DE102019008953A1 - Method for operating an exhaust gas aftertreatment device of a motor vehicle, in particular a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren und wenigstens einen Partikelfilter aufweisenden Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei in Abhängigkeit von wenigstens einer dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs eine zukünftige Zeitspanne, während welcher ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt, prognostiziert wird, wobei in Abhängigkeit von der prognostizierten Zeitspanne eine Regeneration des Partikelfilters zumindest während eines Teils der Zeitspanne durchgeführt wird.The invention relates to a method for operating an exhaust gas aftertreatment device of a motor vehicle through which exhaust gas from an internal combustion engine can flow and which has at least one particle filter, a future period of time during which fired operation of the internal combustion engine will not take place is forecast as a function of at least one route of the motor vehicle ahead of the motor vehicle, wherein a regeneration of the particle filter is carried out at least during part of the time period as a function of the predicted time period.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for operating an exhaust gas aftertreatment device of a motor vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
Ein solches Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, ist beispielsweise bereits der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann.The object of the present invention is to further develop a method of the type mentioned at the beginning in such a way that particularly low-emission operation can be implemented.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit von wenigstens einer dem Kraftfahrzeug vorausliegenden und somit in naher Zukunft von dem Kraftfahrzeug mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu befahrenden Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs eine zukünftige Zeitspanne, prognostiziert, das heißt vorhergesagt beziehungsweise geschätzt wird. Während der Zeitspanne unterbleibt ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere durchgängig insbesondere unterbrechungsfrei, sodass während der, insbesondere gesamten, Zeitspanne keine Verbrennungsvorgänge in der Verbrennungskraftmaschine ablaufen. Die Zeitspanne muss nicht notwendigerweise auftreten. Die Zeitspanne wird geschätzt beziehungsweise vorhergesagt, sodass die Zeitspanne mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in der Zukunft auftreten wird. Unter dem Merkmal, dass die Zeitspanne eine zukünftige Zeitspanne ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die Zeitspanne beispielsweise zu einem ersten Zeitpunkt beziehungsweise während eines Zeitintervalls prognostiziert wird, wobei die Zeitspanne zeitlich auf den ersten Zeitpunkt beziehungsweise auf das Zeitintervall folgt. Somit liegt die Zeitspanne bezüglich des ersten Zeitpunkts beziehungsweise bezüglich des Zeitintervalls in der Zukunft.In order to further develop a method of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that particularly low-emission operation can be implemented, it is provided according to the invention that, in particular by means of an electronic computing device, in particular of the motor vehicle, depending on at least one ahead of the motor vehicle and thus in the near future the motor vehicle is likely to travel a distance of the motor vehicle to be traveled over a future period of time, which is predicted, that is to say predicted or estimated. During the period of time, there is no fired operation of the internal combustion engine, in particular continuously, in particular without interruption, so that no combustion processes take place in the internal combustion engine during the, in particular the entire, period of time. The period of time does not necessarily have to occur. The time span is estimated or predicted so that the time span will occur with a certain probability in the future. The feature that the time span is a future time span can in particular be understood to mean that the time span is forecast, for example, at a first point in time or during a time interval, the time span following the first point in time or the time interval. Thus, the time span with respect to the first point in time or with respect to the time interval is in the future.
In Abhängigkeit von der prognostizierten Zeitspanne wird eine Regeneration des Partikelfilters zumindest während eines Teils der Zeitspanne durchgeführt. Unter der Regeneration ist zu verstehen, dass in dem Partikelfilter aufgenommene und somit gespeicherte Partikel, insbesondere Rußpartikel, zumindest teilweise aus dem Partikelfilter entfernt, das heißt ausgespeichert werden. Hierzu wird der Partikelfilter beispielsweise erwärmt. Somit kann unter der Regeneration eine Teilregeneration des Partikelfilters verstanden werden, wodurch durch die Teilregenration lediglich ein Teil des in dem Partikelfilter gespeicherten Partikel aus dem Partikelfilter entfernt werden. Unter der Regeneration kann ferner eine Komplettregeneration oder Komplettreinigung des Partikelfilters verstanden werden, welcher im Rahmen der Komplettreinigung derart regeneriert wird, dass die im Partikelfilter gespeicherten Partikel zumindest überwiegend, vorzugsweise vollständig, aus dem Partikelfilter entfernt werden.A regeneration of the particle filter is carried out at least during part of the period of time as a function of the predicted period of time. Regeneration is to be understood as meaning that particles, in particular soot particles, which are received and thus stored in the particle filter, are at least partially removed from the particle filter, that is to say are stored out. For this purpose, the particle filter is heated, for example. The regeneration can thus be understood to mean a partial regeneration of the particle filter, as a result of which only a part of the particle stored in the particle filter is removed from the particle filter by the partial regeneration. The regeneration can also be understood as a complete regeneration or complete cleaning of the particle filter, which is regenerated in the context of the complete cleaning in such a way that the particles stored in the particle filter are at least predominantly, preferably completely, removed from the particle filter.
Das Verfahren wird beispielsweise während einer Fahrt, insbesondere während einer elektrischen Fahrt des Kraftfahrzeugs durchgeführt, welches während der elektrischen Fahrt rein elektrisch mittels wenigstens einer elektrischen Maschine angetrieben wird. Somit ist während der elektrischen Fahrt die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert, wobei die Zeitspanne zumindest ein Teil der elektrischen Fahrt ist. Somit wird der Partikelfilter regeneriert, während das Kraftfahrzeug rein elektrisch angetrieben wird und während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist und insbesondere stillsteht.The method is carried out, for example, while driving, in particular while driving the motor vehicle electrically, which motor vehicle is driven purely electrically by means of at least one electrical machine during electrical driving. The internal combustion engine is thus deactivated during the electric drive, the time period being at least part of the electric drive. The particle filter is thus regenerated while the motor vehicle is being driven purely electrically and while the internal combustion engine is deactivated and, in particular, is at a standstill.
Die Zeitspanne endet beispielsweise zu einem Endzeitpunkt, zu welchem die Verbrennungskraftmaschine gestartet, das heißt in ihren befeuerten Betrieb überführt wird. Das Starten der Verbrennungskraftmaschine wird auch als Start, Motorstart, Wiedereinsetzen oder Wiederstart bezeichnet und geht mit dem Ende der Zeitspanne einher. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Endzeitpunkt, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, in Abhängigkeit von der dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke prognostiziert, das heißt vorhergesagt wird.The time span ends, for example, at an end point in time at which the internal combustion engine is started, that is, it is switched to its fired operation. Starting the internal combustion engine is also referred to as starting, starting the engine, restarting or restarting and is associated with the end of the time period. It is preferably provided that the end time, in particular by means of the electronic computing device, is predicted, that is to say predicted, as a function of the route ahead of the motor vehicle.
Die dem Kraftfahrzeug vorausliegende Fahrstrecke wird beispielsweise mittels einer Navigationseinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, und dabei vorzugsweise auf Basis einer geplanten Route des Kraftfahrzeugs ermittelt. Ferner wird die dem Kraftfahrzeug vorausliegende Fahrstrecke beispielsweise an einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs auf der Erde ermittelt, wobei die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs auf der Erde beispielsweise mittels einer Navigationseinrichtung ermittelt wird.The route ahead of the motor vehicle is determined, for example, by means of a navigation device, in particular the motor vehicle, and preferably on the basis of a planned route of the motor vehicle. Furthermore, the route ahead of the motor vehicle is determined, for example, at a current position of the motor vehicle on earth, the current position of the motor vehicle on earth being determined, for example, by means of a navigation device.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beispielsweise durch Nutzung von Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke, insbesondere für ein Motorsteuergerät zum Steuern und/oder Regeln der Verbrennungskraftmaschine, Informationen generiert. Letztere umfassen beispielsweise die auch als Zeitdauer oder Dauer bezeichnete Zeitspanne. Die Zeitspanne ist eine voraussichtliche Zeitspanne, da die Zeitspanne noch nicht aufgetreten ist, sondern prognostiziert wird. Die Informationen, welche für das Motorsteuergerät generiert werden, umfassen außerdem beispielsweise den prognostizierten Endzeitpunkt, zu welchem die Verbrennungskraftmaschine einsetzt. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der vorausliegenden Fahrstrecke mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine von der Verbrennungskraftmaschine bei einem Ende der Zeitspanne und somit zu dem Endzeitpunkt bereitzustellende und auch als Leistungsabgabe bezeichnete Leistung prognostiziert wird. Mit anderen Worten ist die Leistung eine von der Verbrennungskraftmaschine bei Wiedereinsetzen bereitzustellende Leistung, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Partikelfilter auch in Abhängigkeit von dem prognostizierten Endzeitpunkt und/oder in Abhängigkeit von der prognostizierten Leistungsabgabe regeneriert wird.In the context of the method according to the invention, information is generated, for example, by using information about the route ahead, in particular for an engine control device for controlling and / or regulating the internal combustion engine. The latter include, for example, the period of time also referred to as duration or duration. The time span is an anticipated time span, since the time span has not yet occurred but is forecast. The information that is generated for the engine control unit also includes, for example, the predicted end time at which the internal combustion engine starts. Furthermore, it is preferably provided that, depending on the driving route ahead, the electronic computing device predicts a power to be provided by the internal combustion engine at one end of the time span and thus at the end time and also referred to as power output. In other words, the power is a power to be provided by the internal combustion engine when it is restarted, provision preferably that the particle filter is also regenerated as a function of the predicted end time and / or as a function of the predicted power output.
Mit Hilfe der Informationen über die dem Kraftfahrzeug vorausliegende und somit zukünftige Fahrstrecke kann die beispielsweise als Teilreinigung oder Vollreinigung ausgebildete Regeneration des Partikelfilters mittels intelligenter Steuerung und/oder Regelung gezielt in solche Phasen gelegt werden, in welchen die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Zur Regeneration des Partikelfilters können Verfahren angewendet werden, welche beispielsweise aus der
Das Verfahren ermöglicht es insbesondere, den Partikelfilter vorteilhaft zu regenerieren, während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Somit kann der Partikelfilter mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens völlig autark von der Verbrennungskraftmaschine regeneriert werden. Zudem können die auch als Fahrstreckeninformationen bezeichneten Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke dazu genutzt werden, die Zeitspanne, während welcher die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist, zu prognostizieren, das heißt vorauszusagen, um beispielsweise während einer der Zeitspanne zeitlich vorweg gehenden, weiteren Zeitspanne, während sich die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb befindet, gezielt eine beispielsweise als Teilreinigung ausgebildete Regeneration des Partikelfilters zu starten oder durchzuführen und dabei Wärmeenergie in die Abgasnachbehandlungseinrichtung beziehungsweise in eine die Abgasnachbehandlungseinrichtung umfassenden und von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt, welcher auch als Abgassystem bezeichnet wird, einzubringen, um dann beispielsweise zumindest während des Teils der sich an die weitere Zeitspanne anschließenden Zeitspanne den Partikelfilter zu regenerieren, insbesondere zu Ende zu regenerieren, während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Somit kann beispielsweise die innerhalb der weiteren Zeitspanne gestartete und beispielsweise während der weiteren Zeitspanne, insbesondere durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei, durchgeführte Regeneration des Partikelfilters zumindest während des Teils der sich an die weitere Zeitspanne anschließenden weiteren Zeitspanne aufgehalten werden, sodass der Partikelfilter teilweise während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine und teilweise während oder innerhalb der Zeitspanne regeneriert wird, während welcher die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist.The method makes it possible, in particular, to advantageously regenerate the particle filter while the internal combustion engine is deactivated. The particle filter can thus be regenerated completely independently of the internal combustion engine by means of the method according to the invention. In addition, the information about the route ahead, also referred to as route information, can be used to forecast the period of time during which the internal combustion engine is deactivated, i.e. to predict, for example, during a further period of time preceding the period of time, while the internal combustion engine is running is in their fired operation to specifically start or carry out a regeneration of the particle filter, for example designed as partial cleaning, and thereby introduce thermal energy into the exhaust gas aftertreatment device or in an exhaust gas tract comprising the exhaust gas aftertreatment device and through which the exhaust gas of the internal combustion engine can flow, which is also referred to as an exhaust system then, for example, to regenerate the particle filter at least during the part of the time period following the further time period, in particular to the end of r Generate e while the internal combustion engine is deactivated. Thus, for example, the regeneration of the particle filter started within the further time period and carried out, for example, during the further time period, in particular continuously or without interruption, at least during the part of the further time period following the further time period, so that the particle filter partially during the fired operation of the Internal combustion engine and is partially regenerated during or within the period of time during which the internal combustion engine is deactivated.
Insbesondere können mittels der Erfindung die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - Gewährleistung eines vorteilhaften Betriebs der auch als Abgasreinigungssystems bezeichneten Abgasnachbehandlungseinrichtung
- - Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen
- - Brennverfahrens unabhängige Nutzung, sodass das Verfahren auch bei Ottomotoren genutzt werden kann
- - Reinigung oder Teilreinigung des beispielsweise als Dieselpartikelfilter ausgebildeten Partikelfilters autark oder teilautark von der Verbrennungskraftmaschine
- - Möglicher Entfall eines Regenerationsbrennverfahrens zur verbrennungsmotorischen Regeneration des Partikelfilters.
- - Ensuring an advantageous operation of the exhaust gas aftertreatment device, also referred to as an exhaust gas cleaning system
- - Reduction in fuel consumption and emissions compared to conventional solutions
- - Use independent of the combustion process, so that the process can also be used in gasoline engines
- - Cleaning or partial cleaning of the particulate filter embodied, for example, as a diesel particulate filter, self-sufficient or partially self-sufficient from the internal combustion engine
- - Possible omission of a regeneration combustion process for the combustion engine regeneration of the particle filter.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and on the basis of the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave.
Die Zeichnung zeigt in:
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1 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs; -
2 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens; und -
3 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.
-
1 a flowchart to illustrate a method according to the invention for operating an exhaust gas aftertreatment device of a motor vehicle; -
2 a further flow chart to further illustrate the method; and -
3 a further flow chart to further illustrate the method.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Im Folgenden wird anhand von
Bei dem Verfahren wird, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, beispielsweise des Kraftfahrzeugs, eine dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs ermittelt. Die Fahrstrecke wird beispielsweise anhand einer mittels einer Navigationseinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, geplanten Route des Kraftfahrzeugs und anhand einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs auf der Erde ermittelt, wobei die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs auf der Erde mittels der Navigationseinrichtung ermittelt wird.In the method, a route of the motor vehicle ahead of the motor vehicle is determined, in particular by means of an electronic computing device, for example the motor vehicle. The route is determined, for example, using a route of the motor vehicle planned by means of a navigation device, in particular the motor vehicle, and on the basis of a current position of the motor vehicle on earth, the current position of the motor vehicle on earth being determined by means of the navigation device.
In Abhängigkeit von der ermittelten, dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine zukünftige Zeitspanne prognostiziert, während welcher ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere durchgängig beziehungsweise Unterbrechungsfrei, unterbleibt. In Abhängigkeit von der prognostizierten Zeitspanne wird eine Regeneration des Partikelfilters zumindest während eines Teils der Zeitspanne und somit während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist, durchgeführt. Das Verfahren wird beispielsweise während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs durchgeführt, wobei die Zeitspanne zumindest ein Teil der Fahrt sein kann. Die Fahrt ist beispielsweise eine elektrische Fahrt des vorzugsweise als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs, welches während der elektrischen Fahrt rein elektrisch mittels wenigstens einer elektrischen Maschine angetrieben wird. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine während der elektrischen Fahrt deaktiviert.Depending on the determined route ahead of the motor vehicle, the electronic computing device predicts a future period of time during which the internal combustion engine will not operate continuously or without interruption. A regeneration of the particulate filter is carried out as a function of the predicted time span, at least during part of the time span and thus while the internal combustion engine is deactivated. The method is carried out, for example, while the motor vehicle is driving, wherein the time span can be at least part of the journey. The trip is, for example, an electric trip of the motor vehicle, preferably designed as a hybrid vehicle, which is driven purely electrically by means of at least one electric machine during the electric trip. The internal combustion engine is thus deactivated during electric travel.
Bei einem Block
Ist die Zeitspanne jedoch nicht lang genug für eine Komplettreinigung des Partikelfilters, so wird bei einem Block
Zur Regeneration des Partikelfilters wird der Partikelfilter beispielsweise mittels wenigstens eines Heizelements erwärmt. Das Heizelement ist beispielsweise ein Brenner, insbesondere ein katalytischer Brenner. Beispielsweise wird mittels einer von der Verbrennungskraftmaschine unterschiedlichen und zusätzlich dazu vorgesehenen Einrichtung, welche unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird, ein beispielsweise als Luftstrom ausgebildeter und zumindest teilweise oder ausschließlich Luft umfassender Gasstrom erzeugt, welcher zumindest durch der Partikelfilter hindurchströmt. Beispielsweise wird der Gasstrom mittels des Heizelements erwärmt, sodass der Partikelfilter mittels des Gasstroms erwärmt und dadurch regeneriert wird.To regenerate the particle filter, the particle filter is heated, for example, by means of at least one heating element. The heating element is, for example, a burner, in particular a catalytic burner. For example, by means of a device which is different from the internal combustion engine and which is additionally provided and which can be or is operated independently of the internal combustion engine, a gas flow, for example in the form of an air flow and comprising at least partially or exclusively air, is generated, which flows at least through the particle filter. For example, the gas flow is heated by means of the heating element, so that the particle filter is heated by means of the gas flow and is thereby regenerated.
Durch die Regeneration des Partikelfilters kann sichergestellt werden, dass ab einem Ende der Zeitspanne, bei deren Ende die Verbrennungskraftmaschine aktiviert, das heißt gestartet und somit in ihren befeuerten Betrieb überführt wird, der Partikelfilter besonders vorteilhaft etwaig im Abgas enthaltene Partikel aus dem Abgas herausfiltern kann. Insbesondere kann durch das Verfahren sichergestellt werden, dass der Partikelfilter bereits ab dem Ende der Zeitspanne eine hinreichende Speicherfähigkeit aufweist, um Partikel aus dem Abgas herauszufiltern. Dadurch kann ein besonders emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden.The regeneration of the particle filter can ensure that from the end of the period of time at the end of which the internal combustion engine is activated, i.e. started and thus switched to its fired operation, the particle filter can particularly advantageously filter out any particles contained in the exhaust gas from the exhaust gas. In particular, it can be ensured by the method that the particle filter already has a sufficient storage capacity from the end of the time period in order to filter particles out of the exhaust gas. This ensures particularly low-emission operation.
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- DE 102016014255 A1 [0002, 0011]DE 102016014255 A1 [0002, 0011]
- DE 102016014254 A1 [0011]DE 102016014254 A1 [0011]
Claims (7)
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