DE102016219041A1 - A method for regenerating an exhaust aftertreatment system, in particular a NOx storage catalyst of an autonomously driving vehicle in conjunction with low-pressure exhaust gas recirculation and control device for an exhaust aftertreatment system and vehicle - Google Patents
A method for regenerating an exhaust aftertreatment system, in particular a NOx storage catalyst of an autonomously driving vehicle in conjunction with low-pressure exhaust gas recirculation and control device for an exhaust aftertreatment system and vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016219041A1 DE102016219041A1 DE102016219041.5A DE102016219041A DE102016219041A1 DE 102016219041 A1 DE102016219041 A1 DE 102016219041A1 DE 102016219041 A DE102016219041 A DE 102016219041A DE 102016219041 A1 DE102016219041 A1 DE 102016219041A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust gas
- nox storage
- storage catalyst
- internal combustion
- combustion engine
- 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.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/10—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the vehicle or its components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
- F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Der Gegenstand der Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines NOx-Speicher-Katalysators während des Betriebs eines autonom fahrenden Fahrzeugs. Das Verfahren nutzt die Ansteuerung eines Übersetzungsgetriebes, eines Verbrennungsmotors und einer Abgasrückführschleife, sowie die Möglichkeiten des autonomen Fahrens, so dass sich für die Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators günstige Betriebsbedingungen ergeben. Die Erfindung umfasst weiterhin eine Vorrichtung ausgebildet zum Durchführen des Verfahrens und ein Fahrzeug welches eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtung umfasst.The subject of the application relates to a method for the regeneration of a NOx storage catalyst during the operation of an autonomously driving vehicle. The method uses the control of a transmission gear, an internal combustion engine and an exhaust gas recirculation loop, as well as the possibilities of autonomous driving, so that there are favorable operating conditions for the regeneration of the NOx storage catalyst. The invention further comprises a device designed to carry out the method and a vehicle which comprises a device designed for carrying out the method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines NOx-Speicher-Katalysators während des Betriebs eines autonom fahrenden Fahrzeugs. The invention relates to a method for the regeneration of an exhaust aftertreatment system, in particular a NOx storage catalyst during operation of an autonomously driving vehicle.
Verbrennungsmotoren erzeugen beim Betrieb häufig erhebliche Mengen von Stickoxiden (NOx). Insbesondere bei in Kraftfahrzeugen eingesetzten Diesel- und Otto-Motoren liegen die Stickoxid-Mengen im Rohabgas in der Regel über den zulässigen Grenzwerten, so dass eine Abgasnachbehandlung zur Verringerung der NOx-Emissionen notwendig ist. Bei vielen Motoren erfolgt die Reduktion der Stickoxide durch die im Abgas enthaltenen nicht-oxidierten Bestandteile, nämlich durch Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC), mit Hilfe eines Dreiwegekatalysators. Insbesondere bei Diesel- und Otto-Magermotoren steht dieses Verfahren jedoch nicht zur Verfügung, da durch den hohen Sauerstoffanteil im Abgas die Reduzierung von NOx nicht bzw. kaum erfolgt. Vor allem bei mager betriebenen Ottomotoren, aber auch bei Dieselmotoren wird daher gemäß einem verbreiteten Verfahren ein NOx-Speicher-Katalysators (auch „LNT“ von englisch „Lean NOx Trap“) eingesetzt, der die im Abgas des Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxide anlagert. Wenn das Aufnahmevermögen des NOx-Speicher-Katalysators erschöpft ist, wird dieser üblicherweise durch „fetten“ Betrieb (Betrieb mit Kraftstoffüberschuss) des Verbrennungsmotors regeneriert. Ein Verfahren zum Regenerieren eines Stickoxid-Speicherkatalysators ist bspw. in
Eine weitere handelsübliche Maßnahme zur Reduktion der Stickoxidemissionen von Verbrennungsmotoren besteht in der Abgasrückführung. Abgasrückführungssystemen sind üblicherweise so ausgeführt, dass sie zumindest einen Teil des Abgases von einer Motorauslasspassage zu einer Motoransaugpassage umleiten können. Mittels Abgasrückführung können bei Motoren mit einer Drosseleinrichtung Motorpumparbeiten sowie NOx-Emissionen reduziert werden. So bedingt die Abgasrückführung bei Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors, dass die Drossel für die gleiche Motorlast in einem größeren Ausmaß geöffnet wird. Durch Reduzieren der Drosselung des Motors können Pumpverluste reduziert werden, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird. Mit der Abgasrückführung kann die lokale Flammenfronttemperatur reduziert werden, was eine während der Verbrennung generierte NOx-Menge reduziert.Another commercial measure for the reduction of nitrogen oxide emissions from internal combustion engines is the exhaust gas recirculation. Exhaust gas recirculation systems are usually designed to divert at least a portion of the exhaust gas from an engine exhaust passage to an engine intake passage. Exhaust gas recirculation can reduce engine pump work and NOx emissions in engines with a throttle device. Thus, the exhaust gas recirculation at partial load operation of the internal combustion engine, the throttle for the same engine load is opened to a greater extent. By reducing the throttling of the motor, pumping losses can be reduced, thereby improving the efficiency. With exhaust gas recirculation, the local flame front temperature can be reduced, which reduces an amount of NOx generated during combustion.
Durch entsprechende Anordnung von durch eine Steuerungseinrichtung ansteuerbaren Ventilen ist der Anteil des zurückgeführten Abgases an der dem Motor zugeführten Ladung üblicherweise variabel. Im Laufe der Entwicklung von Verbrennungsmotoren ist der realisierte maximale Anteil des zurückgeführten Abgases an der dem Motor zugeführten Ladung immer weiter gestiegen. In handelsüblichen Systemen zum Beispiel für Dieselmotoren sind Anteile von 0% bis ca. 60% rückgeführtes Abgas je nach Betriebspunkt des Verbrennungsmotors üblich. In Sonderausführungen sind bereits bis 100% Anteil des zurückgeführten Abgases an der dem Motor zugeführten Ladung möglich. Der Anteil des zurückgeführten Abgases an der dem Motor zugeführten Ladung wird auch als Abgasrückführrate bezeichnet.By appropriate arrangement of controllable by a control valve, the proportion of recirculated exhaust gas at the charge supplied to the engine is usually variable. In the course of development of internal combustion engines, the realized maximum proportion of recirculated exhaust gas at the charge supplied to the engine has continued to increase. In commercially available systems, for example for diesel engines are shares of 0% to about 60% recirculated exhaust gas depending on the operating point of the internal combustion engine usual. In special versions, up to 100% of the recirculated exhaust gas is possible at the charge supplied to the engine. The proportion of the recirculated exhaust gas to the charge supplied to the engine is also referred to as exhaust gas recirculation rate.
