DE102017003240A1 - A method for regenerating an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, computer program for performing the method and associated motor vehicle - Google Patents

A method for regenerating an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, computer program for performing the method and associated motor vehicle Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei dem das Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine aufweist, mit der im laufenden Betrieb eine Kurbelwelle antreibbar ist. Im Betrieb werden die Abgase der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zugeleitet. Bei dem Verfahren wird die Brennkraftmaschine in einen Freilaufbetrieb versetzt, und zwar durch Entkoppeln der Brennkraftmaschine vom Antriebsstrang. Dann wird die Kurbelwelle mit einem Zusatzantrieb angetrieben bzw. gedreht, um einen für die Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung erforderlichen Sauerstoffüberschuss in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu erzeugen.What is described is a method for regenerating an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, in which the motor vehicle has an internal combustion engine with which a crankshaft can be driven during operation. In operation, the exhaust gases are supplied to the exhaust aftertreatment device. In the method, the internal combustion engine is placed in a freewheeling operation, by decoupling the internal combustion engine from the drive train. Then, the crankshaft is driven with an auxiliary drive to produce an excess of oxygen in the exhaust aftertreatment device required for the regeneration of the exhaust aftertreatment device.

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Im Speziellen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung, insbesondere eines Abgaspartikelfilters eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.The invention generally relates to a method for regenerating an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle. In particular, the invention relates to a method for regenerating an exhaust aftertreatment device, in particular an exhaust gas particulate filter of a motor vehicle with an internal combustion engine, a computer program for carrying out the method.

Abgasnachbehandlungsvorrichtungen werden unter anderem eingesetzt, um Abgase, insbesondere Abgase von Brennkraftmaschinen, von umweltschädlichen Abgaskomponenten wie zum Beispiel NOx oder Abgaspartikeln zu reinigen. Abgaspartikelfilter setzten sich im Laufe des Betriebs durch in den Abgasen vorhandenen Rußpartikel zu. Zur Aufrechterhaltung der Funktionalität werden die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen einem Regenerationsprozess unterzogen.Exhaust aftertreatment devices are used, inter alia, to purify exhaust gases, in particular exhaust gases from internal combustion engines, from environmentally harmful exhaust gas components such as, for example, NOx or exhaust gas particles. In the course of operation exhaust-gas particulate filters settle due to soot particles present in the exhaust gases. To maintain functionality, the exhaust aftertreatment devices undergo a regeneration process.

Aufgabe von Ausführungsformen der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine und speziell eines Abgaspartikelfilters eines Kraftfahrzeugs anzugeben.Object of embodiments of the invention is to provide a method for regenerating an exhaust aftertreatment device of an internal combustion engine and especially an exhaust particulate filter of a motor vehicle.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Partikelfilters für Benzinmotoren bzw. einem GPF (gasoline particle filter) oder eines Partikelfilters für Dieselmotoren bzw. einem DPF angegeben. Das Kraftfahrzeug besitzt eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Benzin- oder Dieselmotor. Bei der Brennkraftmaschine ist im laufenden Betrieb, d.h. wenn sie eingeschaltet ist und Zylinder befeuert werden, eine Kurbelwelle auf bekannte Art und Weise antreibbar und werden die Abgase der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zugeleitet.According to a first aspect, a method for regenerating an exhaust gas aftertreatment device of a motor vehicle, in particular a particle filter for gasoline engines or a GPF (gasoline particle filter) or a particulate filter for diesel engines or a DPF is specified. The motor vehicle has an internal combustion engine, in particular a gasoline or diesel engine. In the internal combustion engine, during operation, i. when it is on and cylinders are fired, a crankshaft drivable in a known manner and the exhaust gases are fed to the exhaust aftertreatment device.

Das vorgeschlagene Verfahren umfasst dabei in einem ersten Schritt das Versetzen der Brennkraftmaschine in einen Freilaufbetrieb, was durch ein Entkoppeln der Brennkraftmaschine vom Antriebsstrang erfolgt. Beim Freilaufbetrieb, im Englischen auch sailing oder coasting genannt, rollt das Fahrzeug dank seiner kinetischen Energie ohne Antrieb, wobei die Brennkraftmaschine entweder ein- oder ausgeschaltet sein kann. Im Freilaufbetrieb wird die Brennkraftmaschine nicht geschleppt, so dass die Rollphase gegenüber dem Schubbetrieb länger ausfällt, was Kraftstoff sparen hilft.The proposed method comprises in a first step, the displacement of the internal combustion engine in a freewheeling operation, which takes place by decoupling the internal combustion engine from the drive train. When freewheeling, also called sailing or coasting in English, the vehicle rolls thanks to its kinetic energy without drive, the internal combustion engine can either be on or off. In freewheeling operation, the internal combustion engine is not dragged, so that the rolling phase over the coasting longer fails, which helps save fuel.

Vorgelagert vor diesem Schritt kann ein den Freilaufbetrieb auslösendes Ereignis von einer geeigneten Sensorik erfasst werden, insbesondere eine Betätigung der Fahrzeugkupplung durch den Fahrer, bei Vorhandensein eines manuellen oder automatischen Getriebes ein Schalten in den Normalgang, oder ein Loslassen des Gaspedals durch den Fahrer, was vollständig oder nahezu vollständig erfolgen kann. Bei einem Automatikgetriebe oder bei Vorhandensein eines um eine elektronische Kupplung ergänzen manuellen Getriebes wird die Brennkraftmaschine vom Antriebsstrang automatisiert entkoppelt bzw. wird der von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern verlaufende Kraftfluss unterbrochen.Upstream of this step, an event triggering the coasting operation can be detected by suitable sensors, in particular an actuation of the vehicle clutch by the driver, in the presence of a manual or automatic transmission, a shift to normal gear, or a release of the accelerator pedal by the driver, what complete or almost completely. In an automatic transmission or in the presence of a supplement to an electronic clutch manual transmission, the internal combustion engine is automatically decoupled from the drive train or the running of the engine to the drive wheels power flow is interrupted.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Antreibens der Kurbelwelle mit einem Zusatzantrieb zur Erzeugung eines für die Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung erforderlichen Sauerstoffüberschusses.The method further comprises a step of driving the crankshaft with an auxiliary drive to produce an excess of oxygen required for the regeneration of the exhaust aftertreatment device.

Bedingt durch den Sauerstoffüberschuss in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann ein sogenannter passiver Regenerationsprozess angestoßen werden, in dem die in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung vorhandenen Rußpartikel bzw. Ablagerungen in einer sauerstoffreichen Atmosphäre innerhalb der Abgasnachbehandlungsvorrichtung verbrannt werden, wodurch sich die Abgasnachbehandlungsvorrichtung regenerieren kann.Due to the excess of oxygen in the exhaust aftertreatment device, a so-called passive regeneration process may be initiated by burning the soot particles or deposits present in the exhaust aftertreatment device in an oxygen-rich atmosphere within the exhaust aftertreatment device, whereby the exhaust aftertreatment device may regenerate.

Im Unterschied zur bekannten Schubabschaltung (im Englischen DFCO- bzw. Deceleration-Fuel-Cut-Off-Betrieb genannt), bei dem die Kraftstoffzufuhr bei losgelassenem Gaspedal unterbrochen ist und bei dem die Brennkraftmaschine nicht vom Antriebstrang entkoppelt ist, wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die Fahrzeugdynamik während des Freilaufs durch den Antriebstrang nicht beeinflusst, d.h. kommt es nicht zu einem Bremseffekt wie durch das Schleppen der Brennkraftmaschine. Weiterhin wird der Regenerationsprozess der Abgasnachbehandlungsvorrichtung im Unterschied zu dem passiven Regenerationsprozess bei der Schubabschaltung von dem Fahrzustand des Fahrzeugs nicht beeinflusst bzw. nicht beeinträchtigt.In contrast to the known overrun cutoff (called DFCO or Deceleration Fuel Cut-Off operation), in which the fuel supply is interrupted when the accelerator pedal is released and in which the internal combustion engine is not decoupled from the drive train, according to the proposed method Vehicle dynamics during the freewheel through the drive train is not affected, ie it does not come to a braking effect as by the tow of the internal combustion engine. Furthermore, unlike the passive regeneration process in the fuel cut, the regeneration process of the exhaust gas aftertreatment device is not affected or impaired by the running state of the vehicle.

Das Verfahren ermöglicht eine kontrollierte Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung während eines Freilaufbetriebs des Kraftfahrzeugs. Bei der Schubabschaltung hingegen ist eine freie Einstellung der Drehzahl und damit eine kontrollierte Regeneration nicht ohne weiteres möglich, da die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb an dem aktuell eingelegten Gang und an die Fahrzeuggeschwindigkeit gekoppelt ist.The method enables a controlled regeneration of the exhaust aftertreatment device during a freewheeling operation of the motor vehicle. In the fuel cut, however, a free adjustment of the speed and thus a controlled regeneration is not readily possible because the speed of the engine is coupled in overrun at the currently engaged gear and the vehicle speed.

Außerdem kann das Verfahren auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, welche über eine Start-Stopp-Funktionalität verfügen bzw. bei welchen die Brennkraftmaschine in Freilaufphasen automatisch abgeschaltet wird, denn gemäß dem Verfahren ist ein laufender Betrieb der Brennkraftmaschine nicht erforderlich. Vielmehr sorgt die (erzwungene) Drehung der Kurbelwelle dafür, dass der für den Regenerationsvorgang nötige Sauerstoff zur Abgasnachbehandlungsvorrichtung gefördert wird. Hierzu muss nur sichergestellt werden, dass Ein- und Auslassventile gleichzeitig offen sind, damit sauerstoffhaltige Frischluft vom Einlasstrakt kommend dank eines vorhandenen Druckgefälles den oder die Verbrennungsräume der Brennkraftmaschine durchströmen und in den Abgastrakt mit seiner Abgasnachbehandlungseinrichtung strömen kann. In dieser Betriebsphase agiert die Brennkraftmaschine sozusagen wie eine Luftpumpe, die die Frischluft zur Abgasnachbehandlungseinrichtung fördert.In addition, the method can also be used in vehicles which have a start-stop functionality or in which the internal combustion engine is automatically switched off in freewheeling phases, because according to the method, a running operation of the internal combustion engine is not required. Rather, the (forced) rotation of the crankshaft ensures that the for the Regeneration process required oxygen is promoted to the exhaust aftertreatment device. For this purpose, it must only be ensured that intake and exhaust valves are open at the same time, so that oxygen-containing fresh air coming from the intake tract, thanks to an existing pressure gradient, can flow through the combustion chambers of the internal combustion engine and flow into the exhaust gas tract with its exhaust aftertreatment device. In this operating phase, the internal combustion engine acts, so to speak, like an air pump, which conveys the fresh air to the exhaust aftertreatment device.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird nach dem Schritt des Versetzens der Brennkraftmaschine in einen Freilaufbetrieb die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.In one embodiment of the method, after the step of displacing the internal combustion engine into a freewheeling operation, the internal combustion engine is switched off, whereby the fuel consumption is reduced.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens treibt der Zusatzantrieb die Kurbelwelle mit ca. 100 bis ca. 300 Umdrehungen pro Minute an. Diese gegenüber der normalen Leerlaufdrehzahl reduzierte Drehzahl kann mit einem Elektromotor erreicht werden. Der Elektromotor kann in Kraftflussrichtung nach der Brennkraftmaschine angeordnet sein, so dass Brennkraftmaschine und Elektromotor in Serie angeordnet sind.In a further embodiment of the method, the auxiliary drive drives the crankshaft at about 100 to about 300 revolutions per minute. This compared to the normal idle speed reduced speed can be achieved with an electric motor. The electric motor may be arranged in the power flow direction after the internal combustion engine, so that the internal combustion engine and the electric motor are arranged in series.

Das Verfahren kann so ausgestaltet werden, dass die vom Zusatzantrieb zu erreichende Drehzahl im Wesentlichen wenigstens zeitabschnittsweise konstant gehalten wird. Im Wesentlichen konstant bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Drehzahl im Rahmen der Mess- bzw. Einstellgenauigkeit, insbesondere von etwa 5% bis 10%, konstant gehalten wird. Auf diese Weise kann der Sauerstoffüberschuss in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung weitgehend konstant gehalten werden, so dass sich reproduzierbarere Ergebnisse beim eingestellten Wert des Sauerstoffüberschusses einstellen lassen und die Regeneration kontrolliert erfolgen kann.The method can be configured such that the speed to be reached by the auxiliary drive is kept essentially constant at least in sections of time. Substantially constant in this context means that the rotational speed is kept constant within the scope of the measuring or setting accuracy, in particular from approximately 5% to 10%. In this way, the oxygen excess in the exhaust gas aftertreatment device can be kept substantially constant, so that reproducible results can be set at the set value of the excess oxygen and the regeneration can take place in a controlled manner.

Das Antreiben der Kurbelwelle kann durch eine kombinierte Elektromotor-Lichtmaschineneinheit mit Riemen- oder Kettenantrieb (englisch: belt alternator starter - BAS) bzw. durch dessen Elektromotor erfolgen. Möglich ist auch der Einsatz eines mit einem Elektromotor ausgestatteten manuellen Getriebes (englisch electrified manual transmission - eMT). Bei diesem dient der Elektromotor der Hybridisierung des manuellen Getriebes, indem er in definierten Betriebsphasen einer der Getriebewellen ein Drehmoment aufprägt, so dass bei geschlossener Kupplung auch die Kurbelwelle antreibbar ist. Auch möglich ist ein in Kraftflussrichtung nach der Brennkraftmaschine angeordneter (separater) Elektromotor anstelle des Elektromotors von BAS oder eMT.The driving of the crankshaft can be done by a combined electric motor-generator unit with belt or chain drive (English: belt alternator starter - BAS) or by the electric motor. It is also possible to use a manual transmission equipped with an electric motor (English electrified manual transmission - eMT). In this, the electric motor is used to hybridize the manual transmission by imposing a torque in defined operating phases of one of the transmission shafts, so that when the clutch is engaged, the crankshaft can also be driven. Also possible is a (separate) electric motor arranged in the power flow direction downstream of the internal combustion engine instead of the electric motor of BAS or eMT.

Das Abschalten der Brennkraftmaschine kann insbesondere ohne Zusatzlast durch eine graduelle bzw. sanfte, insbesondere nicht abrupte Reduzierung der Kraftstoffzufuhr bis hin zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erfolgen. Durch graduelle bzw. sanfte Reduzierung der Kraftstoffzufuhr ohne Zusatzlast kann das Abschalten der Brennkraftmaschine auf besonders motorschonende Weise durchgeführt werden.The switching off of the internal combustion engine can take place in particular without additional load by a gradual or gentle, in particular not abrupt, reduction of the fuel supply up to the interruption of the fuel supply. By gradual or gentle reduction of the fuel supply without additional load, the shutdown of the engine can be performed in a particularly gentle on the engine.

Das Verfahren kann das Durchführen einer Diagnostik bzw. eines Diagnostiktests während des Freilaufbetriebs umfassen, insbesondere wenn der Freilaufbetrieb bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine erfolgt. Im Unterschied zum Schubbetrieb ist im Freilaufbetrieb aufgrund der Entkopplung der Brennkraftmaschine vom Antriebstrang eine freie Gestaltung bzw. Durchführung von Diagnostiktests möglich, ohne dabei das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu beeinflussen bzw. zu beeinträchtigen.The method may include performing a diagnostic or a diagnostic test during the freewheeling operation, in particular when the freewheeling operation takes place with the internal combustion engine switched off. In contrast to overrun operation, a free design or implementation of diagnostic tests is possible in free-running operation due to the decoupling of the internal combustion engine from the drive train, without influencing or adversely affecting the driving behavior of the vehicle.

Zudem kann durch die Durchführung der Diagnostik während des Freilaufbetriebs die Qualität bzw. die Erfolgsrate der Diagnostik unter gleichzeitiger Minimierung des CO2-Ausstoßes erhöht werden.In addition, by performing the diagnostics during the freewheeling operation, the quality or the success rate of the diagnostics can be increased while at the same time minimizing the CO 2 emission.

Im Freilaufbetrieb kann ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine über wenigstens einen Betriebsparameter eingestellt werden. Der Betriebsparameter ist insbesondere eine Drehzahl und/oder eine Last der Brennkraftmaschine. Durch diese Vorgehensweise kann die Diagnostik bei unterschiedlichen Betriebsmodi der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.In freewheeling operation, an operating state of the internal combustion engine can be set via at least one operating parameter. The operating parameter is in particular a rotational speed and / or a load of the internal combustion engine. By doing so, the diagnostics can be performed at different operating modes of the internal combustion engine.

Der wenigstens eine Betriebsparameter der Brennkraftmaschine kann auch einen zeitlich variablen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine umfassen. Die zeitliche Variabilität des wenigstens einen Betriebsparameters der Brennkraftmaschine ermöglicht eine Diagnostik unter unterschiedlichen dynamischen Bedingungen der Brennkraftmaschine.The at least one operating parameter of the internal combustion engine may also include a time-variable operating parameter of the internal combustion engine. The temporal variability of the at least one operating parameter of the internal combustion engine enables diagnostics under different dynamic conditions of the internal combustion engine.

Beim Durchführen der Diagnostik kann die Brennkraftmaschine mit einer variablen Last, insbesondere durch den Zusatzantrieb, beaufschlagt werden. Durch die Beaufschlagung der Brennkraftmaschine mit einer variablen Last können während des Diagnostiktests Fahrsituationen mit variabler Belastung der Brennkraftmaschine simuliert werden.When performing the diagnostics, the internal combustion engine with a variable load, in particular by the auxiliary drive, are acted upon. By subjecting the internal combustion engine with a variable load driving situations with variable load of the internal combustion engine can be simulated during the diagnostic test.

Das Einstellen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine ein Einstellen eines einem Leerlauf der Brennkraftmaschine ähnlichen Betriebszustand umfasst. Dadurch können Diagnostiziertests zur Untersuchung des Leerlaufverhaltens der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.Setting the operating state of the internal combustion engine comprises adjusting an operating state similar to an engine idling. As a result, diagnostic tests can be carried out to investigate the idling behavior of the internal combustion engine.

Die Brennkraftmaschine kann während des Diagnostiktests derart von dem Zusatzantrieb angetrieben werden, dass das Antreiben der Brennkraftmaschine einem Antreiben der Brennkraftmaschine durch den Antriebstrang während eines Schubbetriebs des Fahrzeugs entspricht. Dadurch kann während des Diagnostiktests eine Schubabschaltung insbesondere zur Diagnostik eines O2-Sensors bzw. Katalysators simuliert werden, ohne jedoch das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu beeinflussen.The internal combustion engine can during the diagnostic test of the auxiliary drive are driven, that the driving of the internal combustion engine corresponds to a driving of the internal combustion engine by the drive train during a coasting operation of the vehicle. As a result, an overrun fuel cutoff can be simulated during the diagnostic test, in particular for the diagnosis of an O 2 sensor or catalytic converter, without, however, influencing the driving behavior of the vehicle.

Während des Diagnostiktests kann die Drehzahl bzw. die Last der Brennkraftmaschine auf möglichst niedrigem Niveau gewählt werden, insbesondere ohne dabei die Aussagekraft des Diagnostiktests zu beeinträchtigen. Dadurch kann die Sauerstoffanreicherung des Abgases bzw. der Sauerstoffüberschuss zur Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung aufrechterhalten werden.During the diagnostic test, the speed or the load of the internal combustion engine can be selected at the lowest possible level, in particular without impairing the validity of the diagnostic test. As a result, the oxygen enrichment of the exhaust gas or the excess of oxygen for the regeneration of the exhaust aftertreatment device can be maintained.

Während des Diagnostiktests kann das von der Brennkraftmaschine entwickelte Drehmoment erfasst und ausgewertet werden. Bei der Auswertung kann insbesondere der Tatsache Rechnung getragen werden, dass das im Diagnostiktest erfasste Drehmoment tendenziell niedriger ausfallen kann. Denn wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch den Zusatzantrieb eingestellt wird, werden etwaige Reibungskräfte durch den Zusatzantrieb und nicht durch die Brennkraftmaschine überwinden werden.During the diagnostic test, the torque developed by the internal combustion engine can be detected and evaluated. In the evaluation, in particular the fact can be taken into account that the torque detected in the diagnostic test can tend to be lower. For if the speed of the internal combustion engine is adjusted by the auxiliary drive, any friction forces will be overcome by the auxiliary drive and not by the internal combustion engine.

Die Brennkraftmaschine kann eine insbesondere einstellbare Drosselklappe aufweisen, und der Sauerstoffüberschuss in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann durch eine weite Öffnung, insbesondere durch eine mehr als 70%ige bzw. 80%ige Öffnung und jeweils bis zu 100%, im Speziellen durch eine maximale oder volle Öffnung, der Drosselklappe bei der abgeschalteten Brennkraftmaschine erzeugt werden.The internal combustion engine may have a particularly adjustable throttle valve, and the excess oxygen in the exhaust gas aftertreatment device may through a wide opening, in particular by a more than 70% or 80% opening and each up to 100%, in particular by a maximum or full opening , the throttle valve are generated in the shutdown internal combustion engine.

Durch die offene Drosselklappe bei abgeschalteter Brennkraftmaschine kann der Sauerstoff durch die Brennkraftmaschine hindurchfließen, ohne innerhalb der Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoff chemisch zu reagieren. Die weite bzw. die volle Öffnung der Drosselklappe sorgt zudem dafür, dass ein ausreichender Sauerstoffüberschuss für eine effiziente Regeneration zur Verfügung steht.Owing to the open throttle valve when the internal combustion engine is switched off, the oxygen can flow through the internal combustion engine without chemically reacting with a fuel within the internal combustion engine. The wide or full opening of the throttle valve also ensures that sufficient oxygen is available for efficient regeneration.

Mittels einem der Abgasnachbehandlungsvorrichtung nachgeschalteten Abgassensor kann wenigstens ein aktueller Abgasparameter erfasst werden, wobei die Brennkraftmaschine zurück in den Freilaufbetrieb ohne Drehung versetzt bzw. der Regenerationsvorgang beendet wird, wenn anhand des erfassten wenigstens eines aktuellen Abgasparameters, bspw. ein Sauerstoffwert, insbesondere eine Sauerstoffkonzentration oder ein mit diesen Parametern korrelierender Parameter, damit festgestellt wird, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung sich im Wesentlichen bzw. weitgehend regeneriert hat.At least one current exhaust gas parameter can be detected by means of an exhaust gas aftertreatment device connected downstream of the exhaust gas engine. The regeneration process is terminated when the detected at least one actual exhaust gas parameter, for example an oxygen value, in particular an oxygen concentration or a parameters correlating with these parameters to determine that the exhaust aftertreatment device has substantially or substantially regenerated.

Durch den der Abgasnachbehandlungsvorrichtung nachgeschalteten Abgassensor kann somit der Regenerationsprozess dahingehend kontrolliert werden, dass der Regenerationsprozess bzw. die (erzwungene) Drehung der Brennkraftmaschine nur dann durchgeführt wird, wenn dies auch wirklich erforderlich ist. Dadurch kann der Regenerationsprozess insgesamt effizient durchgeführt werden.By the exhaust gas aftertreatment device downstream exhaust gas sensor thus the regeneration process can be controlled to the effect that the regeneration process or the (forced) rotation of the internal combustion engine is only performed when this is really necessary. As a result, the regeneration process can be carried out efficiently overall.

Als der wenigstens eine aktuelle Abgasparameter kann eine aktuelle Sauerstoffkonzentration in dem Abgas herangezogen werden, wobei der Regenerationsvorgang beendet wird, wenn die Sauerstoffkonzentration einen vordefinierten Wert überschreitet. Die Sauerstoffkonzentration bzw. die zeitliche Änderung der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas flussabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann als Indiz dafür dienen, inwieweit der Prozess der Verbrennung von Ablagerungen bzw. Rußpartikeln in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung fortgeschritten ist. Werden beispielweise alle Ablagerungen in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung vollständig verbrannt, so ist die Sauerstoffkonzentration nach der Abgasnachbehandlungsvorrichtung maximal.As the at least one current exhaust gas parameter, a current oxygen concentration in the exhaust gas can be used, wherein the regeneration process is ended when the oxygen concentration exceeds a predefined value. The oxygen concentration or the temporal change in the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the exhaust aftertreatment device can serve as an indication of the extent to which the process of combustion of deposits or soot particles in the exhaust gas aftertreatment device has progressed. For example, if all deposits in the exhaust aftertreatment device completely burned, the oxygen concentration after the exhaust aftertreatment device is maximum.

Als der wenigstens eine aktuelle Abgasparameter kann eine aktuelle CO2-Konzentration bzw. eine aktuelle Partikel-Konzentration in dem Abgas herangezogen werden, wobei der Regenerationsvorgang beendet wird, wenn die CO2-Konzentration bzw. die Feinpartikel-Konzentration einen vordefinierten Wert unterschreitet.As the at least one current exhaust gas parameter, a current CO 2 concentration or a current particle concentration in the exhaust gas can be used, wherein the regeneration process is terminated when the CO 2 concentration or the fine particle concentration falls below a predefined value.

Die CO2-Konzentration bzw. Partikel-Konzentration in dem Abgas flussabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann ebenfalls als Indiz dafür dienen, inwieweit der Prozess der Verbrennung von Ablagerungen bzw. Rußpartikeln in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung fortgeschritten ist. Werden beispielweise alle Ablagerungen in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung vollständig verbrannt, so ist die CO2-Konzentration minimal.The CO 2 concentration or particulate concentration in the exhaust gas downstream of the exhaust aftertreatment device may also serve as an indication of the extent to which the process of combustion of particulate matter in the exhaust aftertreatment device has progressed. For example, if all deposits in the exhaust aftertreatment device completely burned, the CO 2 concentration is minimal.

Als Zusatzantrieb der Brennkraftmaschine kann ein Elektromotor eingesetzt werden.As an additional drive of the internal combustion engine, an electric motor can be used.

Durch eine elektronische Ansteuerung des Elektromotors kann die Drehzahl der erzwungenen Drehung der Brennkraftmaschine bzw. die Last der Brennkraftmaschine während des Diagnostiktests auf einfache Weise eingestellt bzw. konstant gehalten werden.By an electronic control of the electric motor, the speed of the forced rotation of the internal combustion engine or the load of the internal combustion engine can be set or kept constant during the diagnostic test in a simple manner.

Das Kraftfahrzeug kann als Hybridfahrzeug ausgeführt sein, der neben der Brennkraftmaschine einen Elektromotor umfasst, und wobei als Zusatzantrieb der Elektromotor eingesetzt wird.The motor vehicle may be designed as a hybrid vehicle, which comprises an electric motor in addition to the internal combustion engine, and wherein the electric motor is used as an additional drive.

Das Kraftfahrzeug kann insbesondere als Hybridfahrzeug mit einem BAS oder Belt-Alternator-Starter ausgeführt sein. In der BAS-Konfiguration können der Elektromotor und die Brennkraftmaschine ein Drehmoment auf eine gemeinsame Achse erzeugen. The motor vehicle can be embodied, in particular, as a hybrid vehicle with a BAS or Belt Alternator starter. In the BAS configuration, the electric motor and the engine may generate torque on a common axis.

Die parallele Anordnung des Elektromotors und der Brennkraftmaschine in der BAS-Konfiguration kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch den Elektromotor auf einfache Weise eingestellt werden. Zudem zeichnet sich die BAS-Konfiguration durch eine Kompaktheit aus, was einen kompakten und leichten Aufbau erlaubt.The parallel arrangement of the electric motor and the internal combustion engine in the BAS configuration, the rotational speed of the internal combustion engine can be adjusted by the electric motor in a simple manner. In addition, the BAS configuration is characterized by a compactness, which allows a compact and lightweight design.

Für den Zusatzantrieb der Brennkraftmaschine kann alternativ oder kumulativ ein eigens dafür vorgesehener Elektromotor vorgesehen sein. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann insbesondere einen Abgasfilter und/oder einen Katalysator umfassen.For the additional drive of the internal combustion engine, alternatively or cumulatively, a dedicated electric motor may be provided. The exhaust aftertreatment device may in particular comprise an exhaust gas filter and / or a catalyst.

Durch den verfahrensmäßigen Regenerationsprozess kann die Effizienz sowie die Lebensdauer des Abgasfilters bzw. des Katalysators auf einfache Weise erhöht werden.The procedural regeneration process can easily increase the efficiency and the service life of the exhaust gas filter or of the catalytic converter.

Die Drehzahl kann in einem Bereich von etwa 100 bis 300 Umdrehungen pro Minute einstellbar sein. Dadurch kann ein ausreichender Sauerstoffüberschuss zur Durchführung der Regeneration erzeugt werden. Die Drehzahl kann dabei auch in Abhängigkeit von einer aktuellen Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung gewählt werden, wodurch eine für die aktuelle Temperatur optimale Drehzahl einstellt werden kann.The speed may be adjustable in a range of about 100 to 300 revolutions per minute. As a result, a sufficient excess of oxygen to carry out the regeneration can be generated. The speed can also be selected depending on a current temperature of the exhaust aftertreatment device, whereby an optimal for the current temperature speed can be adjusted.

Die Einstellung der Drehzahl kann als Tabelle oder Kennfeld in der Brennkraftmaschine hinterlegt sein. Insbesondere kann die Tabelle eine während der Testmessungen erfasste Abhängigkeit zwischen der aktuellen Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und der optimalen Drehzahl der Brennkraftmaschine enthalten.The setting of the speed can be stored as a table or map in the internal combustion engine. In particular, the table may include a detected during the test measurements dependence between the current temperature of the exhaust aftertreatment device and the optimal speed of the internal combustion engine.

Mit Hilfe der Tabelle kann die Drehzahl auf einfache Weise an die jeweils aktuelle die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zur Optimierung des Regenerationsprozesses angepasst werden. Die Tabelle wird in einem nicht-flüchtigen Speicher, bspw. einem Flash-Speicher, abgelegt und der Mikroprozessor des Motorsteuergeräts greift während des Fahrbetriebs darauf zurück.Using the table, the speed can be easily adapted to the current temperature of the exhaust aftertreatment device to optimize the regeneration process. The table is stored in a non-volatile memory, for example a flash memory, and the microprocessor of the engine control unit accesses it during the driving operation.

Nach weiteren Aspekten wird ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt, d.h. ein computerlesbares Medium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, vorgeschlagen, das der Steuerung eines Regenerationsvorgangs einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs dient und das, wenn es auf einer Recheneinheit eines Fahrzeuges ausgeführt wird, die Recheneinheit anweist, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Das Computerprogramm ermöglicht insbesondere durch eine Einhaltung einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl der erzwungenen Drehung der Brennkraftmaschine eine kontrollierte Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung während eines Freilaufbetriebs des Kraftfahrzeugs.In other aspects, a computer program and a computer program product, i. proposed a computer-readable medium on which the computer program is stored, which is used to control a regeneration process of an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle and which, when executed on a computing unit of a vehicle, instructs the arithmetic unit to perform the method described above. The computer program enables a controlled regeneration of the exhaust aftertreatment device during a freewheeling operation of the motor vehicle, in particular by maintaining a substantially constant speed of the forced rotation of the internal combustion engine.

Es wird ferner ein Kraftfahrzeug angegeben, das eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung sowie einen Elektromotor umfasst. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich durch eine effiziente Abgasnachbehandlung bzw. Filterung sowie durch einen umweltfreundlichen Betrieb aus.There is also provided a motor vehicle comprising an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment device and an electric motor. The motor vehicle is characterized by an efficient exhaust aftertreatment or filtering and by an environmentally friendly operation.

Das Kraftfahrzeug kann insbesondere als Hybridfahrzeug ausgebildet sein, welcher neben der Brennkraftmaschine einen Elektromotor aufweist und derart ausgebildet ist, dass die Brennkraftmaschine im ausgeschalteten Zustand durch den Elektromotor des Hybridmotors antreibbar ist. Wie oben dargestellt kann der Elektromotor von einem BAS oder von einem eMT bereitgestellt werden oder ein separater Elektromotor sein.The motor vehicle may in particular be designed as a hybrid vehicle, which has an electric motor in addition to the internal combustion engine and is designed such that the internal combustion engine can be driven in the off state by the electric motor of the hybrid motor. As indicated above, the electric motor may be provided by a BAS or eMT or may be a separate electric motor.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

  • 1a zeigt schematisch ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
  • 1b zeigt schematisch ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 1b zeigt schematisch ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel,
  • 3 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Ablauf des Freilaufbetriebs mit bzw. ohne Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.
  • 1a shows schematically a drive system of a motor vehicle according to an embodiment,
  • 1b schematically shows a drive system of a motor vehicle according to a second embodiment,
  • 1b shows schematically a drive system of a motor vehicle according to a third embodiment,
  • 2 shows a flowchart of a method for regenerating an exhaust aftertreatment device according to an embodiment,
  • 3 shows an example of a timing of the freewheeling operation with or without regeneration of the exhaust aftertreatment device.

1a zeigt schematisch ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 1 ist ein Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine 3 sowie einem Elektromotor 4. 1a schematically shows a drive system of a motor vehicle according to a first embodiment. The drive system 1 is a hybrid drive with an internal combustion engine 3 as well as an electric motor 4 ,

In diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Hybridfahrzeug eine kombinierte Elektromotor-Lichtmaschineneinheit 4a, auch BAS (englisch: Belt-Alternator-Starter) genannt, das gleichzeitig Elektromotor 4 und Lichtmaschine 4b ist, was durch die gestrichelte Linie 4c angedeutet ist. Dabei kann sowohl die Brennkraftmaschine 3 als auch der Elektromotor 4 ein Drehmoment erzeugen, um die Kurbelwelle anzutreiben. Der Elektromotor 4 und die Brennkraftmaschine 3 sind über einen Riementrieb mechanisch gekoppelt, so dass sowohl der Elektromotor 4 als auch die Brennkraftmaschine 3 über denselben Antriebsstrang 5 das Kraftfahrzeug antreiben können. Im regulären Fahrbetrieb treibt die Brennkraftmaschine 3 das Kraftfahrzeug an und lädt die als Lichtmaschine 4b der kombinierten Elektromotor-Lichtmaschineneinheit 4a die Batterie des Hybridfahrzeugs auf. Beim Fahrzeugstart vermag der Elektromotor 4 ein Drehmoment zu erzeugen, um die Kurbelwelle 6 anzutreiben und darüber die Brennkraftmaschine 3 zu starten, so dass dann der Elektromotor 4 als Anlasser fungiert.In this embodiment, the hybrid vehicle has a combined electric motor-alternator unit 4a , also called BAS (English: Belt Alternator Starter), the same time electric motor 4 and alternator 4b is what is through the dashed line 4c is indicated. It can both the internal combustion engine 3 as well as the electric motor 4 generate a torque to drive the crankshaft. The electric motor 4 and the internal combustion engine 3 are mechanically coupled via a belt drive, so that both the electric motor 4 as well as the internal combustion engine 3 over the same powertrain 5 can drive the motor vehicle. In regular driving the internal combustion engine drives 3 the motor vehicle and loads the as an alternator 4b the combined electric motor-alternator unit 4a the battery of the hybrid vehicle. When starting the vehicle, the electric motor is capable 4 to generate a torque around the crankshaft 6 to drive and about the internal combustion engine 3 to start, so that then the electric motor 4 acts as a starter.

Der Riementrieb zwischen der Brennkraftmaschine 3 und dem Elektromotor 4 wird in 1 durch einen breiten Pfeil 14 schematisch dargestellt. Der Kraftfluss verläuft von der Kurbelwelle 6 zur elektronischen Kupplung 8, die wie üblich über insbesondere elektrische Aktuatoren geöffnet bzw. geschlossen wird, so dass das Kupplungspedal nicht mit der Kupplung 8 mechanisch gekoppelt ist. Von der Kupplung 8 erläuft der Kraftfluss weiter zum Getriebe 7 und von dort in Doppelpfeilrichtung zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs.The belt drive between the internal combustion engine 3 and the electric motor 4 is in 1 through a broad arrow 14 shown schematically. The power flow runs from the crankshaft 6 to the electronic clutch 8th , which is opened or closed as usual via particular electric actuators, so that the clutch pedal does not interfere with the clutch 8th is mechanically coupled. From the clutch 8th the power flow continues to the transmission 7 and from there in the double arrow direction to the drive wheels of the motor vehicle.

Das Antriebssystem umfasst auch einen Abgastrakt 9 mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10, einem Abgassensor 11, insbesondere einem Sauerstoffsensor, sowie eine Abgasleitung 12, welche die Brennkraftmaschine mit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 und mit dem Abgassensor 11 verbindet.The drive system also includes an exhaust tract 9 with an exhaust aftertreatment device 10 , an exhaust gas sensor 11 , in particular an oxygen sensor, and an exhaust pipe 12 showing the internal combustion engine with the exhaust aftertreatment device 10 and with the exhaust gas sensor 11 combines.

Das in der Brennkraftmaschine erzeugte Abgas wird über die Abgasleitung 12 durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 zu einem Auspuff (nicht gezeigt) geleitet. Die Abgasflussrichtung in der Abgasleitung 12 wird durch einen Pfeil 13 dargestellt. Durch den Abgassensor 11, der stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 angeordnet ist, wird ein oder werden mehrere Parameter des Abgases, insbesondere ein Sauerstoffgehalt des Abgases oder ein anderer mit dem Sauerstoffgehalt korrelierender Parameter, nach der Abgasnachbehandlung in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 erfasst.The exhaust gas generated in the internal combustion engine is via the exhaust pipe 12 through the exhaust aftertreatment device 10 directed to an exhaust (not shown). The exhaust flow direction in the exhaust pipe 12 is by an arrow 13 shown. Through the exhaust gas sensor 11 located downstream of the exhaust aftertreatment device 10 is arranged, one or more parameters of the exhaust gas, in particular an oxygen content of the exhaust gas or another parameter correlating with the oxygen content, after the exhaust aftertreatment in the exhaust aftertreatment device 10 detected.

Der Abgassensor 11 ermöglicht eine Diagnostik unter anderem während eines Freilaufbetriebs des Motors 2. Insbesondere kann anhand der von dem Abgassensor 11 erfassten Daten der Regenerationsprozess der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 kontrolliert werden. Durch die Kontrolle des Regenerationsprozesses kann insbesondere der optimale Betrieb der Abgasnachbehandlungsvorrichtung sichergestellt werden.The exhaust gas sensor 11 allows diagnostics during, among other things, a freewheeling operation of the engine 2 , In particular, on the basis of the exhaust gas sensor 11 recorded data, the regeneration process of the exhaust aftertreatment device 10 to be controlled. By controlling the regeneration process, in particular the optimal operation of the exhaust aftertreatment device can be ensured.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 einen Katalysator 14 sowie einen Partikelfilter bzw. GPF 15 für Benzinmotoren (Gasoline Particle Filter). Bei einer Ausführung mit einer Diesel-Brennkraftmaschine kann die Abgasnachbehandlungsvorrichtung als ein Diesel-Partikelfilter ausgebildet sein.In the embodiment shown, the exhaust aftertreatment device comprises 10 a catalyst 14 as well as a particle filter or GPF 15 for gasoline engines (Gasoline Particle Filter). In an embodiment with a diesel internal combustion engine, the exhaust aftertreatment device may be formed as a diesel particulate filter.

Der Abgassensor 10 erfasst einen aktuellen Sauerstoffgehalt in dem Abgas, dessen Wert unter anderem auf die Effizienz der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 zurückschließen lässt.The exhaust gas sensor 10 detects a current oxygen content in the exhaust gas, the value of which, inter alia, on the efficiency of the exhaust aftertreatment device 10 can close back.

1b zeigt ein zu 1a alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände bezeichnen. Bei dieser Bauform kommt kein BAS zum Einsatz, sondern ein separater Elektromotor 4d, der zwischen Brennkraftmaschine 3 und Kupplung 8 angeordnet ist. Die Funktionalität ist wie oben beschrieben. Bei der weiteren Ausführungsform von 1c ist der Elektromotor 4e mechanisch an das Getriebe 7 angekoppelt und kann einerseits bei offener Kupplung 8 und geschlossener Kupplung 8' auf eine Getriebewelle ein Drehmoment aufbringen und das Fahrzeug antreiben, andererseits aber bei geschlossener Kupplung 8 und bevorzugt offener Kupplung 8' die Kurbelwelle 6 antreiben. 1b indicates one 1a alternative embodiment, in which like reference numerals designate like objects. In this design, no BAS is used, but a separate electric motor 4d that is between internal combustion engine 3 and clutch 8th is arranged. The functionality is as described above. In the further embodiment of 1c is the electric motor 4e mechanically to the gearbox 7 coupled and on the one hand with the clutch open 8th and closed clutch 8 'apply torque to a transmission shaft and drive the vehicle, but on the other hand, with the clutch engaged 8th and preferably open clutch 8 ', the crankshaft 6 drive.

2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel. 2 FIG. 12 shows a flowchart of a method for regenerating an exhaust aftertreatment device according to an embodiment.

Das Flussdiagramm 100 zeigt insbesondere Verfahrensschritte beim Regenerieren der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10, ausgehendend von einer Ausgangsituation 101 bzw. von einem Ausgangszustand 101, wenn ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem 1 der 1 und angetrieben von der Brennkraftmaschine 3 gefahren wird.The flowchart 100 shows in particular process steps in the regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 , starting from a starting situation 101 or from an initial state 101 when a vehicle with the propulsion system 1 of the 1 and powered by the internal combustion engine 3 is driven.

Von einer Ausgangssituation 101 ohne Freilauf ausgehend, wird in dem Abfrageschritt 110 abgefragt, ob ein einen Freilaufbetrieb bzw. Ausrollbetrieb oder Coasting des Fahrzeugs auslösendes Ereignis, beispielsweise die Betätigung der Kupplung durch den Fahrzeugfahrer, stattgefunden hat.From a starting situation 101 without freewheeling, in the polling step 110 queried whether a freewheeling operation or coasting operation or coasting of the vehicle triggering event, for example, the actuation of the clutch by the vehicle driver, has taken place.

Wird im Abfrageschritt 110 festgestellt, dass kein Freilauf auslösendes Ereignis stattgefunden hat, so wird die Fahrt ohne Freilaufbetrieb fortgesetzt. Hat hingegen das Freilauf auslösendes Ereignis stattgefunden, so wird der Freilaufbetrieb des Fahrzeugs aktiviert bzw. das Fahrzeug in den Freilaufmodus versetzt, was dem Kasten 120 in dem Flussdiagramm entspricht.Will in the query step 110 determined that no freewheel triggering event has taken place, the journey is continued without freewheeling operation. If, however, the freewheel triggering event has taken place, the freewheeling operation of the vehicle is activated or the vehicle is put in the freewheeling mode, which is the box 120 in the flowchart.

Der Freilauf kann insbesondere ausgelöst werden, wenn der Fahrer den Fuß vom Gaspedal nimmt. Daraufhin wird der Antriebsstrang automatisch durch das Automatikgetriebe oder mit Hilfe einer elektronischen Kupplung, beispielsweise bei Fahrzeugen mit manuellen Getriebe, von der Brennkraftmaschine entkoppelt. The freewheel can be triggered in particular when the driver takes his foot off the gas pedal. Then the drive train is automatically decoupled from the engine by the automatic transmission or by means of an electronic clutch, for example in vehicles with manual transmission.

Während des Freilaufbetriebs wird im Abfrageschritt 130 abgefragt, ob eine Regenerierung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 erforderlich ist. Dies kann insbesondere anhand der von dem Abgassensor 11 erfassten Daten festgestellt werden.During the freewheeling operation, in the polling step 130 queried whether a regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 is required. This can in particular be based on that of the exhaust gas sensor 11 recorded data.

Wird im Abfrageschritt 130 festgestellt, dass eine Regenerierung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 erforderlich ist, wird im Verfahrensschritt 140 die Brennkraftmaschine 3 langsam, insbesondere ohne abruptes Abwürgen der Kraftstoffzufuhr abgeschaltet. Dabei wird die Brennkraftmaschine 3 ohne eine Zusatzlast bei weit bzw. voll geöffneter Drosselklappe heruntergefahren. Die Abschaltung der Brennkraftmaschine 3 kann insbesondere durch eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erfolgen.Will in the query step 130 found that a regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 is required is in the process step 140 the internal combustion engine 3 slowly shut off, especially without abruptly stalling the fuel supply. This is the internal combustion engine 3 shut down without an additional load at wide or fully opened throttle. The shutdown of the internal combustion engine 3 can be done in particular by interrupting the fuel supply.

Darauf folgt ein Schritt 160 des Regenerierens der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 bei einer niedrigen Drehzahl der Brennkraftmaschine 3. Dabei wird die Brennkraftmaschine 3 zur Drehung mit einer konstanten Drehzahl durch einen Zusatzantrieb gezwungen. Als Zusatzantrieb der Brennkraftmaschine 3 kann der Elektromotor 4 eingesetzt werden.This is followed by a step 160 the regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 at a low speed of the internal combustion engine 3 , This is the internal combustion engine 3 forced to rotate at a constant speed by an auxiliary drive. As an additional drive of the internal combustion engine 3 can the electric motor 4 be used.

Zum Antreiben der der Kurbelwelle kann auch je nach Ausführungsform ein dedizierter Elektromotor oder der Startermotor der Brennkraftmaschine 3 eingesetzt werden. Durch die Drehung der Kurbelwelle durch den Zusatzantrieb wird der für die Regeneration erforderliche Sauerstoffüberschuss erzeugt, wobei die Einstellbarkeit der Drehzahl einen kontrollierten Regenerationsprozess ermöglicht.Depending on the embodiment, a dedicated electric motor or the starter motor of the internal combustion engine can also be used to drive the crankshaft 3 be used. The rotation of the crankshaft by the auxiliary drive generates the excess oxygen required for the regeneration, the adjustability of the rotational speed allowing a controlled regeneration process.

Im Abfrageschritt 170 wird abgefragt, ob die Regenerierung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist bzw. ob die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 keine weitere Regeneration benötigt. Dies kann insbesondere anhand der von dem Abgassensor 11 erfassten Daten festgestellt werden.In the query step 170 is queried whether the regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 is completed or whether the exhaust aftertreatment device 10 no further regeneration needed. This can in particular be based on that of the exhaust gas sensor 11 recorded data.

Wird in dem Abfrageschritt 170 festgestellt, dass die Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 noch nicht abgeschlossen ist, so wird der Regenerationsprozess im Verfahrensschritt 160 fortgesetzt. Wird hingegen im Abfrageschritt 170 festgestellt, dass der Regenerationsprozess abgeschlossen ist, so kehrt das Fahrzeug in den normalen Freilaufbetrieb bzw. zu dem Schritt 120 zurück.Will in the query step 170 found that the regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 not yet completed, so the regeneration process in the process step 160 continued. On the other hand, in the query step 170 If the regeneration process has been determined to have been completed, the vehicle returns to the normal free-running mode or to the step 120 back.

Gemäß einem weiteren Durchführungsbeispiel umfasst das Verfahren das Durchführen eines Diagnostiktests.According to another embodiment, the method includes performing a diagnostic test.

Der Diagnostiktest kann insbesondere während des Freilaufbetriebs, also nach dem Verfahrensschritt 120, durchgeführt werden. Während des Diagnostiktests kann ein oder können mehrere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gemäß einem durchzuführenden Test eingestellt werden. Insbesondere kann die Brennkraftmaschine während des Diagnostiktest mit einer variablen Last, insbesondere durch den Zusatzantrieb beaufschlagt werden.The diagnostic test can in particular during the freewheeling operation, ie after the process step 120 , be performed. During the diagnostic test, one or more operating parameters of the internal combustion engine may be set according to a test to be performed. In particular, the internal combustion engine can be acted upon during the diagnostic test with a variable load, in particular by the auxiliary drive.

Insbesondere kann der Diagnostiktest nach dem Abfrageschritt 130 durchgeführt werden, falls in dem Abfrageschritt 130 festgestellt wird, dass eine Regenerierung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 nicht erforderlich ist.In particular, the diagnostic test after the query step 130 be performed if in the query step 130 it is stated that a regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 is not required.

Gemäß einem Durchführungsbeispiel kann der Diagnostiktest nach dem Abfrageschritt 170 durchgeführt werden, falls in dem Abfrageschritt 170 festgestellt wird, dass die Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist.According to an embodiment, the diagnostic test may be after the query step 170 be performed if in the query step 170 it is stated that the regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 is completed.

Gemäß einem Durchführungsbeispiel kann der Diagnostiktest mit einem Regenerationsprozess der Abgasnachbehandlungsvorrichtung kombiniert werden. Insbesondere kann beim Diagnostiktest die Drehzahl bzw. die Last der Brennkraftmaschine derart niedrig gehalten werden, dass ein für die passive Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung erforderlicher Sauerstoffüberschuss bzw. eine Sauerstoffanreicherung in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung erzielt wird.According to an embodiment, the diagnostic test may be combined with a regeneration process of the exhaust after-treatment device. In particular, during the diagnostic test, the speed or the load of the internal combustion engine can be kept so low that an oxygen excess or oxygen enrichment required for the passive regeneration of the exhaust gas aftertreatment device is achieved in the exhaust gas aftertreatment device.

3 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Ablauf des Freilaufbetriebs mit bzw. ohne Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung. 3 shows an example of a timing of the freewheeling operation with or without regeneration of the exhaust aftertreatment device.

Die obere Kurve zeigt eine beispielhafte Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit v = v(t) von der Zeit t schematisch. An einem bestimmten Zeitpunkt t0 findet das Freilauf auslösende Ereignis statt, worauf eine Freilauf- bzw. Ausrollphase folgt, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit monoton abnimmt. Am Ende der Freilaufphase beschleunigt sich das erneut durch die Brennkraftmaschine angetriebene Fahrzeug, was an dem Anstieg der v(t) nach der Zeit t2 zu sehen ist.The upper curve shows an exemplary dependency of the vehicle speed v = v (t) of the time t schematically. At a certain time t 0 , the freewheel triggering event takes place, followed by a freewheeling or coasting phase in which the vehicle speed decreases monotonically. At the end of the freewheeling phase, the vehicle driven again by the internal combustion engine accelerates, which can be seen from the increase in the value of v (t) after time t 2 .

Der zeitliche Ablauf des Freilaufbetriebs wird anhand der Drehzahl RPM (revolutions per minute) der Brennkraftmaschine 3 und anhand der Sauerstoffzufuhr P(O2) in willkürlichen Einheiten an die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 verdeutlicht.The timing of the freewheeling operation is based on the speed RPM (revolutions per minute) of the internal combustion engine 3 and the oxygen supply P (O 2 ) in arbitrary units to the exhaust aftertreatment device 10 clarified.

Diese Parameter werden jeweils für den Freilaufbetreib ohne bzw. mit der Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung gezeigt. Dabei entspricht die jeweils untere Kurve dem Freilauf im Regenerationsmodus. Der Regenerationsmodus wird durch Index R gekennzeichnet.These parameters are respectively for the freewheeling operation without or with the regeneration of Exhaust after-treatment device shown. The lower curve corresponds to the freewheel in the regeneration mode. The regeneration mode is indicated by index R.

Wie man an der Zeitabhängigkeit der Drehzahl RPM der Brennkraftmaschine ohne Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung erkennen kann, nimmt die Drehzahl RPM unmittelbar nach der Einleitung des Freilaufbetriebs an dem Zeitpunkt t0 steil ab, und bleibt die gesamte restliche Zeitdauer des Freilaufbetriebs auf dem Null-Niveau, was einer kompletten Abschaltung der Brennkraftmaschine entspricht.As can be seen from the time dependency of the engine speed RPM without regeneration of the exhaust aftertreatment device, the RPM speed decreases sharply immediately after the initiation of the coasting operation at the time t 0 , and the entire remaining time of the coasting operation remains at the zero level a complete shutdown of the internal combustion engine corresponds.

Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Brennkraftmaschine durch eine Start-Stopp-Steuerung auf Detektion eines den Freilauf auslösenden Ereignisses - beispielweise einer Betätigung der Kupplung - hin automatisch abgeschaltet wird. Am Ende der Ausrollphase bzw. Freilaufphase zum Zeitpunkt t2 wird insbesondere durch die Start-Stopp-Steuerung die Brennkraftmaschine wieder angelassen und die Drehzahl RPM steigt wieder an.This is the case, for example, when the internal combustion engine is automatically switched off by a start-stop control upon detection of an event triggering the freewheel-for example, an actuation of the clutch. At the end of the coasting phase or freewheeling phase at time t 2 , the internal combustion engine is restarted in particular by the start-stop control and the rotational speed RPM rises again.

In dem Regenerationsmodus fällt die Drehzahl RPMR nach dem Zeitpunkt t0 insgesamt langsamer ab bis zu einer Drehzahl von etwa 200 Umdrehungen pro Minute, die dann bis zur Beendigung des Regenerationsvorgangs am Zeitpunkt t1 anhand der Drehung durch den Elektromotor 4 konstant gehalten wird.In the regeneration mode, the RPM R decreases after the time t 0 altogether slower down to a speed of about 200 revolutions per minute, which then until the completion of the regeneration process at time t 1 based on the rotation by the electric motor 4 is kept constant.

Die unteren zwei Kurven zeigen die Sauerstoffzufuhr P(O2) ohne (die obere der beiden Kurven) und mit der Regeneration.The lower two curves show the oxygen supply P (O 2 ) without (the upper of the two curves) and with the regeneration.

Wie man an der oberen Kurve erkenn kann, wird die Sauerstoffzufuhr ohne Regenerationsbetrieb mit dem Abschalten der Brennkraftmaschine 3 relativ schnell, insbesondere zusammen mit dem Einbruch in der Drehzahl (RPM) unterbrochen, so dass in der gesamten Freilaufphase der Abgasnachbehandlungsvorrichtung kein Sauerstoff zugeführt wird.As can be seen in the upper curve, the oxygen supply without regeneration operation with the shutdown of the internal combustion engine 3 relatively quickly, in particular interrupted together with the collapse in the rotational speed (RPM), so that no oxygen is supplied in the entire freewheeling phase of the exhaust gas aftertreatment device.

Beim Freilauf mit der Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung hingegen steigt die Sauerstoffzufuhr schnell an und bleibt bis zum Zeitpunkt t1 bzw. bis zum Abschluss des Regenerationsprozesses auf einem relativ hohen Niveau. Diese Erhöhung der Sauerstoffzufuhr PR(O2) ist auf die weite bzw. volle Öffnung der Drosselklappe der Brennkraftmaschine zurückzuführen. Der Öffnungswinkel der Drosselklappe kann hierbei im Bereich von ca. 70° bis ca. 90°, insbesondere von ca. 80° bis ca. 90° gewählt werden, wobei 0° eine vollständig geschlossene und 90° (dies entspricht einer Öffnung von 100%) eine vollständig offene Drosselklappe bedeutet.When freewheeling with the regeneration of the exhaust aftertreatment device, however, the oxygen supply increases rapidly and remains until the time t 1 or until the completion of the regeneration process at a relatively high level. This increase in the oxygen supply P R (O 2 ) is due to the wide or full opening of the throttle valve of the internal combustion engine. The opening angle of the throttle valve can be selected in the range of about 70 ° to about 90 °, in particular from about 80 ° to about 90 °, where 0 ° is a fully closed and 90 ° (this corresponds to an opening of 100% ) means a fully open throttle.

Die Erhöhung der Sauerstoffzufuhr führt zu einem ausreichenden Sauerstoffüberschuss, um eine passive Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung einzuleiten, so dass die Freilaufphase des Fahrzeugs effizient für die Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 genutzt werden kann.Increasing the oxygen supply results in sufficient oxygen excess to initiate passive regeneration of the exhaust aftertreatment device, such that the overrun phase of the vehicle is efficient for regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 can be used.

Wird insbesondere anhand der von dem Abgassensor 11 erfassten Daten festgestellt, dass sich die Abgasnachbehandlungsvorrichtung weitgehend erholt bzw. regeneriert hat, so besteht kein Bedarf an Fortsetzung der Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10. Die Sauerstoffzufuhr bzw. die Drehung der Brennkraftmaschine 3 durch den Elektromotor 4 kann somit beendet werden kann.Is particularly based on the of the exhaust gas sensor 11 detected data has found that the exhaust aftertreatment device has largely recovered or regenerated, so there is no need to continue the regeneration of the exhaust aftertreatment device 10 , The oxygen supply or the rotation of the internal combustion engine 3 through the electric motor 4 can thus be stopped.

Die Beendigung des Regenerationsprozesses findet in diesem Beispiel am Zeitpunkt t1 statt, was daran zu erkennen ist, dass die Drehzahl RPMR wieder bis zu Null abfällt, und bis zum Ende der Freilaufphase, also bis zum Zeitpunkt t2 auf dem Null-Niveau bleibt.The termination of the regeneration process takes place in this example at the time t 1 , which can be seen from the fact that the speed RPM R drops back to zero, and until the end of the freewheeling phase, ie until the time t 2 remains at the zero level ,

Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.Although at least one exemplary embodiment has been shown in the foregoing description, various changes and modifications may be made. The above embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration of the present disclosure in any way. Rather, the foregoing description provides those skilled in the art with a scheme for practicing at least one example embodiment, which may make numerous changes in the function and arrangement of elements described in an exemplary embodiment without departing from the scope of the appended claims and their legal equivalents ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebssystemdrive system
22
Motorengine
33
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
44
Elektromotorelectric motor
4a4a
kombinierte Elektromotor-Lichtmaschineneinheitcombined electric motor-alternator unit
4b4b
Lichtmaschinealternator
4c4c
Strichstroke
4d4d
Elektromotorelectric motor
4e4e
Elektromotorelectric motor
55
Antriebsstrangpowertrain
66
Kurbelwellecrankshaft
77
Getriebetransmission
88th
Kupplungclutch
99
Abgastraktexhaust tract
1010
Abgasnachbehandlungsvorrichtungexhaust aftertreatment device
1111
Abgassensorexhaust gas sensor
1212
Abgasleitungexhaust pipe
1313
Pfeilarrow
1414
Katalysatorcatalyst
1515
Partikelfilter particulate Filter
100100
Flussdiagram des VerfahrensFlowchart of the process
101101
ÄusgangssituationÄusgangssituation
110110
Abfrageschrittinquiry step
120120
FreilaufbetriebFreewheeling operation
130130
Abfrageschrittinquiry step
140140
Abschaltung der BrennkraftmaschineShutdown of the internal combustion engine
160160
RegenerierenRegenerate
170170
Abfrageschrittinquiry step

Claims (13)

Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs, bei dem das Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine (3) aufweist, mit der im laufenden Betrieb eine Kurbelwelle (6) antreibbar ist und deren Abgase der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zugeleitet werden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Versetzen der Brennkraftmaschine (3) in einen Freilaufbetrieb durch Entkoppeln der Brennkraftmaschine (3) vom Antriebsstrang (5); - Antreiben der Kurbelwelle (6) mit einem Zusatzantrieb (14) zur Erzeugung eines für die Regeneration der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) erforderlichen Sauerstoffüberschusses in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10).A method of regenerating an exhaust aftertreatment device (10) of a motor vehicle, wherein the motor vehicle comprises an internal combustion engine (3) with which a crankshaft (6) is drivable during operation and whose exhaust gases are fed to the exhaust aftertreatment device, the method comprising the steps of: - Setting the internal combustion engine (3) in a freewheeling operation by decoupling the internal combustion engine (3) from the drive train (5); - Driving the crankshaft (6) with an auxiliary drive (14) for generating an excess of oxygen required for the regeneration of the exhaust aftertreatment device (10) in the exhaust aftertreatment device (10). Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Schritt des Versetzens der Brennkraftmaschine (3) in einen Freilaufbetrieb die Brennkraftmaschine (3) abgeschaltet wird.Method according to Claim 1 wherein, after the step of displacing the internal combustion engine (3) into a freewheeling operation, the internal combustion engine (3) is switched off. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zusatzantrieb die Kurbelwelle (6) mit ca. 100 bis ca. 300 Umdrehungen pro Minute antreibt.Method according to Claim 1 or 2 wherein the auxiliary drive drives the crankshaft (6) at about 100 to about 300 revolutions per minute. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine im Wesentlichen wenigstens zeitabschnittsweise konstant haltbare Drehzahl der Kurbelwelle (3) gewählt wird.Method according to one of Claims 1 to 3 in which a rotational speed of the crankshaft (3) that is substantially stable at least for a certain period of time is selected. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein Elektromotor (4) einer kombinierten Elektromotor-Lichtmaschineneinheit (4a), ein einem manuellen Getriebe (7) zugeordneter Elektromotor (4e) oder ein in Kraftflussrichtung nach der Brennkraftmaschine (3) angeordneter Elektromotor (4d) die Kurbelwelle (3) antreibt.Method according to one of the preceding claims, in which an electric motor (4) of a combined electric motor-generator unit (4a), an electric motor (4e) assigned to a manual transmission (7) or an electric motor (4d) arranged in the direction of power flow downstream of the internal combustion engine (3) the crankshaft (3) drives. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Entkopplung der Brennkraftmaschine (3) vom Antriebsstrang durch eine elektronische Kupplung (8) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the decoupling of the internal combustion engine (3) from the drive train by an electronic clutch (8). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren während des Freilaufbetriebs eine Diagnose umfasst, wobei das Einstellen des Betriebszustandes Einstellen wenigstens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine (3) umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein the method comprises a diagnosis during the freewheeling operation, wherein the setting of the operating state comprises adjusting at least one operating parameter of the internal combustion engine (3). Verfahren nach Anspruch 7, wobei beim Durchführen der Diagnostik die Brennkraftmaschine (3) mit einer variablen Last beaufschlagt wird.Method according to Claim 7 , wherein when performing the diagnostics, the internal combustion engine (3) is subjected to a variable load. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (3) eine Drosselklappe aufweist, und wobei der Sauerstoffüberschuss in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) durch eine weite Öffnung der Drosselklappe bei abgeschalteter Brennkraftmaschine (3) erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the internal combustion engine (3) comprises a throttle valve, and wherein the excess oxygen in the exhaust gas aftertreatment device (10) by a wide opening of the throttle valve with the internal combustion engine (3) is turned off. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels eines der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) nachgeschalteten Abgassensors (11) wenigstens ein aktueller Abgasparameter erfasst wird, und wobei die Brennkraftmaschine (3) zurück in den Freilaufbetrieb ohne Antreiben der Kurbelwelle (6) versetzt wird, wenn anhand des erfassten wenigstens eines aktuellen Abgasparameters festgestellt wird, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (3) sich regeneriert hat.The method according to claim 1, wherein at least one current exhaust gas parameter is detected by means of an exhaust gas after-treatment device downstream of the exhaust gas after-treatment device, and wherein the internal combustion engine is set back into the free-wheeling operation without driving the crankshaft when Based on the detected at least one current exhaust gas parameter is determined that the exhaust aftertreatment device (3) has regenerated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einstellung der Drehzahl in Abhängigkeit von einer aktuellen Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the adjustment of the rotational speed as a function of a current temperature of the exhaust gas aftertreatment device (10). Computerprogramm zur Steuerung eines Regenerationsvorgangs einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, das, wenn es auf einer Recheneinheit eines Fahrzeuges ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.A computer program for controlling a regeneration process of an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, which, when executed on a computing unit of a vehicle, instructs the arithmetic unit, a method according to one of Claims 1 to 11 perform. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, wobei das Kraftfahrzeug neben der Brennkraftmaschine (3) einen Elektromotor (4,4d) aufweist und derart ausgebildet ist, dass die Kurbelwelle (6) bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine (3) durch den Elektromotor (4,4d) antreibbar ist.Motor vehicle according to claim 14, wherein the motor vehicle in addition to the internal combustion engine (3) has an electric motor (4,4d) and is designed such that the crankshaft (6) when switched off Internal combustion engine (3) by the electric motor (4,4d) can be driven.
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