei eine Änderung des von dem Verbrennungsmotor geforderten Drehmoments umfassen.
  • Das Verfahren umfasst das Ansteuern des AGR-Ventils während der AGR-Totzeit nach Änderung der geforderten Leistung, um eine Menge an rückgeführten Abgasen in Vorbereitung auf die geforderte Ziel-Leistung zu ändern. Dabei kann die Ziel-Leistung kleiner als die Ausgangs-Leistung sein, und das AGR-Ventil kann angesteuert werden, um die Menge an rückgeführten Abgasen zu reduzieren. Beispielsweise kann das AGR-Ventil während der AGR-Totzeit geschlossen werden. Alternativ kann das AGR-Ventil bereits während der AGR-Totzeit angesteuert werden, um eine Menge an rückgeführten Abgasen im Arbeitsgas des Verbrennungsmotors zur Erbringung der Ziel-Leistung bereitzustellen. Somit kann die Menge an rückgeführten Abgasen während der AGR-Totzeit auf den Betrieb des Verbrennungsmotors mit der Ziel-Leistung vorbereitet werden.
  • Außerdem umfasst das Verfahren das Veranlassen von ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen, so dass während der (typischerweise gesamten) AGR-Totzeit der Verbrennungsmotor eine Zwischen-Leistung erbringt, die von der Ziel-Leistung abweicht. Mit anderen Worten, der Verbrennungsmotor kann während der gesamten AGR-Totzeit mit einer Zwischen-Leistung betrieben werden, die von der Ziel-Leistung abweicht. Beispielsweise kann die Zwischen-Leistung zwischen der Ausgangs-Leistung und der Ziel-Leistung liegen. Insbesondere kann die Zwischen-Leistung näher an der Ausgangs-Leistung als an der Ziel-Leistung liegen. Wenn die Ziel-Leistung kleiner ist als die Ausgangs-Leistung, so kann die Zwischen-Leistung über der Ziel-Leistung liegen. Es kann somit eine Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors erfolgen. Andererseits kann die Zwischen-Leistung unter der Ziel-Leistung liegen, wenn die Ziel-Leistung höher als die Ausgangs-Leistung ist. Es kann somit eine Lastpunktabsenkung des Verbrennungsmotors erfolgen.
  • Ein Verbrennungsmotor kann eine Lastgrenze aufweisen, unterhalb der die Verträglichkeit von AGR signifikant (insbesondere sprunghaft) abnimmt. Diese Lastgrenze kann relativ klein sein. An der Lastgrenze sollte die AGR-Rate für einen stabilen Betrieb des Verbrennungsmotors (sprunghaft) reduziert werden. Für Ziel-Leistungen unterhalb der Lastgrenze kann die Zwischen-Leistung bei der Lastgrenze des Verbrennungsmotors liegen.
  • Die ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen können z.B. umfassen: das Erhöhen oder das Reduzieren der Last einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Komponente, insbesondere einer Pumpe und/oder einer als Generator betriebenen elektrischen Maschine, des Fahrzeugs; das Erhöhen oder das Reduzieren eines Fahrwiderstands des Fahrzeugs (z.B. durch Betätigen von Reibbremsen); und/oder das Erhöhen oder das Reduzieren von mechanischen Verlusten in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs (z.B. durch einen schlupfenden Betrieb einer Kupplung). Insbesondere können so bei einer reduzierten Ziel-Leistung Maßnahmen ergriffen werden, um den Verbrennungsmotor zusätzlich zu belasten und um so den Lastpunkt des Verbrennungsmotors anzuheben.
  • Alternativ umfasst das Verfahren das Ansteuern zumindest einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs, so dass während der (typischerweise gesamten) AGR-Totzeit nach Änderung der geforderten Leistung die elektrische Maschine die Ziel-Leistung erbringt und der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist. So können die in dem Raum-Volumen des AGR-Systems eingeschlossenen Abgase in effizienter Weise durch den Brennraum des Verbrennungsmotors aus dem Raum-Volumen geleitet werden.
  • Das Verfahren kann weiter umfassen, nach Ablauf der AGR-Totzeit, das Betreiben des Verbrennungsmotors, so dass der Verbrennungsmotor die Ziel-Leistung erbringt. Mit anderen Worten, der Verbrennungsmotor kann erst nach Ablauf der AGR-Totzeit (ausgehend von dem Zeitpunkt der Änderung der geforderten Leistung) mit der Ziel-Leistung betrieben werden. Im Anschluss an die AGR-Totzeit kann das AGR-Ventil dann angesteuert werden, um eine Menge an rückgeführten Abgasen im Arbeitsgas des Verbrennungsmotors zur Erbringung der Ziel-Leistung bereitzustellen. So kann nach Ablauf der AGR-Totzeit ein Verbrauchs-optimaler Betrieb gewährleistet werden.
  • Das Verfahren ermöglicht auch bei sprunghaften Laständerungen einen Verbrauchs-effizienten und zuverlässigen Betrieb eines Verbrennungsmotors mit AGR (ohne bauliche Änderungen des AGR-Systems).
  • Das Fahrzeug kann einen elektrischen Energiespeicher (z.B. eine Batterie) zur Speicherung von elektrischer Energie umfassen. Die ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen können das Ansteuern der elektrischen Maschine umfassen, um zumindest einen Teil der Residual-Leistung zu erbringen oder abzunehmen (wobei die Residual-Leistung der Differenz aus Zwischen-Leistung und Ziel-Leistung entspricht). Der elektrische Energiespeicher kann eingerichtet sein, elektrische Energie für den Betrieb der elektrischen Maschine bereitzustellen und/oder von der elektrischen Maschine generierte elektrische Energie zu speichern. Das Verfahren kann dann umfassen, das Ermitteln von Ladezustandsdaten in Bezug auf einen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers. Die elektrische Maschine kann dann in Abhängigkeit von den Ladezustandsdaten angesteuert werden, um die Residual-Leistung zu erbringen oder abzunehmen (und ggf. den Energiespeicher zu laden) oder um die Ziel-Leistung zu erbringen (und den Energiespeicher zu entladen). So kann eine Verbrauchs-optimierte Lastpunkteinstellung des Verbrennungsmotors erfolgen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben, das einen Verbrennungsmotor mit einem AGR-System umfasst. Das AGR-System weist eine AGR-Totzeit zur Anpassung einer Menge von Abgasen in einem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors auf, wobei die AGR-Totzeit von einem Raum-Volumen des AGR-Systems zur Aufnahme von Abgasen zwischen einem AGR-Ventil und einem Eingang des Verbrennungsmotors abhängt.
  • Die Steuereinheit ist eingerichtet, in Reaktion auf eine Änderung einer von dem Verbrennungsmotor geforderten Leistung von einer Ausgangs-Leistung auf eine Ziel-Leistung, das AGR-Ventil während der AGR-Totzeit anzusteuern, um eine Menge an rückgeführten Abgasen in Vorbereitung auf die geforderte Ziel-Leistung zu ändern. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, ein oder mehrere lastbeeinflussende Maßnahmen zu veranlassen, so dass während der AGR-Totzeit der Verbrennungsmotor eine Zwischen-Leistung erbringt, die von der Ziel-Leistung abweicht (und typischerweise zwischen der Ausgangs-Leistung und der Ziel-Leistung liegt. Beispielsweise kann die Zwischen-Leistung der Ausgangs-Leistung entsprechen. Alternativ kann zumindest eine elektrische Maschine des Fahrzeugs angesteuert werden, so dass während der AGR-Totzeit die elektrische Maschine die Ziel-Leistung erbringt und der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit und/oder das in diesem Dokument beschriebene AGR-System umfasst.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
  • 1 ein beispielhaftes AGR-System eines Fahrzeugs; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit Abgasrückführung.
  • Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem Kosten-effizienten, zuverlässigen und Verbrauchs-optimalen Betrieb eines Verbrennungsmotors mit Abgasrückführung bei einem Lastwechsel.
  • 1 zeigt beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Insbesondere zeigt 1 einen Verbrennungsmotor 103, wobei Abgase 122 der Verbrennung über einen Ausgang 132 aus einem Brennraum des Verbrennungsmotors 103 gelangen. In den Figuren stellen die Pfeile mit durchgezogener Linie die Abgase 122 dar. Ein Anteil der Abgase 122 kann über einen AGR-(Abgasrückführung)Kühler 104 zu einem Eingang 131 des Verbrennungsmotors 103 zurückgeführt werden. Die Menge der zurückgeführten Abgase (d.h. die AGR-Rate) kann über ein AGR-Ventil 102 eingestellt werden. Das AGR-Ventil 102 kann durch eine Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 mittels ein oder mehrerer Steuersignale 121 gesteuert werden. Steuersignale 121 sind in den Figuren als Pfeile mit strich-punktierter Linie dargestellt. Die Abgasrückführung kann sowohl bei Dieselmotoren als auch bei Ottomotoren vorteilhaft sein, um Emissionen und/oder den Kraftstoff-Verbrauch zu reduzieren.
  • Der nicht rückgeführte Anteil der Abgase 122 kann dazu verwendet werden, einen Abgas-Turbolader 105 anzutreiben. Der Turbolader 105 saugt Luft 123 an, die in einem Ladeluftkühler 107 gekühlt und dem Verbrennungsmotor 103 zugeführt werden kann. Die Ansaugluft 123 wird in den Figuren durch Pfeile mit gepunkteten Linien dargestellt.
  • Die Abgase 122 des Verbrennungsmotors 103 können über einen Katalysator 106 geführt und aus dem Fahrzeug 100 geleitet werden. Dabei befindet sich typischerweise direkt vor dem Katalysator 106 eine Lambdasonde 113, die eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf den Sauerstoffgehalt der Abgase 122 zu ermitteln, die in den Katalysator 106 strömen. Der Katalysator 106 kann dann in Abhängigkeit von den Sensordaten der Lambdasonde 113 gesteuert werden.
  • Wie in 1 dargestellt, kann das durch den AGR-Kühler 104 aufgewärmte Kühlwasser 124 dazu verwendet werden, den Verbrennungsmotor 103 zu erwärmen, z.B. um eine Warmlaufphase des Verbrennungsmotors 103 zu reduzieren. 1 zeigt weiter einen Kühlwasser-Kreislauf des Fahrzeugs 100. Das Kühlwasser 124 (in den Figuren als Pfeile mit gestrichelten Linien dargestellt) wird im AGR-Kühler 104 erwärmt. Des Weiteren wird das Kühlwasser 124 an dem Verbrennungsmotor 103 vorbeigeführt, um den Verbrennungsmotor 103 zu kühlen bzw. in einer Warmlaufphase zu erwärmen. Die überschüssige Wärme des Kühlwassers 124 kann über einen Kühlmittelkühler 108 an das Umfeld des Fahrzeugs 100 abgegeben werden. Alternativ oder ergänzend kann die Wärme des Kühlwassers 124 über einen Heizungswärmetauscher 109 an einen Innenraum bzw. an eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs 109 abgegeben werden. Über einen Thermostat und ein Kühlwasser-Ventil 112 kann die Zufuhr des Kühlwassers zu dem Kühlmittelkühler 108 und/oder dem Heizungswärmetauscher 109 und/oder dem Verbrennungsmotor 103 gesteuert werden. Durch ein oder mehrere Wasserpumpen 110, 111 kann ein Fluss des Kühlwassers 124 durch den Kühlwasser-Kreislauf des Fahrzeugs 100 bewirkt werden.
  • Das in 1 dargestellte AGR-System ist ein Hochdruck-Abgasrückführsystem, bei dem Abgase 122 mit einem relativ hohen Druck rückgeführt werden. Alternativ kann eine Niederdruck-Abgasrückführung erfolgen, bei der das Abgas 122 vor (siehe gestrichelt dargestellte Variante 151) oder auch nach (siehe gestrichelt dargestellte Variante 152) dem Katalysator 106 abgenommen wird und dann vor dem Verdichter (des Turboladers 150) wieder der Frischluft beigemischt wird. Das Abgas 122 kann auch bei einem Niederdruck-AGR-System mit einem Kühler 104 gekühlt und/oder über ein AGR-Ventil 102 dosiert werden. Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen sind für Hochdruck- und für Niederdruck-AGR-Systeme anwendbar.
  • Am Eingang 131 des Verbrennungsmotors 103 kann ein Sammler angeordnet sein, in dem eine Gasmischung bzw. ein Arbeitsgas aus rückgeführten Abgasen 122 und Fischluft 123 entsteht. Das Arbeitsgas wird dem Verbrennungsmotor 103 zugeführt, um in einem Brennraum des Verbrennungsmotors 103 ein Kraftstoff-Gas-Gemisch für einen Verbrennungsprozess bereitzustellen. Dabei wird die Menge an zugeführtem Kraftstoff über Einspritzdüsen des Verbrennungsmotors 103 eingestellt.
  • Ein Verbrauchs-optimaler Verbrennungsprozess erfordert einen präzisen Anteil von Abgasen 122 im Arbeitsgas, wobei dieser Anteil über die Stellung des AGR-Ventils 102 und somit über die AGR-Rate eingestellt werden kann. Wie eingangs dargelegt, hängt dabei die erforderliche Menge von Abgasen 122 von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 103 ab. Typischerweise steigt die erforderliche Menge von Abgase 122 mit der von dem Verbrennungsmotor 103 zu erbringenden mechanischen Leistung, d.h. mit der Last des Verbrennungsmotors 103, an. Folglich erfordert eine Änderung der Last des Verbrennungsmotors 103 typischerweise eine Änderung der AGR-Rate. Aufgrund der zwischen dem AGR-Ventil 102 und dem Sammler eingeschlossenen Masse an Abgasen 122 kann der Abgas-Anteil im Arbeitsgas am Eingang 131 des Verbrennungsmotors 103 jedoch typischerweise erst mit einer bestimmten Verzögerung, d.h. nach einer AGR-Totzeit, verändert werden. Mit anderen Worten, eine veränderte Einstellung des AGR-Ventils 102 wirkt sich typischerweise erst (zu einem bestimmten vordefinierten Grad) nach einer AGR-Totzeit auf die Zusammensetzung des Arbeitsgases am Eingang 131 des Verbrennungsmotors 103 aus. Als Folge daraus kann der Verbrennungsmotor 103 nach einer (abrupten) Änderung der Last typischerweise bis zum Ablauf der AGR-Totzeit nicht mit einem optimal zusammengesetzten Arbeitsgas betrieben werden, was zu einem erhöhten Kraftstoff-Verbrauch und/oder zu Verbrennungs-Aussetzern des Verbrennungsmotors 103 führen kann.
  • Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, eine (sprunghafte) Änderung der für den Antrieb des Fahrzeugs 100 erforderlichen Leistung des Verbrennungsmotors 103 zu detektieren. Insbesondere kann detektiert werden, dass sich die geforderte Antriebsleistung (sprunghaft) von einer Ausgangs-Leistung auf eine Ziel-Leistung verändert. Die Ausgangs-Leistung kann einem Ausgangs-Betriebspunkt und die Ziel-Leistung kann einem Ziel-Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 103 entsprechen.
  • In Reaktion auf eine Last-Änderung kann das AGR-Ventil 102 angesteuert werden, um die AGR-Rate für die Ziel-Leistung anzupassen. Da der Verbrennungsmotor 103 noch für den Zeitraum der AGR-Totzeit der AGR-Rate für die Ausgangs-Leistung ausgesetzt ist, kann die Steuereinheit 101 weiter eingerichtet sein, ein oder mehrere lastbeeinflussende Komponenten 150 des Fahrzeugs 100 anzusteuern, um für den Zeitraum der AGR-Totzeit die Laständerung des Verbrennungsmotors 103 zumindest teilweise zu kompensieren. Insbesondere können die ein oder mehreren lastbeeinflussenden Komponenten 150 des Fahrzeugs 100 angesteuert werden, um zumindest teilweise die Differenz zwischen Ziel-Leistung und Ausgangs-Leistung zu kompensieren, so dass der Verbrennungsmotor 103 für den Zeitraum der AGR-Totzeit weiterhin in dem (oder nahe dem) Ausgangs-Betriebspunkt betrieben werden kann. Erst nach Ablauf der AGR-Totzeit kann dann der Verbrennungsmotor 103 in den Ziel-Betriebspunkt überführt werden. So kann in effizienter Weise und ohne bauliche Veränderungen des AGR-Systems ein Verbrauchs-optimaler und zuverlässiger Betrieb eines Verbrennungsmotors 103 bei Laständerungen gewährleistet werden.
  • Der Verbrennungsmotor 103 kann somit z.B. bei einem Lastabwurf auf einem höheren Drehmoment gehalten werden, als zur Erfüllung eines Fahrerwunsches (d.h. zur Erfüllung eines angeforderten Antriebsmoments) benötigt wird. Die Höhe dieser Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors 103 kann derart gewählt werden, dass der Verbrennungsmotor 103 vorrübergehend in Drehmomentbereichen betrieben wird, in denen eine hohe AGR-Verträglichkeit gewährleistet ist (d.h. in denen Arbeitsgase mit einem relativ hohen Anteil von Abgasen 122 vom Verbrennungsmotor 103 zuverlässig verarbeitet werden können). Während dieser Lastpunktverschiebung im Anschluss an einen Lastabwurf kann das AGR-Ventil 102 geschlossen werden. Sobald die Luftführungsleitungen ausschließlich mit Frischluft gefüllt sind, kann die Lastpunktverschiebung beendet und das Drehmoment des Motors auf Fahrerwunschniveau abgesenkt werden.
  • Der sich bei dieser Lastpunktverschiebung ergebende Drehmomentunterschied zwischen dem Drehmoment des Fahrerwunsches (d.h. dem Ziel-Drehmoment) und dem Drehmoment zur Lastpunktverschiebung (z.B. dem Ausgangs-Drehmoment) muss innerhalb des Antriebsstranges des Fahrzeugs 100 kompensiert werden. Beispielsweise kann durch Zuschalten eines Generators 150 das überschüssige Drehmoment in elektrische Energie gewandelt werden. Die generierte elektrische Energie kann z.B. zum Laden einer Batterie verwendet und/oder im elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs 100 genutzt werden. Alternativ oder ergänzend kann durch Zuschalten von mechanisch angetriebener lastansteuerbarer Komponenten 150 dem Verbrennungsmotor 103 zusätzliche Last aufgeprägt werden. Beispiele für solche Komponenten 150 sind: ein mechanisch angetriebener lastansteuerbarer Kältemittelverdichter; eine mechanisch angetriebene lastansteuerbare Motorölpumpe; eine mechanisch angetriebene lastansteuerbare Getriebeölpumpe (z.B. für ein Schaltgetriebe oder Verteilergetriebe); eine mechanisch angetriebene lastansteuerbare Kraftstoffpumpe (z.B. eine Hochdruckpumpe); eine mechanisch angetriebene lastansteuerbare Wasserpumpe; eine mechanisch angetriebene lastansteuerbare Unterdruckpumpe; und/oder ein oder mehrere weitere mechanisch angetriebene lastansteuerbare Aggregate, die mit dem Antriebsstrang verbunden sind.
  • Alternativ oder ergänzend können Maßnahmen eingeleitet werden, die zur Erhöhung der Fahrwiderstände bzw. Antriebsstrangwiderstände führen und somit motorseitig ein höheres Drehmoment erfordern. Beispielhafte Maßnahmen sind: ein Bremseneingriff; das Ausfahren eines Spoilers; das Öffnen des schaltbaren Luftklappensystems vor einem Kühler des Fahrzeugs 100; das Einstellen eines schlupfenden Betriebs einer elektrisch betätigten Kupplung eines manuellen Getriebes (eClutch); das Einstellen eines schlupfenden Betriebs der Wandlerüberbrückungskupplung; das Einstellen eines schlupfenden Betriebs einer Schaltkupplung eines automatischen Getriebes; das Ansteuern eines hydrodynamischen Wandlers; das Einstellen eines schlupfenden Betriebs einer Kupplung eines Verteilergetriebes; etc.