Moderne handelsübliche Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, sind mit einem oder mehreren Abgasturboladern ausgestattet. Bei einer Abgasturboladeranordnung wird das vom Verbrennungsmotor produzierte Abgas durch eine Turbine geleitet. Dem Abgas wird in der Turbine durch Expansion Enthalpie entzogen. Üblicherweise ist ein Verdichter durch eine Welle mit der Turbine verbunden. Die dem Abgas entzogene Enthalpie treibt so den Verdichter an. Der Verdichter verdichtet die dem Verbrennungsmotor zuzuführende Ladung bevor diese in den Verbrennungsmotor geleitet wird.Modern commercially available internal combustion engines, in particular diesel engines, are equipped with one or more exhaust gas turbochargers. In an exhaust gas turbocharger arrangement, the exhaust gas produced by the internal combustion engine is passed through a turbine. The exhaust gas is extracted from the turbine by expansion enthalpy. Typically, a compressor is connected by a shaft to the turbine. The enthalpy extracted from the exhaust gas thus drives the compressor. The compressor compresses the charge to be supplied to the engine before it is fed into the engine.
Je nach Anordnung der Vorrichtung zur Abgasrückführung relativ zur Abgasturboladeranordnung spricht man von einer Niederdruck- oder einer Hochdruck-Abgasrückführung. Erfolgt die Entnahme des zurückzuführenden Abgases stromaufwärts der Abgasturboladerturbine, spricht man von Hochdruck-Abgasrückführung. Erfolgt die Entnahme des zurückzuführenden Abgases stromabwärts der Abgasturboladerturbine, spricht man von Niederdruck-Abgasrückführung.Depending on the arrangement of the device for exhaust gas recirculation relative to the exhaust gas turbocharger arrangement is called a low-pressure or high-pressure exhaust gas recirculation. If the removal of the recirculated exhaust gas upstream of the exhaust gas turbocharger turbine, one speaks of high-pressure exhaust gas recirculation. If the removal of the recirculated exhaust gas downstream of the turbocharger turbine, one speaks of low-pressure exhaust gas recirculation.
Der Betriebszustand eines Verbrennungsmotors bestimmt unter anderem den Abgasvolumenstrom V .A, die Abgastemperatur TA und das Luft-Kraftstoffverhältnis λ des durch einen NOx-Speicherkatalysator strömenden Abgases. Diese Parameter, insbesondere das Luft-Kraftstoffverhältnis λ, haben Einfluss auf die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators. Für eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysator wird der Verbrennungsmotor mit Kraftstoffüberschuss (λ < 1) betrieben, was ein „fettes“ Abgas mit hohem CO und HC-Gehalt erzeugt. Dabei wird das im NOx-Speicher-Katalysator angelagerte NOx mit im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffen HC und Kohlenmonoxid CO in ungefährliches Kohlendioxid CO2, Wasser H2O und Stickstoff N2 umgewandelt.The operating state of an internal combustion engine determines inter alia the exhaust gas volume flow V. A , the exhaust gas temperature T A and the air-fuel ratio λ of the exhaust gas flowing through a NOx storage catalyst. These parameters, in particular the air-fuel ratio λ, have an influence on the regeneration of the NOx storage catalytic converter. For regeneration of the NOx storage catalyst, the internal combustion engine is operated with excess fuel (λ <1), which generates a "rich" exhaust gas with high CO and HC content. In this case, the NOx stored in the NOx storage catalyst is converted into harmless carbon dioxide CO 2 , water H 2 O and nitrogen N 2 with hydrocarbons HC and carbon monoxide CO contained in the exhaust gas.
Generell erzeugt ein fetter Betrieb eines Verbrennungsmotors einen erhöhten Kraftstoffverbrauch gegenüber einem regulären Betrieb. Daher werden möglichst kurze, seltene und effiziente Regenerationen des NOx-Speicherkatalysators angestrebt.In general, a rich operation of an internal combustion engine produces increased fuel consumption over regular operation. Therefore, as short as possible, rare and efficient regeneration of the NOx storage catalyst are sought.
Ein „fetter“ Betrieb des Verbrennungsmotors bei sehr hohen Drehzahlen und Lasten zur Regeneration des NOx-Speicherkatalysators ist ungünstig. Solche Betriebszustände resultieren in sehr hohen Abgasvolumenströmen und damit Strömungsgeschwindigkeiten im NOx-Speicherkatalysator. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und damit kurzen Verweilzeiten im NOx-Speicherkatalysator kann eine unvollständige Umsetzung der HC und CO mit dem angelagerten NOx auftreten. Die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators erfordert dann einen längeren fetten Motorbetrieb. Üblicherweise wird daher eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators bei niedrigen Abgasvolumenströmen und damit niedriger Drehzahl und Last des Verbrennungsmotors angestrebt. A "fat" operation of the internal combustion engine at very high speeds and loads for the regeneration of the NOx storage catalyst is unfavorable. Such operating conditions result in very high exhaust gas volume flows and thus flow rates in the NOx storage catalytic converter. At high flow velocities and thus short residence times in the NOx storage catalyst, an incomplete conversion of the HC and CO can occur with the accumulated NOx. The regeneration of the NOx storage catalyst then requires a longer rich engine operation. Usually, therefore, a regeneration of the NOx storage catalyst at low exhaust gas flow rates and thus low speed and load of the internal combustion engine is desired.
Es sind Verfahren zur Regeneration von NOx-Speicherkatalysatoren bekannt, welche Abgasrückführungseinrichtungen nutzen, um die Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators unter günstigen Bedingungen durchzuführen. Diese Verfahren basieren auf der Idee, eine Ladung mit sehr fettem Luft-Kraftstoffgemisch zu erzeugen und möglichst große Anteile dieser Ladung durch Anwendung einer hohen Abgasrückführrate mehrfach durch den NOx-Speicherkatalysator zu leiten. Besonders effektiv lassen sich solche Verfahren mit einer Abgasrückführrate von 100% durchführen. Dies erfordert dementsprechend ein Fahrzeug mit Abgasrückführeinrichtungen, die es ermöglichen, die Ladung des Verbrennungsmotors vollständig aus zurückgeführtem Abgas zu bilden. Methods are known for the regeneration of NOx storage catalytic converters which use exhaust gas recirculation devices in order to carry out the regeneration of a NOx storage catalytic converter under favorable conditions. These methods are based on the idea of generating a charge with a very rich air-fuel mixture and to pass as many shares of this charge as possible through the NOx storage catalytic converter by using a high exhaust gas recirculation rate. Such methods can be carried out particularly effectively with an exhaust gas recirculation rate of 100%. This accordingly requires a vehicle with exhaust gas recirculation devices that make it possible to completely charge the charge of the internal combustion engine from recirculated exhaust gas.
Solche Verfahren zur Regeneration von NOx-Speicherkatalysatoren unter Nutzung einer hoher Abgasrückführrate unterliegen allerdings Einschränkungen. Ein Betrieb eines Verbrennungsmotors unter Abgabe von mechanischer Leistung bei 100% Abgasrückführrate ist nur extrem kurzzeitig möglich, bis der in der Ladung vorhandene freie Sauerstoff O2 zur Verbrennung aufgebraucht ist. Dies ist bei niedrigem Luft-Kraftstoffverhältnis, wie zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators notwendig, theoretisch nach einem Arbeitsspiel des Verbrennungsmotors und damit bei Fahrzeugmotoren im Betrieb nach einem Bruchteil einer Sekunde der Fall.However, such methods for the regeneration of NOx storage catalysts using a high exhaust gas recirculation rate are subject to restrictions. Operation of an internal combustion engine with delivery of mechanical power at 100% exhaust gas recirculation rate is possible only extremely briefly until the free oxygen O 2 present in the charge has been used up for combustion. This is at a low air-fuel ratio, as necessary for the regeneration of a NOx storage catalyst, theoretically after a cycle of the internal combustion engine and thus in vehicle engines in operation after a fraction of a second of the case.
Dementsprechend ist in der Praxis eine Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators mit fettem Luft-Kraftstoffgemisch unter Nutzung von hohen Abgasrückführraten nur im Schubbetrieb möglich. Schubbetrieb heißt, der Verbrennungsmotor wird durch äußere mechanische Energiezufuhr angetrieben. Ein solcher Schubbetrieb tritt beispielsweise auf, wenn bei einem gewöhnlichen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor der Fahrer während der Fahrt den Fuß komplett von Fahrpedal nimmt und nicht eine eventuell vorhandene Kupplung betätigt. Das Fahrzeug verzögert dann durch die Bremswirkung des Verbrennungsmotors, der Verbrennungsmotor wird durch die kinetische Energie der Bewegung des Fahrzeugs angetrieben.Accordingly, in practice, a regeneration of a NOx storage catalyst with rich air-fuel mixture using high exhaust gas recirculation rates only in overrun mode is possible. Push mode means, the internal combustion engine is driven by external mechanical energy supply. Such a pushing operation occurs, for example, when in a conventional vehicle with an internal combustion engine, the driver completely takes the foot of the accelerator pedal while driving and does not actuate a possibly existing clutch. The vehicle then decelerates by the braking action of the internal combustion engine, the internal combustion engine is driven by the kinetic energy of the movement of the vehicle.
Nachteilig für die Durchführung solcher Prozesse zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators mit fettem Luft-Kraftstoffgemisch unter Nutzung von hohen Abgasrückführraten ist die im Vorhinein unbekannte Dauer einer solchen Phase des Schubbetriebs. Die Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators dauert üblicherweise 5–10 Sekunden. Wird während des Betriebs eines Fahrzeugs von einer Steuerungseinrichtung des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung sowohl ein Schubbetrieb als auch ein Regenerationsbedarf des NOx-Speicherkatalysators festgestellt, kann diese einen Regenerationsbetrieb einleiten. A disadvantage for the implementation of such processes for the regeneration of a NOx storage catalyst with a rich air-fuel mixture using high exhaust gas recirculation rates is the previously unknown duration of such a phase of the overrun operation. The regeneration of a NOx storage catalyst usually takes 5-10 seconds. If during the operation of a vehicle by a control device of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device, both a coasting operation and a regeneration requirement of the NOx storage catalyst is determined, this can initiate a regeneration operation.
Zum Einleiten des Regenerationsbetriebs wird eine Ladung mit fettem Luft-Kraftstoffgemisch erzeugt und die Ladung des Verbrennungsmotors durch Ansteuerung der Abgasrückführeinrichtung vollständig aus rückgeführtem Abgas gebildet.To initiate the regeneration operation, a charge with rich air-fuel mixture is generated and the charge of the internal combustion engine is formed by controlling the exhaust gas recirculation device completely from recirculated exhaust gas.
Die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators beginnt. Wird nun aber vor Beendigung einer vollständigen Regeneration des NOx-Speicherkatalysators vom Fahrer der Schubbetrieb beendet, weil zum Beispiel das Fahrzeug beschleunigt werden soll, muss die Regeneration mit vollständig zurückgeführtem Abgas abgebrochen werden. Die unter Einsatz von Kraftstoff erzeugte fette Ladung „geht verloren“ und damit steigt der Kraftstoffverbrauch. The regeneration of the NOx storage catalyst begins. However, if the driver stops the overrun operation before the completion of a complete regeneration of the NOx storage catalytic converter because, for example, the vehicle is to be accelerated, the regeneration must be aborted with the exhaust gas completely recirculated. The fat charge generated by using fuel "gets lost" and thus increases fuel consumption.
