DE102019128234A1 - Internal combustion engine with a control unit for coordination between measures in an exhaust system and a parameterization of the internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine with a control unit for coordination between measures in an exhaust system and a parameterization of the internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors und ein Verfahren.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor (1) umfasst einen Verbrennungszylinder (2), eine Abgasanlage (3) und ein Steuergerät (4). Die Abgasanlage (3) umfasst zumindest einen Fahrzeugkatalysator (6). Das Steuergerät (4) ist eingerichtet und ausgebildet, die folgenden Schritte auszuführen:
- Vergleich (S10) eines vorgegebenen Sollwerts mit zumindest einem Istwert und
- Koordination (S20) zwischen Maßnahmen in der Abgasanlage (3) und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors (1).

Figure DE102019128234A1_0000
The invention relates to an internal combustion engine with a control device for coordination between measures in an exhaust system and a parameterization of the internal combustion engine and a method.
The internal combustion engine (1) according to the invention comprises a combustion cylinder (2), an exhaust system (3) and a control unit (4). The exhaust system (3) comprises at least one vehicle catalytic converter (6). The control device (4) is set up and designed to carry out the following steps:
- Comparison (S10) of a predetermined target value with at least one actual value and
- Coordination (S20) between measures in the exhaust system (3) and a parameterization of the internal combustion engine (1).
Figure DE102019128234A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors und ein Verfahren.The invention relates to an internal combustion engine with a control device for coordination between measures in an exhaust system and a parameterization of the internal combustion engine and a method.

Aus der US9828928 B B sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betriebsartensteuerung eines Verbrennungsmotors bekannt.From the US9828928 B B, a method and a device for mode control of an internal combustion engine are known.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor umfasst einen Verbrennungszylinder, eine Abgasanlage und ein Steuergerät. Die Abgasanlage umfasst zumindest einen Fahrzeugkatalysator. Das Steuergerät ist eingerichtet und ausgebildet, die folgenden Schritte auszuführen:

  • - Vergleich eines vorgegebenen Sollwerts mit zumindest einem Istwert und
  • - Koordination zwischen Maßnahmen in der Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors.
The internal combustion engine according to the invention comprises a combustion cylinder, an exhaust system and a control unit. The exhaust system comprises at least one vehicle catalytic converter. The controller is set up and configured to perform the following steps:
  • - Comparison of a predetermined setpoint with at least one actual value and
  • - Coordination between measures in the exhaust system and a parameterization of the internal combustion engine.

Durch die Koordination von Maßnahmen in der Abgasanlage und der Parametrisierung des Verbrennungsmotors ermöglicht die Erfindung, dass ein optimiertes Rohemissionsprofil und eine vorteilhafte Temperatur für den zumindest einen Fahrzeugkatalysator in der Abgasanlage eingestellt werden können, so dass Emissionen limitiert werden können. Bevorzugt umfasst die Koordination eine Anpassung des vorgegebenen Sollwerts. Als Sollwerte werden hier insbesondere Vorgaben und/oder Beschränkungen für Emissionen, Brennstoff-Luft-Verhältnis und/oder Last verstanden. Unter Emissionen werden hier insbesondere Schadstoffemissionen von Stickoxiden (NOx), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffen (HC) am Auslass der Abgasanlage verstanden. Der vorgegebene Sollwert ist bevorzugt kalibrierbar.By coordinating measures in the exhaust system and parameterizing the internal combustion engine, the invention enables an optimized raw emission profile and an advantageous temperature for the at least one vehicle catalytic converter to be set in the exhaust system, so that emissions can be limited. The coordination preferably includes an adaptation of the predetermined target value. The setpoints here are understood in particular to be specifications and / or restrictions for emissions, fuel-air ratio and / or load. Emissions here mean in particular pollutant emissions of nitrogen oxides (NO x ), carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) at the outlet of the exhaust system. The predetermined setpoint can preferably be calibrated.

Als Parametrisierung wird ein Einstellen von Parametern des Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung der Stellgröße verstanden. Mögliche Parameter, die basierend auf dem Sollwert bei der Koordination angepasst werden können, sind beispielsweise Ladedruck, Ladetemperatur, Brennstoff-Luft-Verhältnis, Einspritzzeitpunkt, Einspritzmenge, eine Anzahl an Einspritzungen oder eine Motordrehzahl. Unter Maßnahmen in der Abgasanlage werden insbesondere Heizmaßnahmen wie eine Aktivierung einer elektrischen Heizvorrichtung in der Abgasanlage verstanden. Aber auch ein Zuschalten elektrischer Verbraucher ist möglich.Parameterization is understood to be setting of parameters of the internal combustion engine taking into account the manipulated variable. Possible parameters that can be adjusted based on the set point in the coordination, for example, boost pressure, charging temperature, fuel-air ratio, injection timing, injection quantity, a number of injections or an engine speed. Measures in the exhaust system are understood in particular as heating measures such as activation of an electrical heating device in the exhaust system. But also a connection of electrical consumers is possible.

Der zumindest eine Fahrzeugkatalysator kann als Dieseloxidationskatalysator (DOC - diesel oxidation catalyst), NOx Speicherkatalysator, SCR (Selective Catalytic Reduction) Katalysator, Dieselpartikelfilter mit katalytischer Bschichtung und/oder Ammoniak-Schlupf-Katalysator ausgeführt sein.The at least one vehicle catalyst may be implemented as a Diesel Oxidation Catalyst (DOC), NOx Storage Catalyst, Selective Catalytic Reduction (Catalyst), Catalytic Batch Diesel Particulate Filter, and / or Ammonia Slip Catalyst.

Vorzugsweise umfasst der vorgegebene Sollwert ein erforderliches, aktives Volumen des zumindest einen Fahrzeugkatalysators. Das erforderliche, aktive Volumen des Fahrzeugkatalysators ist das aktive Volumen, das benötigt wird, um in dem Fahrzeugkatalysator eine gewünschte Menge an NOx, HC und/oder CO zu reduzieren. Dadurch, dass das erforderliche, aktive Volumen des zumindest einen Fahrzeugkatalysators als Sollwert vorgegeben wird, ermöglicht die Erfindung den Vergleich mit einem Istwert wie einem tatsächlich vorhandenen aktiven Volumen des zumindest einen Fahrzeugkatalysators. Das aktive Volumen des Fahrzeugkatalysators wird basierend auf Temperaturen, Temperaturverteilungen und Alterungseffekten des Fahrzeugkatalysators bestimmt und ist ein Maß für eine mögliche Effizienz des Fahrzeugkatalysators. Damit ist das aktive Volumen bestimmend für eine Konvertierungsrate und der Vergleich ermöglicht für eine Reduktion von CO2 Emissionen durch die Limitierung von Schadstoffemissionen bei gleichzeitiger Optimierung des Verbrennungswirkungsgrads eine vorteilhafte Koordination zwischen Parametrisierung des Verbrennungsmotors und Maßnahmen in der Abgasanlage.Preferably, the predetermined desired value comprises a required, active volume of the at least one vehicle catalytic converter. The required active volume of the vehicle catalyst is the active volume needed to reduce a desired amount of NO x , HC and / or CO in the vehicle catalytic converter. The fact that the required, active volume of the at least one vehicle catalytic converter is specified as the desired value, the invention enables comparison with an actual value such as an actual active volume of the at least one vehicle catalytic converter. The active volume of the vehicle catalytic converter is determined based on temperatures, temperature distributions and aging effects of the vehicle catalytic converter and is a measure of a possible efficiency of the vehicle catalytic converter. Thus, the active volume is determining for a conversion rate and the comparison allows for a reduction of CO 2 emissions by limiting pollutant emissions while optimizing the combustion efficiency, an advantageous coordination between parametrization of the internal combustion engine and measures in the exhaust system.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Koordination einer Parametrisierung eines Verbrennungsmotors und Maßnahmen in einer Abgasanlage umfasst die folgenden Schritte:

  • - Vergleich eines vorgegebenen Sollwerts mit zumindest einem Istwert und
  • - Koordination zwischen Maßnahmen in der Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors.
The method according to the invention for coordinating a parameterization of an internal combustion engine and measures in an exhaust system comprises the following steps:
  • - Comparison of a predetermined target value with at least one actual value and
  • - Coordination between measures in the exhaust system and parameterization of the internal combustion engine.

Die Koordination der Parametrisierung des Verbrennungsmotors und Maßnahmen in der Abgasanlage ermöglicht die Einstellung einer für einen in der Abgasanlage angeordneten Fahrzeugkatalysator vorteilhaften Temperatur und eines an ein mögliches Minderungspotential der Abgasanlage adaptierten Rohemissionsprofils, so dass Emissionen limitiert werden können.The coordination of the parameterization of the internal combustion engine and measures in the exhaust system allows the setting of an advantageous for a arranged in the exhaust system vehicle catalyst temperature and adapted to a possible reduction potential of the exhaust system raw emission profile, so that emissions can be limited.

Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors,
  • 2 eine schematische Darstellung von Schritten, die von einem Steuergerät ausgeführt werden,
  • 3 eine schematische Darstellung von alternativen, von einem Steuergerät ausgeführten Schritten, und
  • 4 eine schematische Darstellung von alternativen, von einem Steuergerät ausgeführten Schritten.
Preferred embodiments will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows
  • 1 an embodiment of an internal combustion engine according to the invention,
  • 2 a schematic representation of steps that are performed by a controller,
  • 3 a schematic representation of alternative, executed by a control unit steps, and
  • 4 a schematic representation of alternative, executed by a control unit steps.

1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1. Der Verbrennungsmotor 1 umfasst vier Verbrennungszylinder 2, eine Abgasanlage 3 und ein Steuergerät 4. Die Abgasanlage 3 umfasst einen Dieseloxidationskatalysator (DOC - diesel oxidation catalyst) 7, einen Dieselaprtikelfilter mit SCR (Selective catalytic reduction) Beschichtung (SDPF) 6 und einen SCR Katalysator 8. Stromauf des SDPF 6 und des SCR Katalysators 8 sind jeweils ein Doser 9 und ein Mischer 10 angeordnet. Dadurch werden eine individuelle Versorgung des SDPF 6 und des SCR Katalysators 9 mit Reduktionsmittel und eine gute Vermischung des Reduktionsmittels mit Abgas ermöglicht. Stromauf des DOC 7 ist eine Heizscheibe 11 angeordnet, um dem Abgas bei Bedarf Wärme zuzuführen. 1 shows an internal combustion engine 1 , The internal combustion engine 1 includes four combustion cylinders 2 , an exhaust system 3 and a controller 4 , The exhaust system 3 comprises a Diesel Oxidation Catalyst (DOC) 7, a Diesel Particulate Filter with SCR (Selective Catalytic Reduction) Coating (SDPF) 6 and an SCR catalyst 8th , Upstream of the SDPF 6 and the SCR catalyst 8th are each a doser 9 and a mixer 10 arranged. This will provide an individualized care of the SDPF 6 and the SCR catalyst 9 with reducing agent and a good mixing of the reducing agent with exhaust gas allows. Upstream of the DOC 7 is a heating disk 11 arranged to supply heat to the exhaust gas when needed.

Frischgemisch wird den Verbrennungszylindern 2 über einen Einlass 12 zugeführt. Der Einlass 12 umfasst einen Luftfilter 13, einen Heißfilm-Luftmassenmesser 14, eine erste 15 und eine zweite 16 Drosselklappe, einen Verdichter 17 und einen ersten Wärmeübertrager 18. Der Verdichter 17 ist als Abgasturbolader ausgeführt und mit einer Turbine 19 gekoppelt. Stromab der ersten Drosselklappe 16 ist der Einlass 12 mit einer Niederdruckabgasrückführung (ND-AGR) 20 und stromab der zweiten Drosselklappe 17 mit einer Hockdruckabgasrückführung (HD-AGR) 21 verbunden. Die ND-AGR 20 und die HD-AGR umfassen jeweils ein Ventil 22,23 und einen Wärmeübertrager 24,25. The combustion cylinders get a fresh mix 2 through an inlet 12 fed. The entrance 12 includes an air filter 13 , a hot film air mass meter 14 , a first 15 and a second 16 throttle valve, a compressor 17 and a first heat exchanger 18 , The compressor 17 is designed as an exhaust gas turbocharger and with a turbine 19 coupled. Downstream of the first throttle valve 16 is the entrance 12 with a low pressure exhaust gas recirculation (LP EGR) 20 and downstream of the second throttle valve 17 with a high pressure exhaust gas recirculation (HD-EGR) 21 connected. The ND-EGR 20 and the HD EGR each include a valve 22 . 23 and a heat exchanger 24 . 25 ,

Das Steuergerät 4 ist eingerichtet, die Schritte des in 2 dargestellten Verfahrens auszuführen:

  • - Vergleich S10 eines vorgegebenen Sollwerts mit zumindest einem Istwert und
  • - Koordination S20 zwischen Maßnahmen in der Abgasanlage 3 und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors 1.
The control unit 4 is set up, the steps of in 2 to carry out the method described:
  • - Comparison S10 a predetermined setpoint with at least one actual value and
  • - Coordination S20 between measures in the exhaust system 3 and a parameterization of the internal combustion engine 1 ,

3 zeigt eine Variante der beiden Schritte. Es werden zwei Sollwerte vorgegeben. Der erste Sollwert ist ein erforderliches, aktives Volumen des SDPF 6. Der zweite Sollwert ist ein Sollwert für NOx Tailpipeemissionen. NOx Tailpipeemissionen beschreiben einen Zielwert für Stickoxidemissionen am Auslass der Abgasanlage 3. Die Vorgabe der beiden Sollwerte basiert auf einer abschnittsweisen Fensterauswertung von Randbedingungen. Als Randbedingungen werden dabei eine Dynamik eines Fahrzeugs mit einem oben beschriebenen Verbrennungsmotor 1, eine Dynamik eines Fahrers des Fahrzeugs und eine Arbeit des Verbrennungsmotors 1 abhängig von Geschwindigkeitsklassen berücksichtigt. Weiterhin können beispielsweise eine Dynamik eines Fahrprofils und/oder Emissionen berücksichtigt werden. Abschnittsweise bedeutet hier, dass innerhalb definierter Fenster die Sollwerte mit den Istwerten verglichen werden. Die Definition der Fenster basiert hier auf einer gefahrenen Distanz. Der Vergleich S10 erfolgt ebenfalls abschnittsweise. In weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen basiert die Definition der Fenster zusätzlich oder alternativ auf Zeitintervallen, Geschwindigkeitsbereichen und/oder einer geleisteten Arbeit. 3 shows a variant of the two steps. Two setpoints are specified. The first setpoint is a required, active volume of the SDPF 6 , The second setpoint is a setpoint for NOx tailpipe emissions. NOx tailpipe emissions describe a target value for nitrogen oxide emissions at the exhaust system outlet 3 , The specification of the two setpoints is based on a section-wise window evaluation of boundary conditions. The dynamics of a vehicle with an internal combustion engine described above are used as boundary conditions 1 , dynamics of a driver of the vehicle and work of the internal combustion engine 1 depending on speed classes. Furthermore, dynamics of a driving profile and / or emissions can be taken into account, for example. Section by section here means that the setpoints are compared with the actual values within defined windows. The definition of the windows here is based on a distance traveled. The comparison S10 also takes place in sections. In further exemplary embodiments, not shown, the definition of the windows is additionally or alternatively based on time intervals, speed ranges and / or work performed.

Das erforderliche, aktive Volumen des SDPF 6 ist das aktive Volumen, das benötigt wird, um in dem SDPF 6 eine gewünschte Menge an NOx zu reduzieren. Das erforderliche, aktive Volumen wird anhand der Randbedingungen in jedem Fenster über ein Kennfeld bestimmt. Die Bestimmung kann alternativ über Modelle oder eine Kombination aus Modellen und Kennfeldern erfolgen. Das aktive Volumen eines Katalysators ist ein Maß für die mögliche Effizienz des Katalysators, da Alterung, Temperaturbedingungen und bei einem SCR Katalysator ein NH3 Füllstand des Katalysators berücksichtigt werden, und damit bestimmend für eine Konvertierungsrate.The required active volume of the SDPF 6 is the active volume that is required to be in the SDPF 6 reduce a desired amount of NO x . The required active volume is determined based on the boundary conditions in each window using a map. Alternatively, the determination can be made using models or a combination of models and maps. The active volume of a catalytic converter is a measure of the possible efficiency of the catalytic converter, since aging, temperature conditions and, in the case of an SCR catalytic converter, an NH 3 fill level of the catalytic converter are taken into account, and thus determining a conversion rate.

Die NOx Tailpipeemissionen werden anhand der Randbedingungen in jedem Fenster über ein Kennfeld bestimmt. Alternativ kann die Bestimmung über Modelle oder eine Kombination von Modellen und Kennfeldern erfolgen. Auch Sensorinformationen oder andere Messdaten können zusätzlich oder alternativ berücksichtigt werden.The NO x tailpipe emissions are determined based on the boundary conditions in each window via a map. Alternatively, the determination can be made via models or a combination of models and maps. Sensor information or other measurement data can also be considered additionally or alternatively.

Beim Vergleich S10 werden die beiden Sollwerte mit Istwerten verglichen. Hierzu werden zum einen Istwerte für NOx Tailpipeemissionen bestimmt. Zum anderen wird ein tatsächliches, aktives Volumen des SDPF 6 bestimmt. Die Erfassung der Istwerte für NOx Tailpipeemissionen und des tatsächlichen, aktiven Volumens erfolgt anhand von Messwerten. Alternativ können Kennfelder, Modelle oder eine Kombination aus Kennfeld, Modell und/oder Messdaten verwendet werden. Der Vergleich zwischen Wunschvolumen und tatsächlichem, aktivem Volumen des SDPF 6 und der Vergleich zwischen Istwert und Sollwert der NOx Tailpipeemissionen erfolgen wie bei der Berücksichtigung der Randbedingungen streckenbasiert. In weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen basieren der Vergleich der Volumina und der Vergleich der NOx Tailpipeemissionen zusätzlich oder alternativ auf Zeitintervallen, Geschwindigkeitsbereichen und/oder einer geleisteten Arbeit.When comparing S10 the two setpoints are compared with actual values. For this purpose, on the one hand actual values for NO x tailpipe emissions are determined. On the other hand, an actual, active volume of the SDPF 6 certainly. The actual values for NOx tailpipe emissions and the actual, active volume are recorded on the basis of measured values. Alternatively, maps, models or a combination of map, model and / or measurement data can be used. The comparison between the desired volume and the actual, active volume of the SDPF 6 and the comparison between the actual value and the set point of the NO x tailpipe emissions are based on the distance as in the consideration of the boundary conditions. In further exemplary embodiments, which are not shown, the comparison of the volumes and the comparison of the NOx tailpipe emissions are additionally based or alternatively on time intervals, speed ranges and / or work done.

Basierend auf dem Vergleich S10 wird die Koordination S20 zwischen Maßnahmen in der Abgasanlage 3 und der Parametrisierung des Verbrennungsmotors 2 durchgeführt. Wenn der Istwert der NOx Tailpipeemissionen nicht größer ist als der Sollwert der NOx Tailpipeemissionen, wird der Verbrennungsmotor 2 so parametrisiert, dass die Verbrennungszylinder 2 hinsichtlich CO2 und Reduktionsmittelverbrauch optimiert betrieben werden, so dass CO2 und/oder der Verbrauch von Reduktionsmittel für den SDPF 6 und den SCR Katalysator 8 reduziert werden. Wenn der Istwert der NOx Tailpipeemissionen größer ist als der Sollwert der NOx Tailpipeemissionen und das tatsächliche, aktive Volumen nicht kleiner ist als das Wunschvolumen des SDPF 6, wird der Verbrennungsmotor 2 so parametrisiert, dass die Verbrennungszylinder 2 in einem NOx optimierten Verbrennungsmodus betrieben werden, so dass im Zylinder möglichst wenig Stickoxide erzeugt werden. Zur Parametrisierung des Verbrennungsmotors 2 ist das Steuergerät eingerichtet, ein Steuergeräteprogramm auszuführen, das zum Anpassen der Sollwerte Betriebsbedingungen wie Ladedruck, Ladetemperatur, Brennstoff-Luft-Verhältnis, Einspritzzeitpunkt, Einspritzmenge, eine Anzahl an Einspritzungen und/oder eine Motordrehzahl durch Aktuieren der ersten oder zweiten Drosselklappe 15,16, des Verdichters 17, der Turbine 19, der Ventile 22,23, der Wärmeübertrager 18,24,25 und/oder eines Einspritzsystems (nicht gezeigt) einstellt.Based on the comparison S10 becomes coordination S20 between measures in the exhaust system 3 and the parameterization of the internal combustion engine 2 carried out. If the actual value of the NO x tailpipe emissions is not greater than the target value of the NO x tailpipe emissions, the internal combustion engine 2 parameterized so that the combustion cylinder 2 with regard to CO 2 and reducing agent consumption are operated optimally, so that CO 2 and / or the consumption of reducing agent for the SDPF 6 and the SCR catalyst 8th be reduced. If the actual value of the NO x tailpipe emissions is greater than the target value of the NO x tailpipe emissions and the actual, active volume is not less than the desired volume of the SDPF 6 , the internal combustion engine 2 parameterized so that the combustion cylinder 2 be operated in a NO x- optimized combustion mode, so that as little nitrogen oxides as possible are generated in the cylinder. For parameterizing the internal combustion engine 2 the control device is set up to execute a control device program which, in order to adapt the target values, operating conditions such as boost pressure, charging temperature, fuel-air ratio, injection timing, injection quantity, a number of injections and / or an engine speed by actuating the first or second throttle valve 15, 16, of the compressor 17 , the turbine 19 , the valves 22, 23, the heat exchanger 18, 24, 25 and / or an injection system (not shown).

Wenn der Istwert der NOx Tailpipeemissionen größer ist als der Sollwert der NOx Tailpipeemissionen und das tatsächliche, aktive Volumen kleiner ist als das Wunschvolumen des SDPF 6, wird ein Heizbetrieb aktiviert. Hierzu wird als Maßnahme in der Abgasleitung 3 die Heizscheibe 11 eingeschaltet, so dass die Temperatur im Abgas und damit im SDPF 6 steigt und das aktive Volumen des SDPF 6 vergrößert wird. In weiteren, nicht gezeigten Ausführungen werden alternativ oder ergänzend elektrische Verbraucher zugeschaltet, so dass die Last des Verbrennungsmotors 1 und damit die Temperatur in der Abgasanlage 3 angehoben werden, und/oder die Parametrisierung des Verbrennungsmotors 2 umfasst motorische Maßnahmen wie Nacheinspritzungen, Anpassung von Einspritzzeitpunkten und/oder Drosselung eines Frischluftstroms zur Anhebung der Temperatur im Abgas.If the actual value of the NO x tail pipe emissions is greater than the target value of the NO x tail pipe emissions and the actual, active volume is smaller than the desired volume of the SDPF 6 , heating operation is activated. This is done as a measure in the exhaust pipe 3 the heating disc 11 switched on so that the temperature in the exhaust gas and thus in the SDPF 6 increases and the active volume of the SDPF 6 is enlarged. In further versions, not shown, electrical consumers are alternatively or additionally switched on, so that the load of the internal combustion engine 1 and thus the temperature in the exhaust system 3 be raised, and / or the parameterization of the internal combustion engine 2 includes engine measures such as post-injections, adjustment of injection times and / or throttling of a fresh air flow to raise the temperature in the exhaust gas.

4 zeigt eine weitere Variante der oben beschriebenen Schritte. Es werden vier Sollwerte vorgegeben: ein Wunschvolumen für den DOC 7, ein Wunschvolumen für den SDPF 6, ein Zielwert für CO und HC Tailpipeemissionen und ein Zielwert für NOx Tailpipeemissionen. Die Vorgabe der Sollwerte berücksichtigt als Randbedingungen eine Leistung des Fahrzeugs, eine Fahrzeugbeschleunigung und eine Drehmomentbeschleunigung. Wie in der in 3 gezeigten Variante wird anhand des Vergleichs S10 zwischen den Sollwerten und den Istwerten für Katalysatorvolumina und Emissionen eine Koordination S20 zwischen der Parametrisierung des Verbrennungsmotors 2 und Maßnahmen in der Abgasanlage 3 durchgeführt. Basierend auf dem Vergleich S10 für SDPF 6 Volumen und NOx Tailpipeemissionen wird ein CO2/reduktionsmitteloptimaler Betrieb, ein NOx optimaler Betrieb oder ein Heizmodus gewählt. Alternativ wird ein Wärmehaltemodus oder eine andere geeignete Maßnahme gewählt, wenn ein eingehaltener Sollwert erfüllt wird, der Istwert aber in einem Grenzbereich liegt und/oder ein Nichterfüllen des Sollwerts zu erwarten ist. Zusätzlich wird ein Vergleich S10 der Sollwerte für das Volumen des DOC und der CO/HC Tailpipeemissionen mit den entsprechenden Istwerten durchgeführt. Wenn das Istvolumen des DOC kleiner ist als das Sollvolumen des DOC und der Istwert der CO/HC Tailpipeemissionen größer ist als der Sollwert der CO/HC Tailpipeemissionen, wird ein CO/HC Heizmodus aktiviert. Dazu schaltet ein Steuergeräteprogramm eine zusätzliche elektrische Heizung ein, die ein Aufheizen des DOC bewirkt. Alternativ oder ergänzend können die Heizung, die zum Aufheizen des SCR Katalysators 6 genutzt wird, eingeschaltet oder mit höherer Leistung betrieben, elektrische Verbraucher zugeschaltet oder der Verbrennungsmotor entsprechend parametrisiert werden, so dass die Rohemissionen von CO, HC und/oder NOx reduziert werden und/oder ein Wärmeeintrag in das Abgasnachbehandlungssystem erhöht wird. 4 shows a further variant of the steps described above. Four target values are specified: a desired volume for the DOC 7 , a request volume for the SDPF 6 , a target value for CO and HC tailpipe emissions and a target value for NO x tailpipe emissions. The specification of the setpoints takes into account as boundary conditions a power of the vehicle, a vehicle acceleration and a torque acceleration. As in the 3 shown variant is based on the comparison S10 between the setpoints and the actual values for catalyst volumes and emissions, a coordination S20 between the parameterization of the internal combustion engine 2 and measures in the exhaust system 3 carried out. Based on the comparison S10 for SDPF 6 Volume and NO x tailpipe emissions are selected to CO 2 / reduction optimum operation, NO x optimum operation or heating mode. Alternatively, a heat retention mode or other suitable measure is selected when a maintained setpoint is met, but the actual value is within a threshold range and / or a non-compliance of the setpoint is expected. In addition, a comparison S10 the setpoints for the volume of the DOC and the CO / HC tailpipe emissions are carried out with the corresponding actual values. If the actual volume of the DOC is less than the target volume of the DOC and the actual value of the CO / HC tailpipe emissions is greater than the setpoint of the CO / HC tailpipe emissions, a CO / HC heating mode is activated. For this purpose, a control unit program switches on an additional electric heater, which causes the DOC to heat up. Alternatively or additionally, the heater used to heat the SCR catalyst 6 is used, switched on or operated with higher power, electrical consumers switched on or parameterized according to the internal combustion engine, so that the raw emissions of CO, HC and / or NO x are reduced and / or heat input into the exhaust aftertreatment system is increased.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 9828928 B [0002]US 9828928 B [0002]

Claims (8)

Verbrennungsmotor (1), umfassend einen Verbrennungszylinder (2), eine Abgasanlage (3) und ein Steuergerät (4), wobei die Abgasanlage (3) zumindest einen Fahrzeugkatalysator (6) umfasst und wobei das Steuergerät (4) eingerichtet und ausgebildet ist, die folgenden Schritte auszuführen: - Vergleich (S10) eines vorgegebenen Sollwerts mit zumindest einem Istwert und - Koordination (S20) zwischen Maßnahmen in der Abgasanlage (3) und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors (1).Internal combustion engine (1), comprising a combustion cylinder (2), an exhaust system (3) and a control unit (4), wherein the exhaust system (3) comprises at least one vehicle catalytic converter (6) and wherein the control unit (4) is set up and designed following steps: - Comparison (S10) of a predetermined setpoint with at least one actual value and - Coordination (S20) between measures in the exhaust system (3) and a parametrization of the internal combustion engine (1). Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Sollwert ein erforderliches, aktives Volumen des zumindest einen Fahrzeugkatalysators (6) umfasst.Internal combustion engine (1) after Claim 1 wherein the predetermined setpoint comprises a required, active volume of the at least one vehicle catalytic converter (6). Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorgegebene Sollwert auf einer streckenbasierten Fensterauswertung von Randbedingungen basiert.Internal combustion engine (1) after Claim 1 or 2 , wherein the predetermined setpoint is based on a distance-based window evaluation of boundary conditions. Verbrennungsmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Sollwert einen Zielwert für eine Emission umfasst.Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the predetermined target value comprises a target value for an emission. Verbrennungsmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vergleich (S10) geschwindigkeitsklassenbasiert und/oder streckenbasiert erfolgt.Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the comparison (S10) takes place based on speed class and / or distance-based. Verbrennungsmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Koordination (S20) - eine Parametrisierung des Verbrennungsmotors (1) für einen wirkungsgradoptimierten Verbrennungsmodus und keine Maßnahmen in der Abgasanlage (3) wählt, wenn der Vergleich (S10) ergibt, dass ein erster Sollwert innerhalb eines ersten Zielbereichs liegt, - eine Parametrisierung des Verbrennungsmotors (1) für einen emissionsoptimierten Verbrennungsmodus und keine Maßnahmen in der Abgasanlage (3) wählt, wenn der Vergleich (S10) ergibt, dass der erste Sollwert nicht innerhalb des ersten Zielbereichs liegt und ein zweiter Sollwert innerhalb eines zweiten Zielbereichs liegt und - Maßnahmen in der Abgasanlage (3) wählt, wenn der Vergleich (S10) ergibt, dass der erste Sollwert nicht innerhalb des ersten Zielbereichs liegt und dass der zweite Sollwert nicht innerhalb eines zweiten Zielbereichs liegt.Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the coordination (S20) a parameterization of the internal combustion engine (1) for an efficiency-optimized combustion mode and no measures in the exhaust system (3) selects if the comparison (S10) shows that a first desired value lies within a first target range, a parameterization of the internal combustion engine (1) for an emission-optimized combustion mode and no measures in the exhaust system (3) selects if the comparison (S10) shows that the first setpoint is not within the first target range and a second setpoint is within a second target range and - Measures in the exhaust system (3) selects if the comparison (S10) shows that the first setpoint is not within the first target range and that the second setpoint is not within a second target range. Verfahren zur Koordination einer Parametrisierung eines Verbrennungsmotors (1) und Maßnahmen in einer Abgasanlage (3), umfassend die folgenden Schritte: - Vergleich (S10) eines vorgegebenen Sollwerts mit zumindest einem Istwert und - Koordination (S20) zwischen Maßnahmen in der Abgasanlage (3) und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors (1).Method for coordinating parameterization of an internal combustion engine (1) and measures in an exhaust system (3), comprising the following steps: - Comparison (S10) of a predetermined setpoint with at least one actual value and - Coordination (S20) between measures in the exhaust system (3) and a parametrization of the internal combustion engine (1). Verfahren nach Anspruch 7, wobei der vorgegebene Sollwert ein erforderliches, aktives Volumen eines Fahrzeugkatalysators (6) des Verbrennungsmotors (1) umfasst.Method according to Claim 7 wherein the predetermined setpoint comprises a required, active volume of a vehicle catalytic converter (6) of the internal combustion engine (1).
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