DE102020006010A1 - Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors - Google Patents

Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors Download PDF

Info

Publication number
DE102020006010A1
DE102020006010A1 DE102020006010.2A DE102020006010A DE102020006010A1 DE 102020006010 A1 DE102020006010 A1 DE 102020006010A1 DE 102020006010 A DE102020006010 A DE 102020006010A DE 102020006010 A1 DE102020006010 A1 DE 102020006010A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
exhaust system
measures
parameterization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020006010.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Aleksander Vovk
Frank Stermann
Sebastian Kiesow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Group GmbH
Original Assignee
FEV Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV Group GmbH filed Critical FEV Group GmbH
Publication of DE102020006010A1 publication Critical patent/DE102020006010A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • F02D41/1463—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases downstream of exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0408—Methods of control or diagnosing using a feed-back loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

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).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors und ein Verfahren.
  • Aus der US9828928 BB sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betriebsartensteuerung eines Verbrennungsmotors bekannt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (8)

  1. 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).
  2. Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Sollwert ein erforderliches, aktives Volumen des zumindest einen Fahrzeugkatalysators (6) umfasst.
  3. Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorgegebene Sollwert auf einer streckenbasierten Fensterauswertung von Randbedingungen basiert.
  4. Verbrennungsmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Sollwert einen Zielwert für eine Emission umfasst.
  5. Verbrennungsmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vergleich (S10) geschwindigkeitsklassenbasiert und/oder streckenbasiert erfolgt.
  6. 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.
  7. 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).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der vorgegebene Sollwert ein erforderliches, aktives Volumen eines Fahrzeugkatalysators (6) des Verbrennungsmotors (1) umfasst.
DE102020006010.2A 2019-10-18 2020-10-01 Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors Pending DE102020006010A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019128234.9 2019-10-18
DE102019128234.9A DE102019128234A1 (de) 2019-10-18 2019-10-18 Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020006010A1 true DE102020006010A1 (de) 2020-12-10

Family

ID=68651897

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019128234.9A Withdrawn DE102019128234A1 (de) 2019-10-18 2019-10-18 Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors
DE102020006010.2A Pending DE102020006010A1 (de) 2019-10-18 2020-10-01 Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019128234.9A Withdrawn DE102019128234A1 (de) 2019-10-18 2019-10-18 Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102019128234A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020005209A1 (de) 2020-08-26 2020-10-22 FEV Group GmbH Steuervorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem
DE102021004614A1 (de) 2021-09-11 2021-10-28 FEV Group GmbH Steuergerät für einen Antriebsstrang
CN114635774A (zh) * 2022-03-04 2022-06-17 潍柴动力股份有限公司 一种柴油机冷启动尾气温度控制方法及系统
DE102022111088A1 (de) 2022-05-05 2022-07-21 FEV Group GmbH Steuergerät für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015202425A1 (de) 2015-02-11 2016-08-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Betriebsartensteuerung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019128234A1 (de) 2019-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020006010A1 (de) Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Koordination zwischen Maßnahmen in einer Abgasanlage und einer Parametrisierung des Verbrennungsmotors
EP2326809B1 (de) Verfahren zum betreiben einer abgasreinigungsanlage mit einem scr-katalysator und einem vorgeschalteten oxidationskatalytisch wirksamen abgasreinigungsbauteil
DE102005015998B4 (de) Katalysatordiagnoseverfahren
EP1364110B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE112007003191T5 (de) Vorrichtung, System und Verfahren zur Steigerung der Effizienz der Abgasnachbehandlung
DE102010042442A1 (de) Abgasrückführungssystem mit einem NOx-Sensor
DE102006007122A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und einer daran angeschlossenen Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE10135954A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Schichtlademotors mit Direkteinspritzung
DE102010027984A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102008036418A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Abgasnachbehandlung
DE102016001367A1 (de) Verfahren und System zum Ansteuern eines Verbrennungsmotors und/oder einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Fahrzeugs, Fahrzeug mit einem solchen System sowie Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines solchen Verfahren und Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit einem derartigen Computerprogrammprodukt
EP1352159B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines abgasnachbehandlungssystems
DE102022114191A1 (de) Steuergerät für einen Antriebsstrang zum Steuern eines Zündzeitpunkts und eines Luftverhältnisses
DE102016222010A1 (de) Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit einem Niederdruck-Abgasrückführungssystem
EP1364111B2 (de) Verfahren zur on-board ermittlung einer temperaturgrösse
DE102009045377A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
WO2000070201A1 (de) Verfahren zur entschwefelung von einem in einem abgaskanal einer verbrennungskraftmaschine angeordneten nox-speicherkatalysator
DE102008044269A1 (de) Verfahren zum Einstellen der Abgasrückführrate einer Brennkraftmaschine
DE60216714T3 (de) Steuereinrichtung für Kraftfahrzeug-Dieselmotoren
EP1296032B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102009028617A1 (de) Funktion zur Berechnung des bankspezifischen Abgasmassenstroms bei mehrflutig ausgeführten Abgasanlagen aufgeladener Brennkraftmaschinen
DE102019219892A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines beschichteten Partikelfilters im Abgastrakt eines benzinbetriebenen Kraftfahrzeugs
EP1391592B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors mit einem Abgasreinigungssystem
EP1296029B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE10253979A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R084 Declaration of willingness to licence
R230 Request for early publication