Die
Ein autonom fahrendes Fahrzeug kann sich definitionsgemäß ohne Eingriffe eines Fahrers in seiner Umgebung bewegen. Ein Fahrer bzw. Passagier des Fahrzeugs gibt ein Ziel der Fahrt vor und muss danach keine weiteren Handlungen vollziehen. Das autonom fahrende Fahrzeug legt eine Route vom momentanen Standort zum Zielort fest und fährt diese selbständig ab. Das heißt das autonom fahrende Fahrzeug wählt selbständig seine Geschwindigkeit und Fahrtrichtung und reagiert auf Verkehrsereignisse. Dazu bedienen sich autonom fahrende Fahrzeuge verschiedener Sensoren, Kommunikationsmittel und Steuerungseinrichtungen.By definition, an autonomously driving vehicle can move in its surroundings without intervention by a driver. A driver or passenger of the vehicle specifies a destination of the ride and must then perform no further actions. The autonomously driving vehicle determines a route from the current location to the destination and drives it off automatically. That means the autonomously driving vehicle chooses its own speed and direction and reacts to traffic events. For this purpose, autonomous vehicles use various sensors, communication means and control devices.
Beispielsweise können von einem autonom fahrenden Fahrzeug GPS-Daten genutzt werden, um eine momentane Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs festzustellen. Beispielsweise über ein Mobilfunknetz können einem autonom fahrenden Fahrzeug lokale Straßenkarten oder Daten zur aktuellen Verkehrslage elektronisch bereitgestellt werden. Auch kann ein autonom fahrendes Fahrzeug mit anderen Fahrzeugen, die mit entsprechenden Einrichtungen ausgerüstet sind, kommunizieren, um Verkehrsereignisse frühzeitig zu erkennen und Fahrprofile zu koordinieren. For example, GPS data can be used by an autonomous vehicle to determine a current position and speed of the vehicle. For example, via a mobile network, an autonomously driving vehicle can be provided electronically with local road maps or data on the current traffic situation. Also, an autonomous vehicle may communicate with other vehicles equipped with appropriate facilities to detect traffic events early and to coordinate driving profiles.
Autonom fahrende Fahrzeuge nehmen ihre Umgebung üblicherweise durch verschiedene Sensoren wahr, die beispielsweise auf sichtbarem Licht, Infrarotstrahlung oder Radarstrahlung basieren können. Mittels entsprechender elektronischer Datenverarbeitungseinrichtungen und Steuerungseinrichtungen werden die verfügbaren Informationen verarbeitet und die entsprechenden Komponenten des Fahrzeugs wie beispielsweise Lenkung, Bremsen, Verbrennungsmotor und Übersetzungsgetriebe angesteuert. Autonomous vehicles typically perceive their environment through various sensors that may be based, for example, on visible light, infrared radiation or radar radiation. By means of appropriate electronic data processing devices and control devices, the available information is processed and the corresponding components of the vehicle such as steering, brakes, internal combustion engine and transmission gear are controlled.
Ein Beispiel für ein autonom fahrendes Fahrzeug ist in
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Regeneration einer Abgasnachbehandlungsanlage eines insbesondere mager betriebenen Verbrennungsmotors anzugeben, welches in einem autonom fahrenden Fahrzeug betreibbar ist. The object of the invention is to provide an improved method for the regeneration of an exhaust aftertreatment system of a particularly lean-burned internal combustion engine, which is operable in an autonomously driving vehicle.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine entsprechende Steuerungseinrichtung zum Durchführen des Verfahrens und ein Fahrzeug, welches eine solche Steuereinrichtung umfasst, zur Verfügung zu stellen.A further object of the invention is to provide a corresponding control device for carrying out the method and a vehicle comprising such a control device.
Die oben gestellten Aufgaben werden durch ein Verfahren sowie durch eine Steuerungseinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 bis 16 sowie ein Fahrzeug welches eine solche Steuerungseinrichtung umfasst, gelöst. The objects set out above are achieved by a method and by a control device having the features of the independent claims 1 to 16 as well as a vehicle comprising such a control device.
Offenbart wird ein Verfahren zur Regeneration eines NOx-Speicher-Katalysators eines autonom fahrenden Fahrzeuges. Das autonom fahrende Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor und eine Abgasrückführeinrichtung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
- A: Prüfen eines Regenerationsbedarfs des NOx-Speicherkatalysators; dies kann zum Beispiel durch Vergleich einer rechnerisch ermittelten NOx-Beladung mit einem NOx-Beladungs-Schwellwert erfolgen. Durch diese Prüfung können unnötige Regenerationen vermieden werden.
- B: Wenn ein Regenerationsbedarf des NOx-Speicher-Katalysators festgestellt wurde, Festlegen eines SOLL-Wertfensters für zumindest einen Betriebsparameter des NOx-Speicher-Katalysators. Beispielsweise kann für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ des Abgases stromaufwärts des NOx-Speicher-Katalysators und für einen Abgasvolumenstrom (V .A) durch den NOx-Speicher-Katalysators ein SOLL-Wertfenster festgelegt werden. Aber auch für die Temperatur (T) des NOx-Speicher-Katalysators die Temperatur TA des Abgases (
5 ), welches durch den NOx-Speicher-Katalysators (1 ) strömt, kann ein Sollwert-Fenster festgelegt werden.
- A: checking a regeneration requirement of the NOx storage catalytic converter; This can be done for example by comparing a calculated NOx load with a NOx loading threshold. This test helps to avoid unnecessary regeneration.
- B: When a regeneration demand of the NOx storage catalyst has been determined, setting a target value window for at least one operating parameter of the NOx storage catalyst. For example, for an air-fuel ratio λ of the exhaust gas upstream of the NOx storage catalyst and for a volumetric flow of exhaust gas (V, A ) through the NOx storage catalyst, a set value window may be set. But also for the temperature (T) of the NOx storage catalyst, the temperature T A of the exhaust gas (
5 ), which by the NOx storage catalyst (1 ), a setpoint window can be set.
Durch die Festlegung dieser SOLL-Wertfenster wird eine Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators in einem günstigen Betriebsbereich sichergestellt. Dies begünstigt eine vollständige und effektive Regeneration.By determining these desired value windows, a regeneration of the NOx storage catalyst is ensured in a favorable operating range. This promotes a complete and effective regeneration.
Wenn für den Abgasvolumenstrom (V .A) durch den NOx-Speicher-Katalysator ein SOLL-Wertfenster festgelegt wird, kann dieses von einem oberen Schwellwert für den Abgasvolumenstrom (V .A) begrenzt sein. Damit wird sichergestellt, dass die Verweilzeiten des fetten Abgases im NOx-Speicher-Katalysator ausreichend lang sind, um eine möglichst vollständige Umsetzung des CO und HC im Abgas zu ermöglichen.
- C: Ermitteln eines Betriebsprofils des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung, in dem der IST-Wert des zumindest einen Betriebsparameters des NOx-Speicher-Katalysators das SOLL-Wertfenster des zumindest einen Betriebsparameters des NOx-Speicher-Katalysators durchläuft.
- C: Determining an operating profile of the internal combustion engine and of the exhaust gas recirculation device, in which the actual value of the at least one operating parameter of the NOx storage catalytic converter passes through the target value window of the at least one operating parameter of the NOx storage catalytic converter.
Beispielsweise kann das Betriebsprofils des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung Kombinationen einer momentanen Last (MD), eines momentanen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (λ), einer momentanen Drehzahl (n) und einer Abgasrückführrate (AGR%) umfassen. Dies sind ein Satz Parameter, die für die Betriebsparameter des NOx-Speicherkatalysators besonders großen Einfluss haben.For example, the operating profile of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device may include combinations of a current load (M D ), a current air-fuel ratio (λ), a current speed (n), and an exhaust gas recirculation rate (EGR%). These are a set of parameters that have a particularly large influence on the operating parameters of the NOx storage catalyst.
Insbesondere kann das Betriebsprofil des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung ein Betriebsprofil sein, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ < 1) ist. Dies ist förderlich für eine Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators.In particular, the operating profile of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device may be an operating profile in which the air-fuel ratio (λ) is a rich air-fuel ratio (λ <1). This is conducive to regeneration of the NOx storage catalyst.
Auch kann das Betriebsprofil des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung ein Betriebsprofil ist, in welchem dem Verbrennungsmotor zurückgeführtes Abgas zugeführt wird (AGR% > 0). Dies ist wie oben beschrieben besonders vorteilhaft für eine im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch effiziente Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators.
- D: Ermitteln eines von dem Fahrzeug zu durchfahrenden Fahrprofils des autonom fahrenden Fahrzeugs (
2 ), in welchem der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung innerhalb des in (C) ermittelten Betriebsprofils betrieben werden. Das von dem Fahrzeug zu durchfahrende Fahrprofil kann beispielsweise eine Geschwindigkeit des autonom fahrenden Fahrzeuges und die aktivierte Gangstufe eines Übersetzungsgetriebes des autonom fahrenden Fahrzeuges umfassen. Wenn das Übersetzungsgetriebe ein stufenloses CVS-Getriebe ist, dann bezeichnet die Gangstufe eine gewählte Übersetzung aus dem Übersetzungsbereich des CVS-Getriebes. Dadurch, dass ein Fahrprofil ermittelt wird, in welchem der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung innerhalb des in (C) ermittelten Betriebsprofils betrieben werden, liegen während des Fahrprofils günstige Bedingungen für eine effiziente und vollständige Regeneration des NOx-Speicherkatalysators vor. - E: Durchfahren des in (D) ermittelten Fahrprofils. Wenn das ermittelte Fahrprofil durchfahren wird, wird eine vollständige und effiziente Regernation des NOx-Speicherkatalysators unterstützt.
- D: Determining a driving profile of the autonomously driving vehicle to be traversed by the vehicle (
2 ), in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated within the operating profile determined in (C). The driving profile to be traveled by the vehicle can include, for example, a speed of the autonomously driving vehicle and the activated gear stage of a transmission of the autonomously driving vehicle. If the transmission gear is a continuously variable CVS transmission, then the gear stage designates a selected gear ratio from the transmission range of the CVS transmission. By determining a driving profile in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated within the operating profile determined in (C), favorable conditions for efficient and complete regeneration of the NOx storage catalytic converter are present during the driving profile. - E: Passing through the travel profile determined in (D). If the determined driving profile is passed through, a complete and efficient regeneration of the NOx storage catalytic converter is supported.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Betriebsprofil des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung ein n-dimensionaler Parameterraum sein, welcher ausschließlich Parametersätze enthält, deren Anwendung einen Betrieb des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung beschreiben, in dem sich der mindestens eine Betriebsparameter des NOx-Speicher-Katalysators in dem für diesen Betriebsparameter gewählten SOLL-Wertfenster bewegt.In the method according to the invention, the operating profile of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device can be an n-dimensional parameter space which contains only parameter sets whose application describe an operation of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device, in which the at least one operating parameter of the NOx storage catalyst in the moves to the desired value window selected for this operating parameter.
Beispielsweise kann das Betriebsprofils des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung Kombinationen einer momentanen Last (MD), eines momentanen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (λ), einer momentanen Drehzahl (n) und einer Abgasrückführrate (AGR%) umfassen, welche in einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ des Abgases stromaufwärts des NOx-Speicher-Katalysators und einem Abgasvolumenstrom (V .A) durch den NOx-Speicher-Katalysators resultieren, die im in Verfahrensschritt (B) festgelegten SOLL-Wertfenster liegen. So wird sichergestellt, dass der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung so betrieben werden, dass für die Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators günstige Bedingungen vorherrschen.For example, the operating profile of the internal combustion engine and exhaust gas recirculation means may include combinations of instantaneous load (M D ), instantaneous air-fuel ratio (λ), instantaneous speed (n), and exhaust gas recirculation rate (EGR%) present in an air-fuel Ratio λ of the exhaust gas upstream of the NOx storage catalyst and an exhaust gas volume flow (V A ) by the NOx storage catalyst resulting in the target value window set in step (B). This ensures that the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated in such a way that favorable conditions prevail for the regeneration of the NOx storage catalytic converter.
Das Betriebsprofil des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung kann insbesondere ein n-dimensionaler Parameterraum ist, welcher ausschließlich Parametersätze enthält, deren Anwendung einen Betrieb des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung beschreiben, in dem sich der mindestens eine Betriebsparameter des NOx-Speicher-Katalysators ohne Unterbrechung bis zum Erreichen einer vollständigen Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators in dem für diesen Betriebsparameter gewählten SOLL-Wertfenster bewegt. So wird eine unvollständige Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators vermieden, was vorteilhaft für den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs ist.The operating profile of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device can in particular be an n-dimensional parameter space which exclusively contains parameter sets whose application describe an operation of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device in which the at least one operating parameter of the NOx storage catalytic converter reaches its destination without interruption a complete regeneration of the NOx storage catalyst moves in the selected for this operating parameter desired value window. Thus, an incomplete regeneration of the NOx storage catalyst is avoided, which is advantageous for the fuel consumption of the vehicle.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als Fahrprofil des autonom fahrenden Fahrzeuges ein Fahrprofil eingestellt werden, in dem der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung in dem für sie in Verfahrensschritt (C) gewählten Betriebsprofil betrieben werden. In einem solchen Fahrprofil ist die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators vorteilhaft effektiv durchführbar. In the context of the method according to the invention, a driving profile can be set as the driving profile of the autonomously driving vehicle, in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated in the operating profile selected for them in process step (C). In such a driving profile, the regeneration of the NOx storage catalyst is advantageously carried out effectively.
Um dies zu erreichen, nehmen die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der Gradient der Geschwindigkeit des Fahrzeuges nur Werte an, deren resultierende Lasten MD und Drehzahlen des Verbrennungsmotors innerhalb eines aus Kombinationen einer aktivierten Gangstufe des Fahrzeuges und dem n-dimensionalen Parameterraum des gewählten Betriebsprofils des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung gelegenen Parameterraums liegen. Die Verwendung dieser Vorschrift erleichtert die Ermittlung eines Fahrprofils, in dem der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung während des Fahrprofils in dem für sie bestimmten Betriebsprofil betrieben werden.To achieve this, the speed of the vehicle and the gradient of the speed of the vehicle only take on values, the resulting loads M D and engine speeds within one of combinations of an activated ratio of the vehicle and the n-dimensional parameter space of the selected operating profile of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation parameter space lying. The use of this rule facilitates the determination of a driving profile in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated during the driving profile in the operating profile intended for them.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet einen Abstand zwischen dem autonom fahrende Fahrzeug und einem im Straßenverkehr voraus fahrenden Fahrzeug als variablen Parameter, um ein Fahrprofil festzulegen. Auch in einem solchen Fahrprofil nehmen die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der Gradient der Geschwindigkeit des Fahrzeuges nur Werte an, deren resultierende Lasten MD und Drehzahlen des Verbrennungsmotors innerhalb eines aus Kombinationen einer aktivierten Gangstufe des Fahrzeuges und dem n-dimensionalen Parameterraum des gewählten Betriebsprofils des Verbrennungsmotors und der Abgasrückführeinrichtung gelegenen Parameterraums liegen.A further embodiment of the method according to the invention uses a distance between the autonomously driving vehicle and a vehicle driving ahead in the road as a variable parameter in order to determine a driving profile. Even in such a driving profile, the speed of the vehicle and the gradient of the speed of the vehicle only take values, the resulting loads M D and engine speeds within one of combinations of an activated gear ratio of the vehicle and the n-dimensional parameter space of the selected operating profile of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation parameter space lying.
Die Nutzung des Abstands zwischen dem autonom fahrenden Fahrzeug und einem im Straßenverkehr voraus fahrenden Fahrzeug als variablen Parameter unterstützt die Ermittlung eines Fahrprofils, in dem der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung während des Fahrprofils in dem für sie bestimmten Betriebsprofil betrieben werden.The use of the distance between the autonomously driving vehicle and a road ahead driving vehicle as a variable parameter supports the determination of a driving profile in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated during the driving profile in the specific operating profile for them.
Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgebildet sein, dass elektronisch bereitgestellte Information berücksichtigt werden, um ein Fahrprofil einzustellen. Solche Informationen können die Verkehrslage auf möglichen Fahrstrecken des autonom fahrenden Fahrzeugs betreffen. Die Nutzung dieser Informationen unterstützt die Ermittlung eines Fahrprofils, in dem der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung während des Fahrprofils in dem für sie bestimmten Betriebsprofil betrieben werden.The method according to the invention can also be designed so that electronically provided information is taken into account Adjust driving profile. Such information may relate to the traffic situation on possible routes of the autonomously driving vehicle. The use of this information supports the determination of a driving profile in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated during the driving profile in the operating profile intended for them.
Die elektronisch bereitgestellten Informationen zur Ermittlung des Betriebsprofils (C) können also zumindest von einem Verkehrsleitsystem übermittelte Informationen umfassen, bspw. Informationen über die Fahrstrecke und/oder Informationen über die Verkehrslage. Die vom Verkehrsleitsystem übermittelten Informationen können dabei über Lichtzeichenanlagen an das Fahrzeug übermittelt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, zur Ermittlung des Betriebsprofils (C) zumindest Informationen heranzuziehen, welche mit weiteren autonom fahrenden Fahrzeugen ausgetauscht wurden.The information provided electronically to determine the operating profile (C) can therefore comprise at least information transmitted by a traffic control system, for example information about the route and / or information about the traffic situation. The information transmitted by the traffic control system can be transmitted to the vehicle via traffic lights. It is also possible to use for determining the operating profile (C) at least information that has been exchanged with other autonomously driving vehicles.
In einer weiteren Ausprägung kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgebildet sein, dass mit anderen autonom fahrenden Fahrzeugen ausgetauschte Information verwendet werden, um ein Fahrprofil einzustellen. So können zum einen Informationen, die anderen Fahrzeugen zeitlich früher zur Verfügung stehen als dem den Prozess ausführenden autonom fahrenden Fahrzeug, bei der Festlegung des Fahrprofils berücksichtigt werden. In a further embodiment, the method according to the invention can be designed so that information exchanged with other autonomously driving vehicles is used to set a driving profile. Thus, on the one hand, information that is available to other vehicles earlier in time than the autonomously driving vehicle executing the process can be taken into account when determining the driving profile.
Auch können von anderen Fahrzeugen festgelegte Fahrprofile zur Festlegung eines eigenen Fahrprofils verwendet werden. Verschiedene autonom fahrende Fahrzeuge können sich so untereinander koordinieren, um beispielsweise vorteilhaft kraftstoffsparende Fahrprofile festzulegen. Insgesamt unterstützt die Berücksichtigung des Austauschs von Informationen zwischen autonom fahrenden Fahrzeugen die Ermittlung eines Fahrprofils, in dem der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung während des Fahrprofils in dem für sie bestimmten Betriebsprofil betrieben werden.Also defined by other vehicles driving profiles can be used to determine a separate driving profile. Various autonomously driving vehicles can thus coordinate with each other, for example, to set advantageous fuel-efficient driving profiles. Overall, the consideration of the exchange of information between autonomous vehicles supports the determination of a driving profile in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated during the driving profile in the operating profile intended for them.
Der erfindungsgemäße Prozess kann auch so ausgebildet sein, dass Informationen mit Lichtzeichenanlagen (umgangssprachlich Verkehrsampeln) ausgetauscht werden. Beispielsweise können Informationen über bevorstehende Ampelphasen vorteilhaft dazu verwendet werden, Fahrprofile festzulegen, in denen der Verbrennungsmotor und die Abgasrückführeinrichtung während des Fahrprofils in dem für sie bestimmten Betriebsprofil betrieben werden.The process according to the invention can also be designed so that information is exchanged with traffic light systems (colloquially traffic lights). For example, information about impending traffic light phases can be advantageously used to determine driving profiles in which the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation device are operated during the driving profile in the operating profile intended for them.
Teil der Offenbarung ist auch eine Steuerungseinrichtung zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeugs, die zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung kann dazu unter anderem den Verbrennungsmotor, das Übersetzungsgetriebe, und die Abgasrückführeinrichtung ansteuern sowie Betriebsparameter ermitteln.Part of the disclosure is also a control device for operating an autonomously driving vehicle, which is designed for application of the method according to the invention. Among other things, the control device according to the invention can control the internal combustion engine, the transmission gear, and the exhaust gas recirculation device and determine operating parameters.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein autonom fahrendes Fahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor, einen NOx-Speicher-Katalysator, ein Übersetzungsgetriebe, und eine Abgasrückführeinrichtung, welches eine erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung umfasst.Another aspect of the invention is an autonomously driving vehicle comprising an internal combustion engine, a NOx storage catalyst, a transmission gear, and an exhaust gas recirculation device comprising a control device according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgend angeführten detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor. Das Ausführungsbeispiel wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Es zeigt: Further features and advantages will be apparent from the following detailed description of an embodiment of the invention. The embodiment will be explained in more detail with reference to the figures. It shows:
Bei dem Verbrennungsmotor
NOx-Speicher-Katalysatoren
Zwischen Verbrennungsmotor
Diese Anordnung von Turbine
Die Abgasrückführeinrichtung
Die Abgasrückführeinrichtung
Eine mechanische Energie
Zwischen Verbrennungsmotor
Bei dem autonom fahrenden Fahrzeug
Wenn ein Regenerationsbedarf festgestellt wurde, wird in einem Schritt B ein SOLL-Wertfenster für zumindest einen Betriebsparameter des NOx-Speicher-Katalysators
Bei der Festlegung der SOLL-Wertfenster sind unter anderem die konstruktiven Gegebenheiten sowie die chemischen Eigenschaften des NOx-Speicherkatalysators zu beachten. Wenn diese bekannt und berücksichtigt sind, lassen sich SOLL-Wertfenster für die Betriebsparameter des NOx-Speicher-Katalysators
Beispielsweise kann bei bekannter Geometrie des NOx-Speicher-Katalysators
Eine untere Grenze des SOLL-Wertfensters für den Abgasvolumenstrom V .A kann beispielsweise aus strömungstechnischen Gegebenheiten innerhalb des NOx-Speicher-Katalysators
In einem Schritt C wird ein Betriebsprofil für den Verbrennungsmotor
Da das erfindungsgemäße Verfahren auf eine möglichst effektive Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators
Wenn die Ladung
Der Wert des Parameters Last MD hängt daher neben der konstruktiven Ausführung des Verbrennungsmotors
Wenn AGR% = 100% festgesetzt ist, ergeben sich für den Parameter Drehzahl n des Verbrennungsmotors
Da die Last des Verbrennungsmotors
Abschließend für Verfahrensschritt C ist ein oder mehrere plausible Betriebsprofile für den Verbrennungsmotor
In Schritt D der beispielhaften Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Fahrprofil festgelegt, das von dem autonom fahrenden Fahrzeug
Die auf das Fahrzeug
Zur Ermittlung eines solchen Fahrprofils kann der Abstand des autonom fahrenden Fahrzeugs
Um die Ermittlung eines solchen Fahrprofils zu unterstützen, können neben elektronisch bereitgestellte Informationen über die geographischen Gegebenheiten der Wegstrecke des autonom fahrenden Fahrzeugs
Es können auch Informationen mit anderen Fahrzeugen ausgetauscht werden. Wenn es sich um autonom fahrende Fahrzeuge handelt, können beispielswiese Fahrprofile anderer autonom fahrender Fahrzeuge berücksichtigt und Fahrprofile zwischen Fahrzeugen synchronisiert werden. Es können auch Informationen mit Lichtzeichenanlagen (Verkehrsampeln) ausgetauscht werden. Beispielsweise können so anstehende Rot- oder Grünphasen einer Ampel berücksichtigt werden.It is also possible to exchange information with other vehicles. When it comes to autonomously driving vehicles, for example, driving profiles of other autonomously driving vehicles can be considered and driving profiles can be synchronized between vehicles. It is also possible to exchange information with traffic lights (traffic lights). For example, pending red or green phases of a traffic light can be taken into account.
Insgesamt kann so ein Fahrprofil festgelegt werden, welches eine vollständige und effektive Regeneration des NOx-Speicherkatalysators unterstützt und in einem das autonom fahrende Fahrzeug
In Verfahrensschritt D wird das in C ermittelte Fahrprofil vom autonom fahrenden Fahrzeug
Eine erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung
Die Steuerungseinrichtung
Durch den erfindungsgemäßen Prozess kann die Regeneration des NOx-Speicher-Katalysators
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- NOx-Speicher-Katalysator NOx storage catalyst
- 22
- Autonom fahrendes Fahrzeug Autonomous vehicle
- 33
- Verbrennungsmotor internal combustion engine
- 44
- Übersetzungsgetriebe up gear
- 55
- Abgas exhaust
- 6 6
- Energieenergy
- 77
- Turbine turbine
- 88th
- Abgasrückführeinrichtung Exhaust gas recirculation device
- 99
- Verdichter compressor
- 1010
- Steuerungseinrichtung control device
- 1111
- Frischluft fresh air
- 1212
- Ladung charge
- λλ
- Luft-Kraftstoff-Verhältnis Air-fuel ratio
- AGR%AGR%
- Abgasrückführrate Exhaust gas recirculation rate
- MD M D
- Last des Verbrennungsmotors Load of the internal combustion engine
- nn
- Drehzahl rotation speed
- TT
- Temperatur des NOx-Speicher-Katalysators Temperature of the NOx storage catalyst
- V .A V. A
- Abgasvolumenstrom Exhaust gas volume flow
- TA T A
- Abgastemperatur exhaust gas temperature
- A, A‘, A‘‘, B, C, D, E, FA, A ', A ", B, C, D, E, F
- Schritte des Verfahrens Steps of the procedure
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009014360 A1 [0002] DE 102009014360 A1 [0002]
- DE 10158480 C1 [0016] DE 10158480 C1 [0016]
- DE 3912353 A1 [0020] DE 3912353 A1 [0020]
Claims (19)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015221543.1 | 2015-11-03 | ||
DE102015221543 | 2015-11-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016219041A1 true DE102016219041A1 (en) | 2017-05-04 |
Family
ID=58546189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016219041.5A Ceased DE102016219041A1 (en) | 2015-11-03 | 2016-09-30 | A method for regenerating an exhaust aftertreatment system, in particular a NOx storage catalyst of an autonomously driving vehicle in conjunction with low-pressure exhaust gas recirculation and control device for an exhaust aftertreatment system and vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016219041A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3066543A3 (en) * | 2017-05-16 | 2018-11-23 | Renault Sas | PROCESS FOR PURGING A NITROGEN OXIDE TRAP FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND ASSOCIATED MOTORIZATION DEVICE |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3912353A1 (en) | 1988-04-14 | 1989-11-09 | Nissan Motor | Self-controlling vehicle and method for operating the same |
DE10158480C1 (en) | 2001-11-28 | 2003-10-09 | Omg Ag & Co Kg | Method and device for operating an engine of a motor vehicle |
DE102009014360A1 (en) | 2009-03-21 | 2010-09-23 | Daimler Ag | Method for regeneration of nitrogen oxide storage catalyst arranged in exhaust gas system of motor vehicle diesel engine, involves selecting set of predetermined engine operating parameters influencing content of exhaust gas |
-
2016
- 2016-09-30 DE DE102016219041.5A patent/DE102016219041A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3912353A1 (en) | 1988-04-14 | 1989-11-09 | Nissan Motor | Self-controlling vehicle and method for operating the same |
DE10158480C1 (en) | 2001-11-28 | 2003-10-09 | Omg Ag & Co Kg | Method and device for operating an engine of a motor vehicle |
DE102009014360A1 (en) | 2009-03-21 | 2010-09-23 | Daimler Ag | Method for regeneration of nitrogen oxide storage catalyst arranged in exhaust gas system of motor vehicle diesel engine, involves selecting set of predetermined engine operating parameters influencing content of exhaust gas |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3066543A3 (en) * | 2017-05-16 | 2018-11-23 | Renault Sas | PROCESS FOR PURGING A NITROGEN OXIDE TRAP FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND ASSOCIATED MOTORIZATION DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE202015003616U1 (en) | A control system for diagnosing a malfunction of a pressure sensor in an aftertreatment system of an internal combustion engine | |
DE102016208834A1 (en) | A method of operating an internal combustion engine installed in a vehicle | |
DE102015111158B4 (en) | Engine system and method for controlling flow of exhaust gas | |
DE102016222012A1 (en) | Method for controlling a NOx storage catalyst | |
DE102014106379A1 (en) | Diesel particulate filter with passive regeneration during stationary PTO drive | |
EP1658424B1 (en) | Method for operating an internal combustion engine comprising an exhaust gas purification system | |
DE102017000732A1 (en) | Motor control or regulation | |
DE102018207413A1 (en) | Method for operating an engine brake in an internal combustion engine | |
DE102015216751A1 (en) | Motor vehicle with exhaust gas recirculation | |
DE102015114057A1 (en) | Internal combustion engine system for controlling exhaust gas flow | |
DE202014009073U1 (en) | Internal combustion engine with a system for selective catalytic reduction | |
DE102016211487A1 (en) | Method for controlling the temperature of an exhaust aftertreatment device during operation of an autonomously driving vehicle and control device for an exhaust aftertreatment system and vehicle with control device | |
DE102016219041A1 (en) | A method for regenerating an exhaust aftertreatment system, in particular a NOx storage catalyst of an autonomously driving vehicle in conjunction with low-pressure exhaust gas recirculation and control device for an exhaust aftertreatment system and vehicle | |
DE102016224430B4 (en) | Method for determining a driving profile for regeneration of an exhaust gas aftertreatment device by means of electric heating for a vehicle with an internal combustion engine and control device for an exhaust gas aftertreatment system and vehicle | |
DE102012222107A1 (en) | Method for controlling exhaust gas recirculation | |
DE102016219544B4 (en) | Method for diagnosing an exhaust aftertreatment system, in particular a NOx storage catalytic converter of an autonomously driving vehicle in connection with low-pressure exhaust gas recirculation and control device for an exhaust aftertreatment system and vehicle | |
DE102016215386A1 (en) | Method for optimizing NOx emissions in a combined exhaust aftertreatment system | |
DE102015217394A1 (en) | Method for controlling a particle filter and motor vehicle | |
DE102017211163A1 (en) | Method for blocking or enabling a fuel cutoff | |
DE102015220039A1 (en) | Operating method and motor vehicle | |
DE102016219549A1 (en) | A method for monitoring an exhaust aftertreatment system, in particular a NOx storage catalyst of an autonomously driving vehicle with parallel hybrid drive and control device for an exhaust aftertreatment system and vehicle | |
DE102016224396A1 (en) | Method and control unit for controlling a powertrain of an ego vehicle | |
DE202015004385U1 (en) | Computer program for operating a drive system | |
DE102015202904B4 (en) | Operating method and motor vehicle | |
DE102015220182B4 (en) | Operating procedures and motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATERIS THEOBALD ELBEL & PARTNER, PATENTANWAEL, DE Representative=s name: PATERIS THEOBALD ELBEL FISCHER, PATENTANWAELTE, DE |
|
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |