DE102019106000A1 - Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Fahrzeug (8) mit Partikelfilter (10) zur Regeneration einer Rußbeladung des Partikelfilters (10), umfassend den Schritt: a) Erlauben, dass eine aktuelle Rußbeladung (1) des Partikelfilters (10) einen Grenzwert (11) für die Rußbeladung um eine überschreitende Rußbeladung (12) überschreiten darf, wobei das Erlauben unter Berücksichtigung von Streckengegebenheiten (2) für eine dem Fahrzeug (8) vorausliegende Strecke erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters eines Fahrzeugs, ein Steuergerät und ein Fahrzeug.
  • Die DE102014006692A1 offenbart eine Regenerationsstrategie für einen Partikelfilter eines Ottomotors. Dabei wird zunächst ein Rußgehalt in einem Partikelfilter eines Abgasstrangs der Verbrennungskraftmaschine bestimmt. Dann wird geprüft, ob der Rußgehalt einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet. Anschließend wird eine aktive Regenerationsstrategie ausgeführt, wenn der vorgegebene Höchstwert überschritten ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren für ein Fahrzeug mit Partikelfilter zur Regeneration einer Rußbeladung des Partikelfilters umfasst den Schritt: a) Erlauben, dass eine aktuelle Rußbeladung des Partikelfilters einen Grenzwert für die Rußbeladung um eine überschreitende Rußbeladung überschreiten darf, wobei das Erlauben unter Berücksichtigung von Streckengegebenheiten für eine dem Fahrzeug vorausliegende Strecke erfolgt.
  • Eine Regeneration des Partikelfilters erfolgt vorzugsweise in Schubphasen des Fahrzeugs. Schubphasen werden u.a. von Streckengegebenheiten der vom Fahrzeug befahrenen Strecken, beispielsweise während einer Talfahrt des Fahrzeugs, ermöglicht.
  • Tritt zur Regeneration des Partikelfilters keine geeignete Schubphase auf, kann eine Regeneration von dem Fahrzeug erzwungen werden. Dies ist insbesondere bei Hybridfahrzeugen der Fall. Ein Erzwingen einer Regeneration kann aber dazu führen, dass Drehmomentanforderungen eines Fahrers des Fahrzeugs nicht vollständig erfüllt werden.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es ermöglicht, dass Nachteile, welche aus einer erzwungenen Regeneration des Partikelfilters entstehen, erst zeitlich verzögert auftreten. Zusätzlich können die Nachteile auch vermindert und/oder ganz verhindert werden, wenn innerhalb der Verzögerung eine nicht erzwungene Regeneration auftritt. In beiden Fällen wird eine Erhöhung der Effizienz während des Betriebs des Fahrzeugs ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug, wobei für die Ermittlung der voraussichtlichen Rußbeladung eine Hybridstrategie des Fahrzeugs berücksichtigt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für Hybridfahrzeuge, da eine verzögerte Regeration und/oder eine verzögerte erzwungene Regeneration eine länger andauernde Erhöhung eines Beladungszustandes einer Batterie des Fahrzeugs ermöglicht. Dadurch wird eine erhöhte Effizienz während des Betriebs des Fahrzeugs ermöglicht.
  • Die voraussichtliche Rußbeladung ist eine Rußbeladung des Partikelfilters, welche sich ergibt, nachdem das Fahrzeug die vorausliegende Strecke zurückgelegt hat.
  • Eine Berücksichtigung der Hybridstrategie des Fahrzeugs ermöglicht eine präzisere Ermittlung der voraussichtlichen Rußbeladung, da der Einfluss der Hybridstrategie auf die Rußbeladung des Partikelfilters signifikant ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Steuergerät für ein Fahrzeug ist eingerichtet ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Steuergerät und einen Partikelfilter.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in gleicher Weise für das Steuergerät und das Fahrzeug.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 schematisch einen Verlauf einer Rußbeladung eines Partikelfilters; und
    • 2 schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.
    • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren für das Fahrzeug 8 mit Partikelfilter 10 zur Regeneration einer Rußbeladung des Partikelfilters 10. Das Verfahren umfasst den Schritt:
      1. a) Erlauben, dass eine aktuelle Rußbeladung 1 des Partikelfilters 10 einen Grenzwert 11 für die Rußbeladung um eine überschreitende Rußbeladung 12 überschreiten darf, wobei das Erlauben unter Berücksichtigung von Streckengegebenheiten 2 für eine dem Fahrzeug 8 vorausliegende Strecke erfolgt.
  • Das Fahrzeug 8 ist ein Hybridfahrzeug. Es umfasst einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor. Es umfasst eine Batterie, welche durch den Betrieb des Verbrennungsmotors und/oder durch das Fahrzeug 8 geladen werden kann, so dass ein Beladungszustand 7 der Batterie erhöht wird.
  • Die Zeitachse 3 zeigt den zeitlichen Verlauf für einen Beladungszustand 7 der Batterie, die aktuelle Rußbeladung 1 und die Streckengegebenheiten 2 für das Fahrzeug 8. Die Streckengegebenheiten 2 verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel bis zu einem Zeitpunkt 6 ohne eine Talfahrt für das Fahrzeug 8. Ab dem Zeitpunkt 6 erfolgt eine Talfahrt.
  • Ohne das erfindungsgemäße Verfahren würde zu einem Zeitpunkt 5 auf der Zeitachse 3, zu dem die aktuelle Rußbeladung 1 den Grenzwert 11 überschreitet, eine Regeneration erzwungen werden. Durch das Erlauben der Überschreitung des Grenzwertes 11 um die überschreitende Rußbeladung 12, ergibt sich eine zusätzliche Zeitspanne 4, in welcher keine Regeneration erzwungen wird.
  • Diese Zeitpanne 4 ermöglicht, dass der Beladungszustand 7 einer Batterie des Fahrzeugs 8 um eine zusätzliche Ladung 13 steigen kann. Dies ermöglicht einen effizienten Betrieb des Fahrzeugs 8.
  • Für das Erlauben wird eine voraussichtliche Rußbeladung des Partikelfilters 10 nach Zurücklegen der vorausliegenden Strecke unter Berücksichtigung der Streckengegebenheiten 2 berücksichtigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird für die Talfahrt ab Zeitpunkt 6 eine Schubphase des Fahrzeugs 8 zugelassen. Dadurch erfolgt eine Regeneration des Partikelfilters 10. Es erfolgt eine Ermittlung der voraussichtlichen Rußbeladung 14 nach Zurücklegen der Talfahrt zum Zeitpunkt 15. Diese Ermittlung erfolgt durch das Steuergerät 9.
  • Für die Ermittlung der voraussichtlichen Rußbeladung wird eine Hybridstrategie des Fahrzeugs 8 berücksichtigt.
  • Insbesondere wird bis zum Zeitpunkt 6 berücksichtigt, ob das Fahrzeug 8 mittels des Verbrennungsmotors oder mittels des Elektromotors des Fahrzeugs 8 betrieben wird. Bei einem Betrieb mittels Verbrennungsmotor steigt die aktuelle Rußbeladung 1 bis zum Zeitpunkt 6 weiter an. Dies führt zu einer höheren voraussichtlichen Rußbeladung 14 zum Zeitpunkt 15.
  • Eine Berücksichtigung der Hybridstrategie ermöglicht also eine Reduktion des Fehlers auf die voraussichtliche Rußbeladung. Eine Berücksichtigung der voraussichtlichen Rußbeladung ermöglicht eine kostenoptimierte Wahl der übersteigenden Rußbeladung 12.
  • Die überschreitende Rußbeladung 12 darf maximal 10% größer sein als der Grenzwert für die Rußbeladung 11.
  • Bei einer größeren Überschreitung des Grenzwertes 11 erhöht sich das Risiko für eine Beschädigung und/oder Zerstörung des Partikelfilters 10. Eine maximale Überschreitung von 10% ermöglicht eine Reduktion von Schäden an dem Partikelfilter 10 und/oder eine Verlängerung der Haltbarkeit.
  • Bei der Ermittlung der überschreitenden Rußbeladung 12 wird die voraussichtliche Rußbeladung berücksichtigt.
  • Die Berücksichtigung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel derart, dass zwei verschiedene voraussichtliche Rußbeladungen verglichen werden. Ist der Betrag des Vergleichs negativ, so wird der Betrag zwischen zwei überschreitenden Rußbeladungen, welche zu den voraussichtlichen Rußbeladungen zugeordnet werden können positiv. Im anderen Fall wird der negative Betrag zugeordnet.
  • Zum Zeitpunkt 15 ist die voraussichtliche Rußbeladung in diesem Ausführungsbeispiel etwa 20% geringer als der Grenzwert 11. Damit wird einerseits eine gute Filtrationsleitung des Partikelfilters 10 zwischen den Zeitpunkten 5 und 15 ermöglicht. Andererseits wird ab dem Zeitpunkt 15 eine Verminderung und/oder Verhinderung von Schäden an dem Partikelfilter 10 ermöglicht.
  • Die überschreitende Rußbeladung 12 darf maximal 0.3 g/l sein, wenn für die Streckengegebenheiten 2 eine vorausliegende Talfahrt für das Fahrzeug 8 ermittelt wird.
  • Die überschreitende Rußbeladung 12 wird dabei bezogen auf ein Filtervolumen des Partikelfilters 8 betrachtet.
  • Die vorausliegende Talfahrt ermöglicht eine kosteneffiziente Regeneration des Partikelfilters. Dieser Vorteil überwiegt in diesem Ausführungsbeispiel Nachteile welche Folge der überschreitenden Rußbeladung sein können.
  • Die überschreitende Rußbeladung 12 darf maximal 0.3 g/l sein, wenn für die Streckengegebenheiten 2 eine vorausliegende Talfahrt für das Fahrzeug 8 ermittelt wird, wobei sich die Talfahrt über mindestens 1km erstreckt.
  • Derartige Talfahrten ermöglichen eine Regeneration von mindestens 1000 mg Rußbeladung. Demnach wird es ermöglicht, Schäden an dem Partikelfilter 1ß ab dem Zeitpunkt 15 zu vermindern und/oder zu verhindern.
  • Eine Regeneration der überschreitenden Rußbeladung 12 erfolgt mit einer maximalen Rate.
  • Die maximale Rate im Sinne der Erfindung beschreibt eine Abfolge von Zeitspannen, in denen eine Regeneration stattfindet und Zeitspannen, in denen keine Regeneration stattfindet. Zusammen ergibt sich auch der Berücksichtigung beider Zeitspannen eine Regenerationsrate.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist maximale Rate so gewählt, dass eine Regeneration in über einen Zeitraum von 3 Sekunden erfolgt. Darauf folgt eine Zeitspanne von etwa 5 Sekunden, in denen keine Regeneration erfolgt. In den Zeitspannen, in denen keine Regeneration stattfindet, ermöglichen eine Reduktion der Temperatur des Partikelfilters 10. In den Zeitspannen in denen eine Regeneration stattfindet erhöht sich die Temperatur im Partikelfilter 10.
  • Eine Berücksichtigung der maximalen Rate ermöglicht einen effektiven Schutz des Partikelfilters 10, da ein Überhitzen des Partikelfilters 10 verhindert und/oder verhindert wird.
  • 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 8 mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät 9 und einem Partikelfilter 8. Das Steuergerät 9 ist eingerichtet ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Das Steuergerät ist eingerichtet eine aktuelle Rußbeladung 1 des Partikelfilters 9 zu ermitteln.
  • Weiterhin ist das Steuergerät 9 eingerichtet Streckengegebenheiten 2 für eine dem Fahrzeug vorausliegende Strecke zu ermitteln. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Ermittlung mittels eines satellitengestützten Navigationssystems. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ermittlung mittels eines fahrzeugexternen Rechners. Die ermittelten Streckengegebenheiten werden dann zu dem Steuergerät 9 übertragen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014006692 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren für ein Fahrzeug (8) mit Partikelfilter (10) zur Regeneration einer Rußbeladung des Partikelfilters (10), umfassend den Schritt: a) Erlauben, dass eine aktuelle Rußbeladung (1) des Partikelfilters (10) einen Grenzwert (11) für die Rußbeladung um eine überschreitende Rußbeladung (12) überschreiten darf, wobei das Erlauben unter Berücksichtigung von Streckengegebenheiten (2) für eine dem Fahrzeug (8) vorausliegende Strecke erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das Erlauben zusätzlich unter Berücksichtigung einer voraussichtlichen Rußbeladung des Partikelfilters (10) nach Zurücklegen der vorausliegenden Strecke erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei der Ermittlung der überschreitenden Rußbeladung (12) die voraussichtliche Rußbeladung berücksichtigt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die überschreitende Rußbeladung (12) maximal 10% größer sein darf als der Grenzwert für die Rußbeladung (11).
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die überschreitende Rußbeladung (12) maximal 0.3 g/l sein darf, wenn für die Streckengegebenheiten (2) eine vorausliegende Talfahrt für das Fahrzeug (8) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die überschreitende Rußbeladung (12) maximal 0.3 g/l sein darf, wenn für die Streckengegebenheiten (2) eine vorausliegende Talfahrt für das Fahrzeug (8) ermittelt wird, wobei sich die Talfahrt über mindestens 1km erstreckt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Regeneration der überschreitenden Rußbeladung (12) mit einer maximalen Rate erfolgt.
  8. Verfahren nach einem Ansprüche 2 bis 7, wobei das Fahrzeug (8) ein Hybridfahrzeug ist, und wobei für die Ermittlung der voraussichtlichen Rußbeladung eine Hybridstrategie des Fahrzeugs (8) berücksichtigt wird.
  9. Steuergerät (9) für ein Fahrzeug (10), wobei das Steuergerät (9) eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
  10. Fahrzeug (8), umfassend einen Partikelfilter (10) und ein Steuergerät (9) nach Anspruch 9.
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