  • Der Lastpunkt bzw. Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 103 kann derart verschoben werden, dass der Verbrennungsmotor 103 während des Zeitraums der AGR-Totzeit mit deaktivierter Einspritzung geschleppt wird (und dabei das Abgas 122 durch den Brennraum des Verbrennungsmotors 103 aus dem AGR-System gelangt). Das zur Erbringung der Ziel-Leistung erforderliche Drehmoment kann dann durch einen (elektrischen) Generator des Fahrzeugs 100 (z.B. durch einen Niedervolt(z.B. 48V)-Generator) erbracht werden (mit elektrischer Energie aus einem Bordnetz / aus einem elektrischen Energiespeicher (z.B. einer Batterie) des Fahrzeugs 100). Auch bei einer solchen Lastverschiebung kann das AGR-Ventil 102 geschlossen werden. Sobald die Strecke zwischen AGR-Einleitung und Zylinder des Verbrennungsmotors 103 frei von Rest-Abgasen 122 ist bzw. bis sich ein verträgliches Niveau von Rest-Abgasen eingestellt hat, kann der Verbrennungsmotor 103 wieder in den befeuerten Betrieb gebracht werden und es kann die Lastpunktverschiebung beendet werden.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zum Betrieb eines Verbrennungsmotors 103 eines Fahrzeugs 100 mit einem Abgasrückführungs-(AGR)System. Dabei kann es sich insbesondere um ein Niederdruck AGR-System handeln. Im Rahmen der Steuerung bzw. Regelung des AGR-Systems wird die Menge an rückgeführten Abgasen 122 typischerweise an die erbrachte Leistung bzw. an das erbrachte Drehmoment des Verbrennungsmotors 103 angepasst, um einen möglichst Verbrauchs-optimalen Betrieb des Verbrennungsmotors 103 zu gewährleisten. Insbesondere können die Menge an rückgeführten Abgasen 122 bzw. die Menge an Abgasen 122 in dem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors 103 mit steigender Leistung bzw. mit steigendem Drehmoment erhöht werden.
  • Das AGR-System weist eine AGR-Totzeit zur Anpassung der Menge von Abgasen 122 in dem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors 103 auf. Die AGR-Totzeit hängt dabei von einem Raum-Volumen des AGR-Systems zur Aufnahme von Abgasen 122 auf, wobei sich das Raum-Volumen von dem AGR-Ventil 102 bis zu dem Eingang 131 des Verbrennungsmotors 103 erstreckt. Dieses Raum-Volumen kann insbesondere bei Niederdruck-AGR-Systemen relativ groß sein. Da die AGR-Totzeit typischerweise mit steigendem Raum-Volumen ansteigt, kann die AGR-Totzeit insbesondere bei Niederdruck-AGR-Systemen relativ groß sein.
  • Aufgrund der Anpassung der Menge von rückgeführten Abgasen 122 kann es bei Leistungs-Sprüngen des Verbrennungsmotors 103 von einer Ausgangs-Leistung auf eine Ziel-Leistung (bzw. bei Drehmoment-Sprüngen von einem Ausgangs-Drehmoment auf ein Ziel-Drehmoment) dazu kommen, dass bei einer Ziel-Leistung, die niedriger ist als die Ausgangs-Leistung, die Menge von rückgeführten Abgasen 122 zu groß ist, oder, dass bei einer Ziel-Leistung, die höher ist als die Ausgangs-Leistung, die Menge von rückgeführten Abgasen 122 zu niedrig ist. Aufgrund der AGR-Totzeit kann diese Situation mit erhöhten oder reduzierten Abgas-Mengen für eine gewisse Zeit im Verbrennungsmotor 103 vorliegen, und so den Betrieb und/oder den Verbrauch des Verbrennungsmotors 103 beeinträchtigen.
  • Das Verfahren 200 umfasst, in Reaktion auf eine Änderung der von dem Verbrennungsmotor 103 geforderten Leistung von der Ausgangs-Leistung auf die Ziel-Leistung (bzw. in Reaktion auf einen Drehmoment-Sprung), das Ansteuern 201 des AGR-Ventils 102 während der AGR-Totzeit, um die Menge an rückgeführten Abgasen 122 in Vorbereitung auf die geforderte Ziel-Leistung zu ändern. Insbesondere kann das AGR-Ventil 102 bereits während der AGR-Totzeit nach Änderung der geforderten Leistung angesteuert werden, um bei einer Reduzierung der angeforderten Leistung die Menge an rückgeführten Abgasen 122 zu reduzieren bzw. um bei einer Erhöhung der angeforderten Leistung die Menge an rückgeführten Abgasen 122 zu erhöhen. So kann das o.g. Raum-Volumen des AGR-Systems auf die Leistungs-Änderung des Verbrennungsmotors 103 vorbereitet werden (und ist typischerweise nach Ablauf der AGR-Totzeit für die Leistungs-Änderung bereit).
  • Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Veranlassen 202 von ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen, so dass während der AGR-Totzeit der Verbrennungsmotor 103 eine Zwischen-Leistung erbringt, die von der Ziel-Leistung abweicht (die z.B. über der Ziel-Leistung liegt, wenn die Ziel-Leistung kleiner als die Ausgangs-Leistung ist). Insbesondere kann die Zwischen-Leistung der AGR-Leistungsgrenze des Verbrennungsmotors 103 entsprechen. Ggf. kann der Verbrennungsmotor 103 während der AGR-Totzeit nach Änderung der geforderten Leistung weiter mit der Ausgangs-Leistung (und somit Verbrauchs-optimal) betrieben werden. Zu diesem Zweck können lastbeeinflussenden Maßnahmen bewirkt werden, die den Verbrennungsmotor 103 belasten (wenn die Ziel-Leistung kleiner als die Ausgangs-Leistung ist) oder entlasten (wenn die Ziel-Leistung größer als die Ausgangs-Leistung ist).
  • Alternativ kann das Verfahren 200 umfassen, das Ansteuern 202 zumindest einer elektrischen Maschine 150 (z.B. einem Niedervolt (ggf. 48V) Elektromotor) des Fahrzeugs 100, so dass während der AGR-Totzeit die zumindest eine elektrische Maschine 150 die Ziel-Leistung erbringt und der Verbrennungsmotor 103 im Schubbetrieb ist. Mit anderen Worten, der Verbrennungsmotor 103 kann für die AGR-Totzeit nach Änderung der geforderten Leistung im Schubbetrieb betrieben werden, um eine dem o.g. Raum-Volumen entsprechende Abgasmenge durch den Brennraum des Verbrennungsmotors 103 zu leiten. Die zu erbringende Ziel-Leistung kann dann durch ein oder mehrere elektrische Maschinen 150 des Fahrzeugs 100 erbracht werden.
  • Nach Ablauf der AGR-Totzeit (direkt im Anschluss an die Änderung der geforderten Leistung) kann dann der Verbrennungsmotor 103 in Verbrauchs-optimaler Weise betrieben werden, um die Ziel-Leistung zu erbringen.
  • Durch die in diesem Dokument beschriebenen Lastpunktverschiebungen eines Verbrennungsmotors 103 können Aussetzer des Verbrennungsmotors 103 bei Lastreduzierung vermieden werden. Dadurch wird es ermöglicht, insbesondere in relativ hohen Lastbereichen des Verbrennungsmotors 103 relativ hohe AGR-Raten zu verwenden, um den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 103 weiter zu reduzieren. Dabei kann auf konstruktive Maßnahmen (z.B. die Bereitstellung einer Bypassleitung) verzichtet werden. Die beschriebene Lastpunktverschiebung kann in Kosten-effizienter Weise durch vorhandene Komponenten eines Fahrzeugs 100 umgesetzt werden.
  • Bei Einsatz eines Generators bzw. einer E-Maschine kann die Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors 103 in Abhängigkeit von dem Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs 100 angepasst werden. Bei relativ geringen Ladezuständen kann durch die als Generator betriebene E-Maschine eine Lastpunktverschiebung zu höheren Lastbereichen durchgeführt werden, um elektrische Energie zum Laden des Energiespeichers zu erzeugen. Andererseits kann bei relativ hohen Ladezuständen die E-Maschine eine negative Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors 103 bewirken, bei der elektrische Energie zum Antrieb der E-Maschine (d.h. der elektrischen Maschine) und damit des Verbrennungsmotors 103 aus dem Energiespeicher entnommen wird. Dabei wird der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 103 auf null abgesenkt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014109805 A1 [0006, 0006]

Claims (10)

  1. Verfahren (200) zum Betrieb eines Verbrennungsmotors (103) eines Fahrzeugs (100) mit einem Abgasrückführungs-, kurz AGR, System; wobei das AGR-System eine AGR-Totzeit zur Anpassung einer Menge von Abgasen (122) in einem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors (103) aufweist, die von einem Raum-Volumen des AGR-Systems zur Aufnahme von Abgasen (122) zwischen einem AGR-Ventil (102) und einem Eingang (131) des Verbrennungsmotors (103) abhängt; wobei das Verfahren (200) umfasst, in Reaktion auf eine Änderung einer von dem Verbrennungsmotor (103) geforderten Leistung von einer Ausgangs-Leistung auf eine Ziel-Leistung, – Ansteuern (201) des AGR-Ventils (102) während der AGR-Totzeit, um eine Menge an rückgeführten Abgasen (122) in Vorbereitung auf die geforderte Ziel-Leistung zu ändern; und – Veranlassen (202) von ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen, so dass während der AGR-Totzeit der Verbrennungsmotor (103) eine Zwischen-Leistung erbringt, die von der Ziel-Leistung abweicht; oder Ansteuern (202) zumindest einer elektrischen Maschine (150) des Fahrzeugs (100), so dass während der AGR-Totzeit die zumindest eine elektrische Maschine (150) die Ziel-Leistung erbringt und der Verbrennungsmotor (103) im Schubbetrieb ist.
  2. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei – die Ziel-Leistung kleiner ist als die Ausgangs-Leistung; und – das AGR-Ventil (102) angesteuert wird, um die Menge an rückgeführten Abgasen (122) zu reduzieren.
  3. Verfahren (200) gemäß Anspruch 2, wobei das AGR-Ventil (102) – während der AGR-Totzeit geschlossen wird; und – im Anschluss an die AGR-Totzeit angesteuert wird, um eine Menge an rückgeführten Abgasen (122) im Arbeitsgas des Verbrennungsmotors (103) zur Erbringung der Ziel-Leistung bereitzustellen.
  4. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (200) umfasst, nach Ablauf der AGR-Totzeit, Betreiben des Verbrennungsmotors (103), so dass der Verbrennungsmotor (103) die Ziel-Leistung erbringt.
  5. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Fahrzeug (100) einen elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie umfasst; – eine Residual-Leistung der Differenz aus Zwischen-Leistung und Ziel-Leistung entspricht; – die ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen das Ansteuern der elektrischen Maschine (150) umfassen, um zumindest einen Teil der Residual-Leistung zu erbringen oder abzunehmen; – der elektrische Energiespeicher eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der elektrischen Maschine (150) bereitzustellen und/oder von der elektrischen Maschine (150) generierte elektrische Energie zu speichern; und – das Verfahren (200) umfasst, – Ermitteln von Ladezustandsdaten in Bezug auf einen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers; und – in Abhängigkeit von den Ladezustandsdaten, Ansteuern der elektrischen Maschine (150), um – die Residual-Leistung zu erbringen oder abzunehmen; oder – die Ziel-Leistung zu erbringen.
  6. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren lastbeeinflussenden Maßnahmen ein oder mehrere umfassen von: – Erhöhen oder Reduzieren der Last einer mechanisch durch den Verbrennungsmotor (103) angetriebenen Komponente (150), insbesondere einer Pumpe und/oder einer als Generator betriebenen elektrischen Maschine (150), des Fahrzeugs (100); – Erhöhen oder Reduzieren eines Fahrwiderstands des Fahrzeugs (100); und/oder – Erhöhen oder Reduzieren von mechanischen Verlusten in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs (100).
  7. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Änderung der geforderten Leistung von einer Änderung einer Auslenkung eines Fahrpedals des Fahrzeugs (100) abhängt; und/oder – die Änderung der geforderten Leistung eine Änderung eines von dem Verbrennungsmotor (103) geforderten Drehmoments umfasst.
  8. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das AGR-System derart betrieben wird, dass die Menge von Abgasen (122) in dem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors (103) – in Abhängigkeit von der von dem Verbrennungsmotor (103) geforderten Leistung angepasst wird; und – insbesondere mit steigender geforderter Leistung ansteigt.
  9. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Fahrzeug (100) einen Turbolader (105) umfasst, der durch Abgase (122) des Verbrennungsmotors (103) angetrieben wird; und – das AGR-System derart ausgebildet ist, dass Abgase (122) stromabwärts von dem Turbolader (105) zum Eingang (131) des Verbrennungsmotors (103) rückgeführt werden.
  10. Steuereinheit (101) für ein Fahrzeug (100), das einen Verbrennungsmotor (103) mit ein Abgasrückführungs-, kurz AGR, System umfasst; wobei das AGR-System eine AGR-Totzeit zur Anpassung einer Menge von Abgasen (122) in einem Arbeitsgas des Verbrennungsmotors (103) aufweist; wobei die AGR-Totzeit von einem Raum-Volumen des AGR-Systems zur Aufnahme von Abgasen (122) zwischen einem AGR-Ventil (102) und einem Eingang (131) des Verbrennungsmotors (103) abhängt; wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, in Reaktion auf eine Änderung einer von dem Verbrennungsmotor (103) geforderten Leistung von einer Ausgangs-Leistung auf eine Ziel-Leistung, – das AGR-Ventil (102) während der AGR-Totzeit anzusteuern, um eine Menge an rückgeführten Abgasen (122) in Vorbereitung auf die geforderte Ziel-Leistung zu ändern; und – ein oder mehrere lastbeeinflussende Maßnahmen zu veranlassen, so dass während der AGR-Totzeit der Verbrennungsmotor (103) eine Zwischen-Leistung erbringt, die von der Ziel-Leistung abweicht; oder zumindest eine elektrische Maschine (150) des Fahrzeugs (100) anzusteuern, so dass während der AGR-Totzeit die elektrische Maschine (150) die Ziel-Leistung erbringt und der Verbrennungsmotor (103) im Schubbetrieb ist.
DE102016211528.6A 2016-06-27 2016-06-27 Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb Pending DE102016211528A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016211528.6A DE102016211528A1 (de) 2016-06-27 2016-06-27 Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016211528.6A DE102016211528A1 (de) 2016-06-27 2016-06-27 Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016211528A1 true DE102016211528A1 (de) 2017-12-28

Family

ID=60579823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016211528.6A Pending DE102016211528A1 (de) 2016-06-27 2016-06-27 Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016211528A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3656594A1 (de) * 2018-11-22 2020-05-27 Volkswagen AG Verfahren zur steuerung eines hybridantriebsstrangs eines kraftfahrzeuges mit einer abgasrückführung
DE102019203557A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102019115075A1 (de) * 2019-06-04 2020-12-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, Steuerung, Antriebsanordnung und Hybridfahrzeug
CN112644452A (zh) * 2019-09-25 2021-04-13 大众汽车股份公司 在激活或停用电加热的构件时实施内燃机的负荷点移动的方法
DE102020102881A1 (de) 2020-02-05 2021-08-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hybridfahrzeug mit Verbrennungsmotor und Elektromotor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120097126A1 (en) * 2010-10-21 2012-04-26 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control Apparatus of a Direct Injection Gasoline Engine
DE102013223723A1 (de) * 2012-11-21 2014-05-22 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Abgasrückführungsgerät für eine Kraftmaschine
DE102014109805A1 (de) 2014-07-11 2016-01-14 Fev Gmbh Abgasrückführungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben eines solchen Abgasrückführungssystems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120097126A1 (en) * 2010-10-21 2012-04-26 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Control Apparatus of a Direct Injection Gasoline Engine
DE102013223723A1 (de) * 2012-11-21 2014-05-22 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Abgasrückführungsgerät für eine Kraftmaschine
DE102014109805A1 (de) 2014-07-11 2016-01-14 Fev Gmbh Abgasrückführungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben eines solchen Abgasrückführungssystems

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3656594A1 (de) * 2018-11-22 2020-05-27 Volkswagen AG Verfahren zur steuerung eines hybridantriebsstrangs eines kraftfahrzeuges mit einer abgasrückführung
US20200164857A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for control and/or regulation of a hybrid powertrain of a motor vehicle with an exhaust gas recirculation system
KR20200060260A (ko) * 2018-11-22 2020-05-29 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 배기가스 재순환 시스템을 탑재한 자동차의 하이브리드 파워트레인의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법
KR102204543B1 (ko) 2018-11-22 2021-01-19 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 배기가스 재순환 시스템을 탑재한 자동차의 하이브리드 파워트레인의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법
US11433870B2 (en) 2018-11-22 2022-09-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for control and/or regulation of a hybrid powertrain of a motor vehicle with an exhaust gas recirculation system
DE102019203557A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102019115075A1 (de) * 2019-06-04 2020-12-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, Steuerung, Antriebsanordnung und Hybridfahrzeug
CN112644452A (zh) * 2019-09-25 2021-04-13 大众汽车股份公司 在激活或停用电加热的构件时实施内燃机的负荷点移动的方法
DE102020102881A1 (de) 2020-02-05 2021-08-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hybridfahrzeug mit Verbrennungsmotor und Elektromotor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010035118B4 (de) Verfahren und Systeme für Turboladersteuerung
DE102013208962B4 (de) Verfahren und System zum Verringern der Turboverzögerung von Motoren
DE102016211528A1 (de) Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb
DE102012217714B4 (de) Verfahren und system zum reduzieren von turboladergeräusch während eines kaltstarts
DE102019101508A1 (de) System und Verfahren zur Laderegelung
DE102006000102A1 (de) Steuerung für Brennkraftmaschine mit Ladevorrichtung
DE102012222284A1 (de) Verfahren zum Verbessern des Motorstarts
DE102011076136A1 (de) Ansauglufterwärmung und abgaskühlung
DE102017122303A1 (de) Verfahren und systeme für ein kühlmittelsystem
DE102015119204A1 (de) Verfahren und system für egr-steuerung
DE102015201061B4 (de) Pumpverlustberechnungsvorrichtung für Verbrennungsmotor
DE102011002461A1 (de) Doppel-Drossel zur verbesserten Tip-out-Stabilität in einem aufgeladenen Motorsystem
DE19951362A1 (de) Verfahren zur Regelung der Kühlwassertemperatur eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor
DE102016113173A1 (de) Verfahren zum Starten eines Motors
DE102017122273A1 (de) Verfahren und systeme für ein kühlmittelsystem
DE102017122299A1 (de) Verfahren und systeme für ein kühlmittelsystem
DE102015121957B4 (de) Verfahren zum Einstellen des Motorluftstroms
DE102017122339A1 (de) Verfahren und systeme für ein kühlmittelsystem
DE102019124406A1 (de) System und verfahren für einen stopp-start-motor
DE102019105893B4 (de) Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeugantriebssystem
DE102015203099A1 (de) Verfahren zum korrigieren eines zeitsteuerungsfehlers des überströmventils einer hochdruckpumpe
DE102016108658A1 (de) Abgassystem
DE102016212903A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102019102748A1 (de) Verfahren und systeme für einen elektrischen turbolader
DE102010043897A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed