DE102018102029A1 - A method for scheduling a regeneration of components of an exhaust aftertreatment system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Kraftfahrzeuges, umfassend die Schritte des Vorhersagens einer Strecke aufgrund von in einer Steuereinrichtung hinterlegter Parameter, des Berechnens von erwarteten Ratingfaktoren G über die zu fahrende Strecke nach der Formel:wobei für eine Variable x und einen dazugehörigen Grenzwert xfahrtabhängige Parameter verwendet werden und wobei teine Laufvariable der Zeit ist, und des Planens eines Startzeitpunktes der Regenerierung, wobei der Startzeitpunkt ein Beginn eines Zeitfensters (T) vorgegebener Zeit (t.) ist, bei welchem die berechneten Ratingfaktoren G über das Zeitfenster (T) oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (G) liegen.The invention relates to methods of scheduling regeneration of components of an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle, comprising the steps of predicting a distance based on parameters stored in a controller, calculating expected rating factors G over the distance to be traveled according to the formula: wherein for a variable x and an associated limit value x travel-dependent parameters are used and where te is a running variable of the time, and the scheduling of a start time of the regeneration, wherein the starting time is a start of a time window (T) predetermined time (t.), in which the calculated rating factors G on the Time window (T) are above a predetermined limit value (G).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Kraftfahrzeuges und eine Steuereinrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for planning a regeneration of components of an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle and a control device for carrying out such a method.
Aus der
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Kraftfahrzeuges umfasst die Schritte des Vorhersagens einer Strecke aufgrund von in einer Steuereinrichtung hinterlegter Parameter, und des Berechnens von erwarteten Ratingfaktoren G über die zu fahrende Strecke nach der Formel:
Für eine Regeneration ist es notwendig, dass die zu regenerierenden Komponenten über eine bestimmte Zeit eine für die Regeneration notwendige Mindesttemperatur nicht unterschreiten. Bei Unterschreiten dieser Temperatur muss eine Regeneration in der Regel abgebrochen werden. Das Verfahren nach der Erfindung hat die Vorteile, dass eine Regeneration der Komponenten mit weniger Abbrüchen durchgeführt werden kann. Da jede Regeneration mit einem erhöhten Kraftstoffverbrauch verbunden ist, kann durch eine Reduzierung der Abbrüche CO2 eingespart werden. Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall, dass auf der voraussichtlichen Strecke eine Regeneration erforderlich ist, dass die Regeneration zu einem vorteilhaften Zeitpunkt zumindest teilweise durchgeführt wird, auch wenn es kein Zeitfenster geben sollte, in dem eine vollständige Regeneration möglich ist.For regeneration, it is necessary that the components to be regenerated do not fall below a minimum temperature necessary for the regeneration over a certain period of time. When falling below this temperature regeneration usually has to be stopped. The method according to the invention has the advantages that a regeneration of the components can be carried out with fewer crashes. Since each regeneration is associated with increased fuel consumption, can be saved by reducing the crashes CO 2 . Furthermore, in the event that regeneration is required on the prospective route, the inventive method allows the regeneration to be carried out at least partially at an advantageous time, even if there should be no time window in which complete regeneration is possible.
Als zu regenerierende Komponenten wird beispielsweise ein Dieselpartikelfilter (DPF) oder eine Mager NOx Falle (LNT) verstanden. Bei der Regeneration wird der Dieselpartikelfilter von dem Ruß und die Mager NOx Falle von dem NOx oder von dem SOx befreit.As components to be regenerated, for example, a diesel particulate filter (DPF) or a lean NOx trap (LNT) is understood. During regeneration, the diesel particulate filter is freed of the soot and the lean NOx trap of the NOx or SOx.
Die Werte y und/oder z können fest vorgegebene konstante Werte sein. Bevorzugt ist, dass die Werte y und z Funktionswerte einer Funktion sind. Die Funktion ist vorzugsweise abhängig von einer Beladung des LNT und/oder DPFs, von der Ruß und/oder NOx - Ablagerung und der Verbrennungsrate, und/oder der LNT und/oder DPF-Temperatur, die vorteilhafterweise stromabwärts vorliegt.The values y and / or z can be fixed constant values. It is preferred that the values y and z are function values of a function. The function is preferably dependent on a loading of the LNT and / or DPF, on the soot and / or NOx deposition and the combustion rate, and / or the LNT and / or DPF temperature, which is advantageously downstream.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Regenerierung bei einem ersten Zeitfenster vorgenommen. Dadurch wird eine Regenerierung möglichst früh vorgenommen. Dies hat den Vorteil, dass eine Regenerierung relativ planmäßig stattfinden kann, so dass eine Regenerierung nicht auf spätere Fahrten verschoben werden muss.In a preferred embodiment of the invention, a regeneration is performed at a first time window. As a result, a regeneration is made as early as possible. This has the advantage that a regeneration can take place relatively regularly, so that a regeneration does not have to be postponed to later rides.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Regenerierung vorgenommen bei einem Zeitfenster, bei welchem nach Ablauf der vorgegebenen Zeit ein für die vorhergesagte Strecke maximaler Ratingfaktor G erzielt wird. Dadurch wird ein Zeitfenster ausgewählt, für den die Wahrscheinlichkeit eines Abbruches der Regeneration innerhalb der vorhergesagten Strecke sehr gering ist. Dadurch kann CO2 eingespart werden.In a further preferred embodiment of the invention, a regeneration is performed at a time window in which, after the predetermined time has elapsed, a maximum rating factor G for the predicted route is achieved. This selects a time window for which the probability of a cancellation of the regeneration within the predicted route is very small. This can save CO 2 .
Alternativ wird eine Regenerierung vorgenommen bei einem Zeitfenster, bei welchem eine durchschnittliche Steigung der berechneten Ratingfaktoren G über eine vorgegebene Zeit maximal wird. Auch hier wird ein Zeitfenster ermittelt, für das eine geringe Abbruchwahrscheinlichkeit besteht, so dass CO2 eingespart werden kann. Alternatively, regeneration is performed at a time window at which an average slope of the calculated rating factors G becomes maximum over a predetermined time. Again, a time window is determined for which there is a low probability of termination, so that CO 2 can be saved.
Vorzugsweise wird für die Variable x eine Fahrzeuggeschwindigkeit v, eine aktuelle Fahrzeugleistung P oder ein Motordrehmoment M verwendet. Für die Fahrzeuggeschwindigkeit könnte dabei beispielsweise ein Wert von 105 oder 110 km/h gewählt werden. Durch Auswertung dieser Parameter kann eine Vorhersage über die weitere Fahrt getroffen werden. Dadurch ist es möglich eine genauere Vorhersage zu treffe, ob eine Regenerierung abgebrochen werden muss oder nicht. Zudem kann der günstigste Bereich für eine Regeneration besser ausgewählt werden.Preferably, a vehicle speed v, an actual vehicle power P or an engine torque M is used for the variable x. For example, a value of 105 or 110 km / h could be selected for the vehicle speed. By evaluating these parameters, a prediction of the further trip can be made. This makes it possible to make a more accurate prediction as to whether a regeneration must be aborted or not. In addition, the most favorable range can be better selected for regeneration.
Vorteilhaft ist es, wenn der Wert für die kritische Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst wird, wobei der Wert für die kritische Fahrzeuggeschwindigkeit über die voraussichtlich zu fahrende Strecke so lange reduziert wird, bis eine durchschnittliche Steigung des Ratingfaktors G wenigstens die vorgegebene Zeit ansteigt. Es kann somit ausreichend Zeit für eine Regeneration zu Verfügung gestellt werden. Dadurch ist eine Abbruchwahrscheinlichkeit der Regenerierung wesentlich reduziert.It is advantageous if the value for the critical vehicle speed is adjusted, wherein the value for the critical vehicle speed over the expected distance to be traveled is reduced until an average gradient of the rating factor G increases at least the predetermined time. It can thus be provided sufficient time for regeneration. As a result, an abort probability of the regeneration is substantially reduced.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in der Steuereinrichtung eine Zieleingabe eines Navigationssystems für die Vorhersage einer zu fahrenden Strecke genutzt. Dadurch kann eine bessere Vorhersage der zu fahrenden Strecke gemacht werden, wodurch eine bessere Planung mit weniger Abbrüchen möglich ist.In an advantageous embodiment of the invention, a destination input of a navigation system for the prediction of a route to be traveled is used in the control device. This allows a better prediction of the route to be traveled, allowing better planning with fewer crashes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine zu fahrende Strecke anhand von in der Steuereinrichtung hinterlegten gewöhnlich gefahrenen Strecken, bestimmt. Diese Strecken werden beispielsweise anhand von Uhrzeit und Wochentag hinterlegt, so dass anhand dieser Daten ein Gewohnheitsprofil erstellbar ist, über welches Strecken vorhersagbar sind. Dadurch ist es möglich noch besser die zu fahrende Strecke vorherzusagen.In a further advantageous embodiment of the invention, a route to be traveled on the basis of stored in the controller usually driven routes determined. These routes are stored, for example, on the basis of the time of day and the day of the week, so that a habitual profile can be set on the basis of which data over which routes can be predicted. This makes it even better to predict the distance to drive.
Vorteilhafterweise werden verkehrsabhängige Parameter in die Planung einbezogen. Solche verkehrsabhängigen Parameter können beispielsweise Staus, Streckensperrungen oder Baustellen sein. Diese Informationen können entweder über den Verkehrsfunk (z.B. Traffic Message Channel) oder über das Mobile Internet empfangen werden. Dadurch können Streckenbereiche mit einkalkuliert werden, bei welchen es wahrscheinlich zu einem Abbruch der Regeneration kommt. Dadurch können Abbrüche der Regeneration reduziert und damit eine CO2-Emission vermindert werden.Advantageously, traffic-dependent parameters are included in the planning. Such traffic-dependent parameters can be, for example, traffic jams, road closures or construction sites. This information can be received either via the traffic radio (eg Traffic Message Channel) or via the mobile internet. As a result, track areas can be taken into account, in which it is likely to stop the regeneration. This can reduce crashes of regeneration and thus reduce CO 2 emissions.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird für die Variable y ein kleinerer Wert als für die Variable z gewählt. Dadurch können lange Phasen mit einem überkritischen Wert besser vorhergesagt werden. Es wird somit eine Wertigkeit eingeführt, bei welchem ein unterkritischer Bereich höher gewertet wird als ein überkritischer Bereich. Beispielsweise kann für y ein Wert 1 und für x ein Wert von 2 verwendet werden.According to an advantageous development of the invention, a smaller value is chosen for the variable y than for the variable z. This makes it possible to better predict long phases with a supercritical value. Thus, a valence is introduced in which a subcritical range is rated higher than a supercritical range. For example, a value of 1 can be used for y and a value of 2 for x.
In einer vorteilhaften Ausführung ist eine Steuereinrichtung eingerichtet das Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage durchzuführen.In an advantageous embodiment, a control device is set up to carry out the method for planning a regeneration of components of an exhaust aftertreatment system.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren der bevorzugten Ausführungsbeispiele. Dabei zeigt
-
1 Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, -
2 Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, -
3 Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage nach einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und -
4 Verfahren zum Planen einer Regenerierung von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage nach einem vierten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
-
1 Method for planning a regeneration of components of an exhaust aftertreatment system according to a first embodiment of the invention, -
2 Method for planning a regeneration of components of an exhaust aftertreatment system according to a second embodiment of the invention, -
3 A method for scheduling a regeneration of components of an exhaust aftertreatment system according to a third embodiment of the invention, and -
4 Method for planning a regeneration of components of an exhaust aftertreatment system according to a fourth embodiment of the invention,
Die
Die Werte y und/oder z können fest vorgegebene konstante Werte sein, beispielsweise y=1 und z=2. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Werte y und z Funktionswerte einer parameterabhängigen Funktion. Die Funktion ist vorzugsweise abhängig von einer Beladung des LNT und/oder DPFs, von der Ruß und/oder NOx - Ablagerung und der Verbrennungsrate, und/oder der LNT und/oder DPF-Temperatur, die vorteilhafterweise stromabwärts vorliegt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann anstelle des ersten Zeitfensters TFenster auch ein zweites mögliches Zeitfenster TFenster verwendet werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Komponenten über einen ausreichend langen Zeitraum aufheizen konnten.The values y and / or z may be fixed constant values, for example y = 1 and z = 2. In a preferred embodiment, the values y and z are function values of a parameter-dependent function. The function is preferably dependent on a loading of the LNT and / or DPF, on the soot and / or NOx deposition and the combustion rate, and / or the LNT and / or DPF temperature, which is advantageously downstream. In a further embodiment, instead of the first time window T window , a second possible time window T window can also be used. This can ensure that the components could heat up over a sufficiently long period of time.
In
Gemäß einer Variante steht über die geplante Strecke kein Zeitfenster zur Verfügung, in dem die Bedingung G> GGrenz erfüllt ist und innerhalb dessen eine vollständige Regeneration durchführbar ist. In diesem Falle wird als Startzeitpunkt ein Zeitpunkt innerhalb eines Zeitbereiches gewählt wird, in dem die berechneten Ratingfaktoren G oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (GGrenz) liegen und in dem ein für die vorhergesagte Strecke maximaler Ratingfaktor (Gmax) erzielt wird. Dies ist vorteilhaft, da der Zeitbereich, in dem G sein Maximum hat, in der Regel der Zeitbereich ist, in dem G am längsten über dem Grenzwert liegt, wodurch die Regeneration mit möglichst wenigen Unterbrechungen durchgeführt werden kann. Die Regeneration wird vorzugsweise an dem Zeitpunkt gestartet, an dem G den Grenzwert überschreitet. Dies ermöglicht es, den gesamten Zeitbereich, solange G größer ist als GGrenz, auszunutzen. Die Regeneration kann in einem folgenden Zeitbereich, in dem G größer als der Grenzwert ist, fortgesetzt werden. Die Wahl des Zeitbereichs kann aufgrund von zeitlichen Kriterien oder eines Effizienzkriteriums gewählt werden. Beispielsweise kann der darauffolgende Zeitbereich gewählt werden, um die Regeneration möglichst schnell abzuschließen, oder ein Zeitbereich, der eine möglichst vollständige Regeneration oder den Abschluss der Regeneration ermöglicht.According to one variant, there is no time window available over the planned route, in which the condition G> G limit is fulfilled and within which a complete regeneration can be carried out. In this case, a time within a time range in which the calculated rating factors G are above a predetermined limit value (G limit ) and in which a maximum rating factor (G max ) for the predicted distance is achieved is selected as the start time. This is advantageous because the time range in which G has its maximum is generally the time range in which G is the longest over the limit, whereby the regeneration can be carried out with as few interruptions as possible. The regeneration is preferably started at the time when G exceeds the threshold. This makes it possible to exploit the entire time range as long as G is greater than G limit . Regeneration may continue in a subsequent time range where G is greater than the threshold. The choice of the time range can be selected on the basis of time criteria or an efficiency criterion. For example, the subsequent time range can be selected to complete the regeneration as quickly as possible, or a time range that allows the most complete regeneration or the completion of the regeneration.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es ebenso denkbar, den Wert für die beispielsweise kritische Geschwindigkeit so lange zu reduzieren, bis eine durchschnittliche Steigung
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