DE102021003777A1 - Control unit for a drive train for controlling an ignition point and an air ratio - Google Patents

Control unit for a drive train for controlling an ignition point and an air ratio Download PDF

Info

Publication number
DE102021003777A1
DE102021003777A1 DE102021003777.4A DE102021003777A DE102021003777A1 DE 102021003777 A1 DE102021003777 A1 DE 102021003777A1 DE 102021003777 A DE102021003777 A DE 102021003777A DE 102021003777 A1 DE102021003777 A1 DE 102021003777A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
control unit
state
determined
aftertreatment system
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.)
Withdrawn
Application number
DE102021003777.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Verena Huth
Lukas Virnich
Andre Pfortje
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
Priority to DE102021003777.4A priority Critical patent/DE102021003777A1/en
Publication of DE102021003777A1 publication Critical patent/DE102021003777A1/en
Priority to DE102022114191.8A priority patent/DE102022114191A1/en
Priority to CN202210865935.0A priority patent/CN115680842A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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]
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • 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
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • 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
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • 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
    • F02D41/1461—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 emitted by the engine
    • F02D41/1462—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 emitted by the engine with determination means using an estimation
    • 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
    • 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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • 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
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • 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
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • 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
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/18—Ammonia
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/04—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrogen
    • 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
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • 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
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1404—Exhaust gas temperature
    • 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
    • F01N2900/1621—Catalyst conversion efficiency
    • 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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • 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
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für einen Antriebsstrang, umfassend einen Wasserstoffmotor und ein Abgasnachbehandlungssystem, zum Steuern eines Zündzeitpunkts und eines Luftverhältnisses basierend auf einem Zustand des Abgasnachbehandlungssystems.Das erfindungsgemäße Steuergerät (1) für einen Antriebsstrang (2), umfassend einen Verbrennungsmotor (3) und ein Abgasnachbehandlungssystem (4), wobei der Verbrennungsmotor (3) als Wasserstoffmotor ausgeführt ist und wobei das Abgasnachbehandlungssystem (4) ein DeNOx System (5,6) umfasst, ist ausgebildet und eingerichtet, die folgenden Schritte durchzuführen:- Ermitteln eines Zustands (S10) des Abgasnachbehandlungssystems (4),- Vergleichen (S20) des ermittelten Zustands (S10) mit einem erwarteten Zustand,- Wenn das Vergleichen (S20) ergibt, dass eine Abweichung (Δz) zwischen dem ermittelten (S10) und dem erwarteten Zustand größer als ein Schwellenwert (S) ist:o Bestimmen eines Sollwerts (S30) basierend auf dem ermittelten Zustand (S10) undo Adaptieren (S50) einer Basiskalibrierung zum Steuern des Verbrennungsmotors (3) basierend auf dem bestimmten Sollwert (S30), und- Steuern (S60) eines Zündzeitpunkts und eines Luftverhältnisses basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung (S50).The invention relates to a control device for a drive train, comprising a hydrogen engine and an exhaust gas aftertreatment system, for controlling an ignition point and an air ratio based on a state of the exhaust gas aftertreatment system an exhaust gas aftertreatment system (4), wherein the internal combustion engine (3) is designed as a hydrogen engine and wherein the exhaust gas aftertreatment system (4) comprises a DeNOx system (5, 6), is designed and set up to carry out the following steps: - Determination of a state (S10) of the exhaust gas aftertreatment system (4), - comparing (S20) the determined state (S10) with an expected state, - If the comparison (S20) shows that a deviation (Δz) between the determined (S10) and the expected state is greater than a Threshold value (S) is: o Determination of a target value (S30) based on the determined state (S10) and adapting (S50) a basic calibration for controlling the internal combustion engine (3) based on the determined target value (S30), and- controlling (S60) an ignition timing and an air ratio based on the basic calibration or the adapted basic calibration (S50).

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für einen Antriebsstrang, umfassend einen Wasserstoffmotor und ein Abgasnachbehandlungssystem, zum Steuern eines Zündzeitpunkts und eines Luftverhältnisses basierend auf einem Zustand des Abgasnachbehandlungssystems.The invention relates to a control device for a drive train, comprising a hydrogen engine and an exhaust gas aftertreatment system, for controlling an ignition point and an air ratio based on a state of the exhaust gas aftertreatment system.

Aus der DE10 2020 006 451 A1 ist Steuergerät für einen Antriebsstrang, umfassend einen Verbrennungsmotor, zum Steuern des Verbrennungsmotors, so dass ein Wasserstoffgehalt eines Abgases angepasst wird, bekannt.From the DE10 2020 006 451 A1 is a control device for a drive train, comprising an internal combustion engine, for controlling the internal combustion engine so that a hydrogen content of an exhaust gas is adjusted.

Aus der DE 10 2020 006 983 A1 ist ein Steuergerät für einen Antriebsstrang, umfassend einen Verbrennungsmotor, zum Steuern einer Einspritzmenge an Wasserstoff, bekannt.From the DE 10 2020 006 983 A1 a control unit for a drive train, comprising an internal combustion engine, for controlling an injection quantity of hydrogen is known.

Das erfindungsgemäße Steuergerät für einen Antriebsstrang, umfassend einen Verbrennungsmotor und ein Abgasnachbehandlungssystem, wobei der Verbrennungsmotor als Wasserstoffmotor ausgeführt und das Abgasnachbehandlungssystem ein DeNOx System umfasst, ist ausgebildet und eingerichtet, die folgenden Schritte durchzuführen:

  • - Ermitteln eines Zustands des Abgasnachbehandlungssystems,
  • - Vergleichen des ermittelten Zustands mit einem erwarteten Zustand,
  • - Wenn das Vergleichen ergibt, dass eine Abweichung zwischen dem ermittelten und dem erwarteten Zustand größer als ein Schwellenwert ist:
    • o Bestimmen eines Sollwerts basierend auf dem ermittelten Zustand und
    • o Adaptieren einer Basiskalibrierung zum Steuern des Verbrennungsmotors basierend auf dem bestimmten Sollwert, und
  • - Steuern eines Zündzeitpunkts und eines Luftverhältnisses basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung.
The control unit according to the invention for a drive train, comprising an internal combustion engine and an exhaust gas aftertreatment system, wherein the internal combustion engine is designed as a hydrogen engine and the exhaust gas aftertreatment system comprises a DeNOx system, is designed and set up to carry out the following steps:
  • - Determining a state of the exhaust gas aftertreatment system,
  • - comparing the determined state with an expected state,
  • - If the comparison shows that a discrepancy between the determined and the expected state is greater than a threshold value:
    • o Determining a target value based on the determined state and
    • o Adapting a basic calibration for controlling the internal combustion engine based on the determined target value, and
  • - Controlling an ignition timing and an air ratio based on the basic calibration or the adapted basic calibration.

Dadurch, dass das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet ist, den Zündzeitpunkt und das Luftverhältnis basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung zu steuern, ermöglicht die Erfindung, den Verbrennungsmotor in einem Nominalbetrieb als auch basierend auf dem bestimmten Sollwert und somit unter Berücksichtigung des ermittelten Zustands des Abgasnachbehandlungssystems zu steuern. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um den Verbrennungsmotor mit möglichst niedrigen NOx Emissionen zu betreiben.Because the control unit is designed and set up to control the ignition timing and the air ratio based on the basic calibration or the adapted basic calibration, the invention enables the internal combustion engine to be operated in nominal mode as well as based on the specific setpoint and thus taking into account the determined state of the Control exhaust aftertreatment system. This is particularly advantageous in order to operate the internal combustion engine with the lowest possible NOx emissions.

Als Wasserstoffmotor wird hier ein Verbrennungsmotor verstanden, der eingerichtet ist, mit Wasserstoff als Kraftstoff betrieben zu werden. Dabei kann der Verbrennungsmotor sowohl ausschließlich mit Wasserstoff als auch mit mehreren Kraftstoffen betrieben werden. Die Verwendung von mehreren Kraftstoffen schließt dabei das Verwenden mehrerer Kraftstoffe in einem Verbrennungszyklus als auch das Verwenden nur eines Kraftstoffs in einem Verbrennungszyklus, wobei der Verbrennungsmotor für die Verwendung unterschiedlicher Kraftstoffe eingerichtet ist, ein.A hydrogen engine is understood here to be an internal combustion engine which is set up to be operated with hydrogen as fuel. The internal combustion engine can be operated either exclusively with hydrogen or with several fuels. The use of several fuels includes the use of several fuels in a combustion cycle and also the use of only one fuel in a combustion cycle, the internal combustion engine being set up for the use of different fuels.

Als Abgasnachbehandlungssystem wird eine Vorrichtung verstanden, die eingerichtet ist, das aus dem Verbrennungsmotor austretende Abgas von schädlichen Rohemissionen zu reinigen. Das Abgasreinigungssystem umfasst zumindest ein DeNOx System, kann aber weitere Komponenten wie beispielsweise einen Oxidationskatalysator, einen Rußpartikelfilter oder einen Ammoniakschlupfkatalysator umfassen.An exhaust gas aftertreatment system is understood to be a device which is set up to remove harmful raw emissions from the exhaust gas emerging from the internal combustion engine. The exhaust gas cleaning system includes at least one DeNOx system, but can include further components such as an oxidation catalytic converter, a soot particle filter or an ammonia slip catalytic converter.

Als Rohemissionen werden unerwünschte Komponenten des Abgases stromauf des Abgasreinigungssystems verstanden. Diese können beispielsweise Rohemissionen von Stickoxiden (NOx), Kohlenstoffmonoxid (CO), unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) oder Rußpartikeln sein.Unwanted components of the exhaust gas upstream of the exhaust gas cleaning system are understood as raw emissions. These can be, for example, raw emissions of nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbons (HC) or soot particles.

Als DeNOx System wird ein System zum Reduzieren von NOx Emissionen verstanden. Dies kann beispielsweise ein SCR Katalysator oder ein NOx Speicherkatalysator sein.A DeNOx system is understood to be a system for reducing NOx emissions. This can be, for example, an SCR catalytic converter or a NOx storage catalytic converter.

Als Zustand wird hier eine Eigenschaft des Abgasnachbehandlungssystems verstanden, wie beispielsweise eine Temperatur, eine Konvertierungsrate, eine Emission, ein Alterungszustand oder ein Gegendruck.A condition is understood here as a property of the exhaust gas aftertreatment system, such as a temperature, a conversion rate, an emission, an aging condition or a counter pressure.

Als Ermitteln wird hier sowohl ein Messen mithilfe zumindest eines stromauf, stromab und/oder innerhalb des Abgasnachbehandlungssystems angeordneten Sensors verstanden als auch alternativ oder ergänzend ein Berechnen des Zustands mithilfe eines Modells und/oder eines Kennfelds. Als Sensor kann beispielsweise eine NOx Sonde oder ein Temperatursensor eingesetzt werden.Determination is understood here to be both a measurement with the aid of at least one sensor arranged upstream, downstream and / or within the exhaust gas aftertreatment system and, alternatively or in addition, a calculation of the state with the aid of a model and / or a characteristic map. A NOx probe or a temperature sensor, for example, can be used as the sensor.

Als Basiskalibrierung wird hier eine im Steuergerät hinterlegte Logik verstanden, basierend auf der das Steuergerät in einem Nominalbetrieb den Verbrennungsmotor steuert. Die Basiskalibrierung kann dabei als Kennfeld in dem Steuergerät hinterlegt sein.A basic calibration is understood here as a logic stored in the control unit, based on which the control unit controls the internal combustion engine in nominal operation. The basic calibration can be stored as a map in the control unit.

Als Nominalbetrieb des Verbrennungsmotor wird hier ein Betreiben des Verbrennungsmotors basierend auf der Basiskalibrierung verstanden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Abweichung zwischen dem ermittelten und dem erwarteten Zustand kleiner als der Schwellenwert ist, das Abgasnachbehandlungssystem also in einem erwarteten Zustand ist.Operating the internal combustion engine based on the basic calibration is understood here as nominal operation of the internal combustion engine. This is the case, for example, when the discrepancy between the determined and the expected state is smaller than the threshold value, i.e. the exhaust gas aftertreatment system is in an expected state.

Als Sollwert wird hier ein Zielwert für eine Größe verstanden. Dies können Zielwerte für Größen wie eine NOx Emission oder eine Temperatur stromauf, stromab und/oder innerhalb des Abgasnachbehandlungssystem sowie eine Konvertierungsrate und/oder einen Wirkungsgrad des Abgasnachbehandlungssystems sein.A target value for a variable is understood here as a target value. These can be target values for variables such as NOx emission or a temperature upstream, downstream and / or within the exhaust gas aftertreatment system and a conversion rate and / or an efficiency of the exhaust gas aftertreatment system.

Als Adaptieren wird hier ein Anpassen der Basiskalibrierung basierend auf dem bestimmten Sollwert verstanden, sodass der ermittelte Zustand an den erwarteten Zustand angepasst werden kann.Adaptation is understood here to mean an adaptation of the basic calibration based on the determined setpoint value, so that the determined state can be adapted to the expected state.

Als Steuern wird hier ein Steuern mit offenem oder zeitweise geschlossenem Wirkungsweg als auch eine Regelung mit einem geschlossenen Wirkungsablauf verstanden.Controlling is understood here to be a control with an open or temporarily closed action path as well as a regulation with a closed action sequence.

Bevorzugt umfasst das Steuern des Luftverhältnisses ein Anpassen eines Ladedrucks, so dass durch Ändern des Ladedrucks und damit einer dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmenge der Zustand des Abgasnachbehandlungssystems, also beispielsweise eine Temperatur oder eine NOx Emission, beeinflusst werden kann.Controlling the air ratio preferably includes adapting a boost pressure so that the state of the exhaust gas aftertreatment system, for example a temperature or NOx emissions, can be influenced by changing the boost pressure and thus an amount of air supplied to the internal combustion engine.

Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, eine Einspritzmenge und/oder einen Einspritzzeitpunkt von Wasserstoff basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung zu steuern.The control device is preferably designed and set up to control an injection quantity and / or an injection time of hydrogen based on the basic calibration or the adapted basic calibration.

Dadurch, dass das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet ist, die Einspritzmenge und/oder den Einspritzzeitpunkt von Wasserstoff basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung zu steuern, ermöglicht die Erfindung, die Wasserstoffeinspritzung sowohl in einem Nominalbetrieb des Verbrennungsmotors als auch basierend auf dem bestimmten Sollwert und somit unter Berücksichtigung des ermittelten Zustands des Abgasnachbehandlungssystems zu steuern.Because the control unit is designed and set up to control the injection quantity and / or the injection time of hydrogen based on the basic calibration or the adapted basic calibration, the invention enables the hydrogen injection both in a nominal operation of the internal combustion engine and based on the specific setpoint and thus to be controlled taking into account the determined state of the exhaust gas aftertreatment system.

So ermöglicht die Erfindung durch das Steuern der Einspritzmenge, hier insbesondere eine Limitierung der Einspritzmenge, und/oder das Steuern des Einspritzzeitpunktes den Zustand des Abgasnachbehandlungssystems zu beeinflussen. Bevorzugt kann so eine Temperatur und/oder eine NOx Emission des Abgasnachbehandlungssystems beeinflusst werden, so dass beispielsweise eine Betriebstemperatur des Abgasnachbehandlungssystems vorteilhaft bereitgestellt und/oder eine NOx Emission reduziert werden kann.Thus, by controlling the injection quantity, in particular limiting the injection quantity and / or controlling the injection time, the invention enables the state of the exhaust gas aftertreatment system to be influenced. In this way, a temperature and / or a NOx emission of the exhaust gas aftertreatment system can preferably be influenced, so that, for example, an operating temperature of the exhaust gas aftertreatment system can advantageously be provided and / or a NOx emission can be reduced.

Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, eine Einspritzmenge von Wasserstoff basierend auf einem erforderlichen Luftverhältnis oder einer bestimmten Verschiebung eines Verbrennungsschwerpunkts zu steuern, wobei die bestimmte Verschiebung des Verbrennungsschwerpunkts von dem bestimmten Sollwert abhängt, wenn das Vergleichen ergibt, dass die Abweichung zwischen dem ermittelten und dem erwarteten Zustand größer als der Schwellenwert ist.The control device is preferably designed and set up to control an injection quantity of hydrogen based on a required air ratio or a specific shift in the center of combustion, the specific shift in the center of combustion depending on the specific target value if the comparison shows that the discrepancy between the determined and the expected state is greater than the threshold.

Dadurch, dass das Steuergerät die Einspritzmenge an Wasserstoff basierend auf dem erforderlichen Luftverhältnis oder der bestimmten Verschiebung des Verbrennungsschwerpunkts steuert, ermöglicht die Erfindung, dass die Einspritzmenge unter Berücksichtigung des ermittelten Zustands angepasst werden kann. Das hat den Vorteil, dass das Steuergerät beim Steuern der Einspritzmenge eine Lastanforderung, eine sich aus der bestimmten Verschiebung des Verbrennungsschwerpunkts ergebende Wirkungsgradänderung und den ermittelten Zustand berücksichtigen kann.Since the control unit controls the injection quantity of hydrogen based on the required air ratio or the specific shift in the center of combustion, the invention enables the injection quantity to be adapted taking into account the determined state. This has the advantage that when controlling the injection quantity, the control unit can take into account a load requirement, a change in efficiency resulting from the specific shift in the center of combustion, and the determined state.

Als Sollverbrennungsschwerpunkt wird ein Verbrennungsschwerpunkt verstanden, der einen vorteilhaften Betrieb des Verbrennungsmotors ermöglicht. Dieser ist abhängig von einem aktuellen Verbrennungsmodus. In einem wirkungsgradgeführten Betrieb des Verbrennungsmodus ist der Sollverbrennungsschwerpunkt beispielsweise so definiert, dass ein möglichst hoher Wirkungsgrad erreicht wird. In einem Heizbetrieb kann er aber beispielsweise so definiert sein, dass eine vorteilhafte Abgastemperatur bereitgestellt werden kann.A target combustion focus is understood to be a combustion focus that enables advantageous operation of the internal combustion engine. This depends on a current combustion mode. In an efficiency-controlled operation of the combustion mode, the target combustion focus is defined, for example, in such a way that the highest possible efficiency is achieved. In a heating mode, however, it can be defined, for example, in such a way that an advantageous exhaust gas temperature can be provided.

Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, einen ersten und einen zweiten Sollwert zu bestimmen, ein Gewichten zwischen dem ersten und dem zweiten Sollwert durchzuführen und das Adaptieren der Basiskalibrierung zur Regelung des Verbrennungsmotors basierend auf den gewichteten Sollwerten durchzuführen.The control device is preferably designed and set up to determine a first and a second setpoint value, to carry out a weighting between the first and the second setpoint value and to adapt the basic calibration for regulating the internal combustion engine based on the weighted setpoint values.

Dadurch, dass das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet ist, das Adaptieren der Basiskalibrierung zur Regelung des Verbrennungsmotors basierend auf den gewichteten Sollwerten durchzuführen, ermöglicht die Erfindung, zwischen den bestimmten Sollwerten zu priorisieren und Konflikte zwischen den bestimmten Sollwerten zu lösen.Because the control device is designed and set up to carry out the adaptation of the basic calibration for regulating the internal combustion engine based on the weighted setpoint values, the invention makes it possible to prioritize between the specific setpoint values and to resolve conflicts between the specific setpoint values.

Vorzugsweise ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, eine Limitierung des bestimmten Sollwerts zu berücksichtigen.The control device is preferably designed and set up to take into account a limitation of the specific setpoint value.

Dadurch, dass das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet ist, eine Limitierung des bestimmten Sollwerts zu berücksichtigen, ermöglicht die Erfindung, Grenzen für den bestimmten Sollwert einzuhalten. Grenzen können sich für den bestimmten Sollwert beispielsweise aus gesetzlichen Vorgaben, Kraftstoffverbrauchszielen, einem gewünschten Fahrkomfort oder einzuhaltenden Bauteilbelastungen ergeben.Because the control device is designed and set up to take into account a limitation of the specific setpoint, the invention enables limits for the specific setpoint to be observed. Limits can arise for the specific target value, for example, from legal requirements, fuel consumption targets, a desired driving comfort or component loads to be adhered to.

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 Antriebstrangs mit einem Steuergerät und
  • 2 ein Ausführungsbeispiel von durch ein Steuergerät ausgeführten Schritten zum Steuern einer Einspritzmenge an Wasserstoff.
Preferred exemplary embodiments are explained in more detail with reference to the following figures. It shows
  • 1 an embodiment of a drive train with a control unit and
  • 2 an embodiment of steps executed by a control unit for controlling an injection quantity of hydrogen.

1 zeigt einen Antriebsstrang 2 für ein Fahrzeug. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine Ansaugstrecke 9, einen Verbrennungsmotor 3, eine Abgasstrecke 10 sowie eine erste 11 und eine zweite 12 Abgasrückführstrecke. Dabei ist die Ansaugstrecke 9 stromauf des Verbrennungsmotors 3 angeordnet. Die Abgasstrecke 10 ist stromab des Verbrennungsmotors 3 angeordnet und umfasst ein Abgasreinigungssystem 4. 1 shows a powertrain 2 for a vehicle. The powertrain 2 includes an intake section 9 , an internal combustion engine 3 , an exhaust line 10 as well as a first 11 and a second 12th Exhaust gas recirculation line. Here is the intake section 9 upstream of the internal combustion engine 3 arranged. The exhaust line 10 is downstream of the internal combustion engine 3 arranged and includes an exhaust gas purification system 4th .

Der Verbrennungsmotor 3 ist als aufgeladener, direkteinspritzender und fremdgezündeter Wasserstoffmotor mit vier Zylindern 13 ausgeführt. Dazu umfasst der Verbrennungsmotor 3 einen Abgasturbolader 14. Der Abgasturbolader 14 umfasst einen in der Ansaugstrecke 9 angeordneten Verdichter 15 und eine in der Abgasstrecke 10 angeordnete Turbine 16. Die Turbine 16 und der Verdichter 15 sind miteinander gekoppelt, so dass die durch die Turbine 16 vom Abgas aufgenommene Energie vom Verdichter 15 genutzt werden kann, um das Frischgas auf ein erhöhtes Druckniveau zu verdichten.The internal combustion engine 3 is a supercharged, direct-injection and spark-ignited hydrogen engine with four cylinders 13th executed. This includes the internal combustion engine 3 an exhaust gas turbocharger 14th . The exhaust gas turbocharger 14th includes one in the intake section 9 arranged compressor 15th and one in the exhaust line 10 arranged turbine 16 . The turbine 16 and the compressor 15th are coupled together so that the through the turbine 16 Energy absorbed by the exhaust gas from the compressor 15th can be used to compress the fresh gas to an increased pressure level.

Zum Einbringen des Wasserstoffs in die Zylinder 13 umfasst der Verbrennungsmotor 3 eine Einspritzvorrichtung 30. Die Einspritzvorrichtung 30 umfasst einen Injektor je Zylinder 13, Zuleitungen und eine Kraftstoffversorgung.For introducing the hydrogen into the cylinders 13th includes the internal combustion engine 3 an injector 30th . The injector 30th includes one injector per cylinder 13th , Supply lines and a fuel supply.

Zum Zünden des Wasserstoff-Luft Gemischs umfasst der Verbrennungsmotor eine Zündvorrichtung 40. Die Zündvorrichtung 40 umfasst eine Zündkerze je Zylinder 13 und eine mit den Zündkerzen verbundene Zündanlage.The internal combustion engine comprises an ignition device for igniting the hydrogen-air mixture 40 . The ignition device 40 includes one spark plug per cylinder 13th and an ignition system connected to the spark plugs.

Das Abgasreinigungssystem 4 umfasst einen H2-SCR Katalysator 5, ein NH3-SCR System und einen Ammoniakschlupfkatalysator (ASK) 7. Der H2-SCR Katalysator 5 ist ausgebildet Stickoxidemissionen unter Nutzung von H2 zu reduzieren.The exhaust gas cleaning system 4th includes an H2-SCR catalytic converter 5 , an NH3-SCR system and an ammonia slip catalyst (ASK) 7th . The H2-SCR catalytic converter 5 is trained to reduce nitrogen oxide emissions using H2.

Das NH3-SCR System ist stromab des H2-SCR Katalysators 5 angeordnet und umfasst einen NH3-SCR Katalysator 6, eine Dosiereinheit 19 und einen Mischer 20. Die Dosiereinheit 19 ist ausgebildet und eingerichtet Ammoniak (NH3) stromauf des NH3-SCR Katalysators 6 in die Abgasstrecke 10 einzubringen. In dem zwischen der Dosiereinheit 19 und dem NH3-SCR Katalysator 6 angeordneten Mischer 20 werden das eingebrachte Ammoniak und das Abgas gemischt. Der NH3-SCR Katalysator 6 ist ausgebildet und eingerichtet, NOx Emissionen unter Nutzung des Ammoniaks zu reduzieren.The NH3-SCR system is downstream of the H2-SCR catalytic converter 5 arranged and comprises an NH3-SCR catalyst 6th , a dosing unit 19th and a mixer 20th . The dosing unit 19th is designed and installed ammonia (NH3) upstream of the NH3-SCR catalytic converter 6th into the exhaust line 10 bring in. In the one between the dosing unit 19th and the NH3-SCR catalyst 6th arranged mixer 20th the introduced ammonia and the exhaust gas are mixed. The NH3-SCR catalyst 6th is trained and set up to reduce NOx emissions using ammonia.

Zum Erfassen von NOx Emissionen ist ein NOx Sensor 22 stromab des Abgasnachbehandlungssystems 4 angeordnet.A NOx sensor is used to record NOx emissions 22nd downstream of the exhaust aftertreatment system 4th arranged.

Die erste Abgasrückführstrecke 11 ist stromauf des Abgasreinigungssystems 4 angeordnet und ausgebildet, Abgas stromauf der Turbine 16 des Abgasturboladers 14 aus der Abgasstrecke 10 abzuführen und der Ansaugstrecke 9 stromab des Verdichters 15 des Abgasturboladers 14 zuzuführen. Die zweite Abgasrückführstrecke 12 ist ausgebildet, Abgas stromab des H2-SCR Katalysators 5 aus der Abgasstrecke 10 abzuführen und stromauf des Verdichters 15 des Abgasturboladers 14 der Ansaugstrecke 9 zuzuführen. Mit der ersten 11 und der zweiten 12 Abgasrückführstrecke können für den Betrieb des Verbrennungsmotors 3 bevorzugte Abgasrückführungsraten bereitgestellt und ein möglichst effizienter Betrieb des Verbrennungsmotors 3 erreicht werden.The first exhaust gas recirculation section 11 is upstream of the emission control system 4th arranged and formed, exhaust gas upstream of the turbine 16 of the exhaust gas turbocharger 14th from the exhaust line 10 discharge and the intake section 9 downstream of the compressor 15th of the exhaust gas turbocharger 14th to feed. The second exhaust gas recirculation line 12th is designed, exhaust gas downstream of the H2-SCR catalytic converter 5 from the exhaust line 10 discharge and upstream of the compressor 15th of the exhaust gas turbocharger 14th the intake section 9 to feed. With the first 11 and the second 12th Exhaust gas recirculation line can be used for the operation of the internal combustion engine 3 preferred exhaust gas recirculation rates provided and the most efficient possible operation of the internal combustion engine 3 can be achieved.

Der Antriebsstrang 2 umfasst ein Steuergerät 1. Das Steuergerät 1 ist ausgebildet und eingerichtet, ein Steuerprogramm auszuführen. Das Steuerprogramm umfasst Befehle, die in 2 dargestellten Schritte durchzuführen:

  • - Ermitteln von Zuständen S10 des Abgasnachbehandlungssystems 4,
  • - Vergleichen S20 der ermittelten Zustände S10 mit erwarteten Zuständen,
  • - Wenn das Vergleichen S20 ergibt, dass eine Abweichung (Δz) zwischen einem ermittelten S10 und einem erwarteten Zustand größer als ein Schwellenwert (S) ist:
    • o Bestimmen eines ersten Sollwerts für eine Abgastemperatur und einen zweiten Sollwert für eine NOx Emission S30 basierend auf dem ermittelten Zustand S10 und unter Berücksichtigung von Limitierungen der bestimmten Sollwerte S30,
    • o Gewichten S40 zwischen dem ersten und dem zweiten Sollwert,
    • o Adaptieren S50 einer Basiskalibrierung zum Steuern des Verbrennungsmotors 3 basierend auf den gewichteten Sollwerten S40, und
  • - Steuern S60 eines Zündzeitpunkts, eines Luftverhältnisses, einer Einspritzmenge und eines Einspritzzeitpunkts von Wasserstoff basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung S40.
The powertrain 2 includes a control unit 1 . The control unit 1 is designed and set up to execute a control program. The control program includes commands that are written in 2 to carry out the steps shown:
  • - Determination of states S10 of the exhaust aftertreatment system 4th ,
  • - Compare S20 of the determined states S10 with expected states,
  • - When comparing S20 shows that a deviation (Δz) between a determined S10 and an expected state is greater than a threshold value (S):
    • o Determining a first target value for an exhaust gas temperature and a second target value for a NOx emission S30 based on the determined condition S10 and taking into account the limitations of the specified setpoints S30 ,
    • o weights S40 between the first and the second setpoint,
    • o Adapt S50 a basic calibration for controlling the internal combustion engine 3 based on the weighted setpoints S40 , and
  • - Steer S60 an ignition timing, an air ratio, an injection amount and an injection timing of hydrogen based on the base calibration or the adapted base calibration S40 .

Das Steuerprogramm umfasst Befehle, als Zustände des Abgasnachbehandlungssystems 4 eine erste Konvertierungsrate des H2-SCR Katalysators 5 und eine zweite Konvertierungsrate des NH3-SCR Katalysator 6 zu erfassen. Hierzu ist in dem Steuerprogramm ein Modell hinterlegt, das NOx Rohemissionen stromauf des Abgasnachbehandlungssystems 4 und NOx Emissionen stromab des H2-SCR Katalysators 5 berechnet. Mit den NOx Rohemissionen und den modellierten NOx Emissionen stromab des H2-SCR Katalysators 5 berechnet das Steuerprogramm die erste Konvertierungsrate. Mit den modellierten NOx Emissionen stromab des H2-SCR Katalysators 5 und den vom NOx Sensor 22 stromab des Abgasnachbehandlungssystems 4 erfassten NOx Emissionen berechnet das Steuerprogramm die zweite Konvertierungsrate.The control program includes commands as states of the exhaust gas aftertreatment system 4th a first conversion rate of the H2-SCR catalyst 5 and a second conversion rate of the NH3-SCR catalyst 6th capture. For this purpose, a model is stored in the control program that shows the raw NOx emissions upstream of the exhaust gas aftertreatment system 4th and NOx emissions downstream of the H2-SCR catalyst 5 calculated. With the NOx raw emissions and the modeled NOx emissions downstream of the H2-SCR catalytic converter 5 the control program calculates the first conversion rate. With the modeled NOx emissions downstream of the H2-SCR catalytic converter 5 and the one from the NOx sensor 22nd downstream of the exhaust aftertreatment system 4th The control program calculates the second conversion rate for the detected NOx emissions.

Als erwartete Zustände sind in dem Steuerprogramm Sollkonvertierungsraten für die erste und die zweite Konvertierungsrate als Kennfeld hinterlegt. Durch Verwenden des Kennfelds können betriebspunktabhängig unterschiedliche Sollkonvertierungsraten hinterlegt werden. In alternativen Ausführungsbeispielen sind die Sollkonvertierungsraten als Werte, Kurven oder Funktionen hinterlegt.Setpoint conversion rates for the first and the second conversion rate are stored as a characteristic field as expected states in the control program. By using the map, different target conversion rates can be stored depending on the operating point. In alternative exemplary embodiments, the target conversion rates are stored as values, curves or functions.

Für das Vergleichen S20 umfasst das Steuerprogramm Befehle, eine erste Abweichung (ΔZ,1) und eine zweite Abweichung (ΔZ,2) zu bestimmen. Dabei entspricht die erste Abweichung (ΔZ,1) einem Unterschied zwischen ermittelter, erster Konvertierungsrate und erwarteter, erster Konvertierungsrate und die zweite Abweichung (ΔZ,2) einem Unterschied zwischen ermittelter, zweiter Konvertierungsrate und erwarteter, zweiter Konvertierungsrate.For comparing S20 the control program includes commands to determine a first deviation (Δ Z, 1 ) and a second deviation (Δ Z, 2 ). The first deviation (Δ Z, 1 ) corresponds to a difference between the determined first conversion rate and the expected first conversion rate and the second deviation (Δ Z, 2 ) corresponds to a difference between the determined second conversion rate and the expected second conversion rate.

Weiterhin vergleicht das Steuerprogramm die erste (ΔZ,1) und die zweite (ΔZ,2) Abweichung mit einem Schwellenwert (S). Der Schwellenwert ist hierbei für beide Abweichungen (ΔZ,1, ΔZ,2) identisch definiert, variiert allerdings in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Antriebsstrangs 2. In alternativen Ausführungsbeispielen sind in dem Steuerprogramm unterschiedliche Schwellenwerte für die Abweichungen hinterlegt.Furthermore, the control program compares the first (Δ Z, 1 ) and the second (Δ Z, 2 ) deviation with a threshold value (S). The threshold value is defined identically for both deviations (Δ Z, 1 , Δ Z, 2 ), but varies depending on the operating state of the drive train 2 . In alternative exemplary embodiments, different threshold values for the deviations are stored in the control program.

Wenn die erste (ΔZ,1) und die zweite (ΔZ,2) Abweichung kleiner als der Schwellenwert (S) sind, steuert das Steuerprogramm den Zündzeitpunkt, das Luftverhältnis sowie die Einspritzmenge und den Einspritzzeitpunkt von Wasserstoff basierend auf der Basiskalibrierung.If the first (Δ Z, 1 ) and the second (Δ Z, 2 ) deviations are smaller than the threshold value (S), the control program controls the ignition timing, the air ratio and the injection amount and the injection timing of hydrogen based on the basic calibration.

Die Basiskalibrierung enthält Sollwerte für das Luftverhältnis, den Zündzeitpunkt sowie die Einspritzmenge und den Einspritzzeitpunkt von Wasserstoff. Die in der Basiskalibrierung enthaltenen Sollwerte sind dabei für einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch kalibriert.The basic calibration contains target values for the air ratio, the ignition point as well as the injection quantity and the injection point of hydrogen. The setpoint values contained in the basic calibration are calibrated for the lowest possible fuel consumption.

Wenn die erste (ΔZ,1) und/oder die zweite (ΔZ,2) Abweichung größer als der Schwellenwert (S) sind, bestimmt das Steuerprogramm basierend auf dem ermittelten Zustand oder den ermittelten Zuständen S10, für den oder die die Abweichung (ΔZ,1, ΔZ,2) größer als der Schwellenwert ist, einen ersten Sollwert für eine Abgastemperatur stromauf des Abgasnachbehandlungssystems 4 und einen zweiten Sollwert für eine NOx Rohemission. Beim Bestimmen der Sollwerte S30 berücksichtigt das Steuerprogramm hinterlegte Limitierungen für die Sollwerte. So berücksichtigt es hier beispielsweise eine maximale Abgastemperatur um einen NH3 Schlupf zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren und eine maximale NOx Rohemission, so dass gesetzeskonforme NOx Emissionen stromab des Abgasnachbehandlungssystems 4 eingehalten werden können.If the first (Δ Z, 1 ) and / or the second (Δ Z, 2 ) deviation are greater than the threshold value (S), the control program determines based on the determined state or states S10 , for which the deviation (Δ Z, 1 , Δ Z, 2 ) is greater than the threshold value, a first setpoint value for an exhaust gas temperature upstream of the exhaust gas aftertreatment system 4th and a second target value for a raw NOx emission. When determining the setpoints S30 the control program takes into account the stored limits for the setpoints. For example, it takes into account a maximum exhaust gas temperature in order to avoid or at least reduce an NH3 slip and a maximum NOx raw emission, so that legally compliant NOx emissions downstream of the exhaust gas aftertreatment system 4th can be complied with.

Weiterhin führt das Steuerprogram ein Gewichten S40 zwischen dem ersten und dem zweiten Sollwert durch. Durch das Gewichten S40 berücksichtigt das Steuerprogramm Prioritäten zwischen den beiden Sollwerten und kann so Konflikte zwischen den beiden Sollwerten lösen. Für das Gewichten S40 erforderliche Gewichtungsfaktoren sind im Steuergerät für das Steuerprogramm abrufbar hinterlegt. Das Steuerprogramm umfasst Befehle, das Gewichten S40 basierend auf einem Zustand des Verbrennungsmotors 3, dem ermittelten Zustand S10 des Abgasnachbehandlungssystems 4 und dem erwarteten Zustand des Abgasnachbehandlungssystems 4 durchzuführen.Furthermore, the control program carries out a weighting S40 between the first and the second setpoint. By weighting S40 the control program takes into account priorities between the two setpoint values and can thus resolve conflicts between the two setpoint values. For weighting S40 The necessary weighting factors are stored in the control unit and can be called up by the control program. The control program includes commands, weighting S40 based on a condition of the internal combustion engine 3 , the determined condition S10 of the exhaust aftertreatment system 4th and the expected condition of the exhaust aftertreatment system 4th perform.

Basierend auf den gewichteten Sollgrößen S40 adaptiert S50 das Steuerprogramm die Basiskalibrierung zum Steuern des Verbrennungsmotors 3. Durch das Berücksichtigen der gewichteten Sollgrößen S40 beim Steuern werden der Zündzeitpunkt, das Luftverhältnis sowie die Einspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt von Wasserstoff so gesteuert, dass die NOx Rohemission und die Abgastemperatur entsprechend dem Gewichten S40 angepasst werden. Da die Abgastemperatur einen Wirkungsgrad des Abgasnachbehandlungssystems wie beispielsweise die erste und/oder die zweite Konvertierungsrate beeinflusst und NOx Emissionen stromab des Abgasnachbehandlungssystems 4 im Wesentlichen durch die NOx Rohemissionen und einen Wirkungsgrad des Abgasnachbehandlungssystems 4 bestimmt werden, wird so ein emissionsarmes Betreiben des Antriebsstrangs 2 ermöglicht.Based on the weighted target values S40 S50 adapts the control program to the basic calibration for controlling the internal combustion engine 3 . By taking the weighted target values into account S40 When controlling, the ignition timing, the air ratio and the injection quantity and the injection timing of hydrogen are controlled in such a way that the raw NOx emissions and the exhaust gas temperature are weighted S40 be adjusted. Since the exhaust gas temperature influences an efficiency of the exhaust gas aftertreatment system, such as the first and / or the second conversion rate, and NOx emissions downstream of the exhaust aftertreatment system 4th mainly through the raw NOx emissions and the efficiency of the exhaust gas aftertreatment system 4th are determined, such a low-emission operation of the drive train 2 enables.

In einem alternativen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Steuerprogramm zusätzlich eine dynamische Steuerung des Zündzeitpunkts und der Einspritzmenge des Wasserstoffs, so dass in einem transienten Betrieb des Verbrennungsmotors ein Anfetten reduziert wird. Das Steuerprogramm umfasst hierzu Befehle, den Zündzeitpunkt und die Einspritzmenge von Wasserstoff basierend auf einem erforderlichen Luftverhältnis oder einer bestimmten Verschiebung eines Verbrennungsschwerpunkts zu steuern, wobei die bestimmte Verschiebung des Verbrennungsschwerpunkts von den gewichteten Sollwerten S40 abhängt, wenn das Vergleichen S20 ergibt, dass zumindest eine der Abweichungen (ΔZ1, ΔZ2) größer als der Schwellenwert (S) ist.In an alternative exemplary embodiment, not shown, the control program additionally includes a dynamic control of the ignition point and the injection quantity of the hydrogen, so that enrichment is reduced in a transient operation of the internal combustion engine. For this purpose, the control program includes commands to control the ignition point and the injection quantity of hydrogen based on a required air ratio or a specific shift in a combustion center of gravity, the particular shift in the combustion center of gravity from the weighted setpoint values S40 depends when comparing S20 shows that at least one of the deviations (ΔZ 1 , ΔZ 2 ) is greater than the threshold value (S).

Das Steuerprogramm berechnet durch Ausführen eines Effizienzmodells des Verbrennungsmotors 3 zunächst eine erforderliche Einspritzmenge an Wasserstoff basierend auf einer Lastanforderung und einem aktuellen Verbrennungsmodus.The control program calculates by executing an efficiency model of the internal combustion engine 3 first a required injection quantity of hydrogen based on a load requirement and a current combustion mode.

Das Steuerprogramm umfasst Befehle, das erforderliche Luftverhältnis basierend auf der erforderliche Einspritzmenge und einem aktuellen Luftmassenstrom zu ermitteln. Den aktuellen Luftmassenstrom bestimmt das Steuerprogramm über ein Luftpfadmodell in Verbindung mit Informationen von dem Luftmassenmesser 17.The control program includes commands to determine the required air ratio based on the required injection quantity and a current air mass flow. The control program determines the current air mass flow using an air path model in conjunction with information from the air mass meter 17th .

Das Steuerprogramm berechnet durch das Ausführen des Effizienzmodells zusätzlich einen Sollverbrennungsschwerpunkt. Dieser beschreibt in Abhängigkeit vom Verbrennungsmodus und der Lastanforderung einen vorteilhaften Verbrennungsschwerpunkt. Vorteilhaft kann je nach Verbrennungsmodus beispielsweise ein gewünschter Wirkungsgrad, eine gewünschte Emission oder auch eine gewünschte Abgastemperatur sein.By executing the efficiency model, the control program also calculates a target combustion focus. Depending on the combustion mode and the load requirement, this describes an advantageous combustion focus. Depending on the combustion mode, a desired efficiency, a desired emission or a desired exhaust gas temperature can be advantageous, for example.

Das Steuerprogramm umfasst Befehle, ein minimales Luftverhältnis unter Berücksichtigung des Verbrennungsmodus und der ermittelten Zustände des Abgasnachbehandlungssystems oder, wenn das Vergleichen S20 ergibt, dass zumindest eine der Abweichungen (ΔZ1, ΔZ2) größer als der Schwellenwert (S) ist, der gewichteten Sollwerte S40 zu ermitteln. So kann das Steuerprogramm beispielsweise einen Heizbedarf oder eine Begrenzung an einer NOx Rohemission berücksichtigen.The control program includes commands, a minimum air ratio taking into account the combustion mode and the determined states of the exhaust gas aftertreatment system or, if the comparison S20 shows that at least one of the deviations (ΔZ 1 , ΔZ 2 ) is greater than the threshold value (S), the weighted setpoint values S40 to investigate. For example, the control program can take into account a heating requirement or a limitation on raw NOx emissions.

Dann vergleicht das Steuerprogramm das erforderliche Luftverhältnis mit dem minimalen Luftverhältnis. Wenn dieses Vergleichen ergibt, dass das erforderliche Luftverhältnis größer als das minimale Luftverhältnis ist, steuert das Steuerprogramm den Zündzeitpunkt und die Einspritzmenge an Wasserstoff basierend auf dem erforderlichen Luftverhältnis, indem es die Einspritzvorrichtung 30 mit der erforderlichen Einspritzmenge und die Zündvorrichtung 40 mit dem entsprechenden Zündzeitpunkt basierend auf der Basiskalibrierung ansteuert.The control program then compares the required air ratio with the minimum air ratio. If this comparison reveals that the required air ratio is greater than the minimum air ratio, the control program controls the ignition timing and the injection amount of hydrogen based on the required air ratio by using the injector 30th with the required injection quantity and the ignition device 40 controls with the corresponding ignition point based on the basic calibration.

Das Steuerprogramm umfasst Befehle, eine Verschiebung des Verbrennungsschwerpunkts zu bestimmen, wenn das Vergleichen ergibt, dass das erforderliche Luftverhältnis kleiner als das minimale Luftverhältnis ist. Da bei dem erforderlichen Luftverhältnis für den Sollverbrennungsschwerpunkt eine in der Basiskalibrierung hinterlegte NOx Sollemission oder, wenn das Vergleichen S20 ergibt, dass zumindest eine der Abweichungen (ΔZ1, ΔZ2) größer als der Schwellenwert (S) ist, die gewichteten Sollwerte S40 nicht eingehalten werden können, verschiebt das Steuerprogramm den Verbrennungsschwerpunkt zu einem anderen Zeitpunkt. Die bestimmte Verschiebung wählt das Steuerprogramm so, dass das erforderliche Luftverhältnis erfüllt und eine in der Basiskalibrierung hinterlegte NOx Sollemission oder, wenn das Vergleichen S20 ergibt, dass zumindest eine der Abweichungen (ΔZ1, ΔZ2) größer als der Schwellenwert (S) ist, die gewichteten Sollwerte eingehalten werden.The control program includes instructions to determine a shift in the center of combustion if the comparison shows that the required air ratio is less than the minimum air ratio. Since with the required air ratio for the target combustion center of gravity, a NOx target emission stored in the base calibration or, if the comparison S20 shows that at least one of the deviations (ΔZ 1 , ΔZ 2 ) is greater than the threshold value (S), the weighted setpoint values S40 cannot be complied with, the control program shifts the focus of combustion to a different point in time. The control program selects the specific shift in such a way that the required air ratio is met and a NOx target emission stored in the base calibration or, if the comparison S20 shows that at least one of the deviations (ΔZ 1 , ΔZ 2 ) is greater than the threshold value (S), the weighted setpoint values are adhered to.

Basierend auf der Verschiebung und dem Sollverbrennungsschwerpunkt berechnet das Steuerprogramm den Zündzeitpunkt, mit dem es die Zündvorrichtung 40 aktuiert. Basierend auf der Verschiebung berechnet es durch erneutes Ausführen des Effizienzmodells eine Änderung der Einspritzmenge an Wasserstoff, so dass die Lastanforderung auch bei dem verschobenen Verbrennungsschwerpunkt mit gegebenenfalls verringertem Verbrennungswirkungsgrad erfüllt wird. Die Änderung der Einspritzmenge an Wasserstoff verrechnet das Steuerprogramm mit der erforderlichen Einspritzmenge an Wasserstoff zu einer modifizierten Einspritzmenge an Wasserstoff.Based on the shift and the target combustion center of gravity, the control program calculates the ignition point with which it controls the ignition device 40 actuated. Based on the shift, it calculates a change in the injection quantity of hydrogen by executing the efficiency model again, so that the load requirement is also met with the shifted center of combustion with possibly reduced combustion efficiency. The control program offsets the change in the injection quantity of hydrogen with the required injection quantity of hydrogen to produce a modified injection quantity of hydrogen.

Das Steuerprogramm umfasst Befehle, beim Verschieben eine Limitierung der bestimmten Verschiebung des Verbrennungsschwerpunkts zu berücksichtigen. Die Limitierung berücksichtigt eine Verbrennungsstabilität des Verbrennungsmotors. Eine sich aus der Limitierung ergebene maximale Verschiebung verwendet das Steuerprogramm, um eine Limitierung für das Luftverhältnis zu berechnen. Basierend auf der Limitierung für das Luftverhältnis und dem aktuellen Luftmassenstrom bestimmt das Steuerprogramm eine maximale Einspritzmenge an Wasserstoff.The control program includes commands to take into account a limitation of the specific shift of the center of combustion when shifting. The limitation takes into account the combustion stability of the internal combustion engine. The control program uses a maximum shift resulting from the limitation to calculate a limitation for the air ratio. Based on the limitation for the air ratio and the current air mass flow, the control program determines a maximum injection quantity of hydrogen.

Schließlich berechnet das Steuerprogramm die durch die Einspritzvorrichtung 30 in den Verbrennungsmotor 3 einzubringende Einspritzmenge basierend auf der modifizierten Einspritzmenge und der maximalen Einspritzmenge an Wasserstoff.Finally, the control program calculates the amount generated by the injector 30th in the internal combustion engine 3 Injection quantity to be introduced based on the modified injection quantity and the maximum injection quantity of hydrogen.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Steuerprogramm zum Steuern des Luftverhältnisses S60 Befehle, den Abgasturbolader 14 so anzusteuern, dass ein durch den Verdichter 15 bereitgestellter Ladedruck angepasst wird, so dass ein gewünschtes Luftverhältnis bereitgestellt wird.In an alternative embodiment, the control program includes controlling the air ratio S60 Commands the exhaust gas turbocharger 14th so that one is controlled by the compressor 15th provided boost pressure is adjusted, so that a desired air ratio is provided.

In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Steuergerät für die dynamische Steuerung des Zündzeitpunkts und der Einspritzmenge an Wasserstoff Befehle zur dynamischen Steuerung des Einspritzzeitpunkts. So kann das Steuerprogramm einen weiteren Freiheitsgrad zum Verschieben des Verbrennungsschwerpunkts nutzen und ermöglicht somit ein vorteilhaftes Anpassen der NOx Rohemission und der Abgastemperatur für ein möglichst emissionsarmes Betreiben des Antriebsstrangs 2.In a further alternative exemplary embodiment, the control unit for the dynamic control of the ignition point and the injection quantity of hydrogen comprises commands for the dynamic control of the injection point. In this way, the control program can use a further degree of freedom to shift the center of combustion and thus enables an advantageous adjustment of the raw NOx emissions and the exhaust gas temperature for operating the drive train with the lowest possible emissions 2 .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102020006451 A1 [0002]DE 102020006451 A1 [0002]
  • DE 102020006983 A1 [0003]DE 102020006983 A1 [0003]

Claims (10)

Steuergerät (1) für einen Antriebsstrang (2), umfassend einen Verbrennungsmotor (3) und ein Abgasnachbehandlungssystem (4), wobei der Verbrennungsmotor (3) als Wasserstoffmotor ausgeführt ist, wobei das Abgasnachbehandlungssystem (4) ein DeNOx System (5,6) umfasst und wobei das Steuergerät (1) ausgebildet und eingerichtet ist, die folgenden Schritte durchzuführen: - Ermitteln eines Zustands (S10) des Abgasnachbehandlungssystems (4), - Vergleichen (S20) des ermittelten Zustands (S10) mit einem erwarteten Zustand, - Wenn das Vergleichen (S20) ergibt, dass eine Abweichung (Δz) zwischen dem ermittelten (S10) und dem erwarteten Zustand größer als ein Schwellenwert (S) ist: o Bestimmen eines Sollwerts (S30) basierend auf dem ermittelten Zustand (S10) und o Adaptieren (S50) einer Basiskalibrierung zum Steuern des Verbrennungsmotors (3) basierend auf dem bestimmten Sollwert (S30), und - Steuern (S60) eines Zündzeitpunkts und eines Luftverhältnisses basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung (S50).Control unit (1) for a drive train (2), comprising an internal combustion engine (3) and an exhaust gas aftertreatment system (4), the internal combustion engine (3) being designed as a hydrogen engine, the exhaust gas aftertreatment system (4) comprising a DeNOx system (5,6) and wherein the control device (1) is designed and set up to carry out the following steps: - Determining a state (S10) of the exhaust gas aftertreatment system (4), - comparing (S20) the determined state (S10) with an expected state, - If the comparison (S20) shows that a deviation (Δz) between the determined (S10) and the expected state is greater than a threshold value (S): o determining a target value (S30) based on the determined state (S10) and o adapting (S50) a basic calibration for controlling the internal combustion engine (3) based on the determined setpoint value (S30), and - controlling (S60) an ignition timing and an air ratio based on the basic calibration or the adapted basic calibration (S50). Steuergerät (1) nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät (1) ausgebildet und eingerichtet ist, eine Einspritzmenge und/oder einen Einspritzzeitpunkt von Wasserstoff basierend auf der Basiskalibrierung oder der adaptierten Basiskalibrierung (S50) zu steuern.Control unit (1) Claim 1 , wherein the control device (1) is designed and set up to control an injection quantity and / or an injection time of hydrogen based on the base calibration or the adapted base calibration (S50). Steuergerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuergerät (1) ausgebildet und eingerichtet ist, eine Einspritzmenge von Wasserstoff basierend auf einem erforderlichen Luftverhältnis oder einer bestimmten Verschiebung eines Verbrennungsschwerpunkts zu steuern, wobei die bestimmte Verschiebung des Verbrennungsschwerpunkts von dem bestimmten Sollwert (S30) abhängt, wenn das Vergleichen (S20) ergibt, dass die Abweichung (Δz) zwischen dem ermittelten (S10) und dem erwarteten Zustand größer als der Schwellenwert (S) ist.Control unit (1) Claim 1 or 2 , wherein the control unit (1) is designed and set up to control an injection quantity of hydrogen based on a required air ratio or a specific shift of a center of combustion, the specific shift of the center of combustion depending on the specific target value (S30) when the comparison (S20 ) shows that the deviation (Δz) between the determined (S10) and the expected state is greater than the threshold value (S). Steuergerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der bestimmte Sollwert (S30) eine Abgastemperatur und/oder eine NOx Emission ist.Control device (1) according to one of the preceding claims, wherein the specific setpoint value (S30) is an exhaust gas temperature and / or a NOx emission. Steuergerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der ermittelte (S10) und/oder der erwartete Zustand eine Konvertierungsrate, eine Temperatur und/oder eine NOx Emission sind.Control device (1) according to one of the preceding claims, wherein the determined (S10) and / or the expected state is a conversion rate, a temperature and / or a NOx emission. Steuergerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Steuergerät (1) ausgebildet und eingerichtet ist, basierend auf dem ermittelten Zustand (S10) zwei Sollwerte zu bestimmen.Control device (1) according to one of the preceding claims, wherein the control device (1) is designed and set up to determine two setpoint values based on the determined state (S10). Steuergerät (1) nach Anspruch 6, wobei ein erster Sollwert eine Abgastemperatur und der zweite Sollwert eine NOx Emission ist.Control unit (1) Claim 6 , wherein a first setpoint is an exhaust gas temperature and the second setpoint is a NOx emission. Steuergerät (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Steuergerät (1) ausgebildet und eingerichtet ist, ein Gewichten (S40) zwischen dem ersten und dem zweiten Sollwert durchzuführen und das Adaptieren (S50) der Basiskalibrierung zum Steuern des Verbrennungsmotors (3) basierend auf den gewichteten Sollwerten (S40) durchzuführen.Control unit (1) Claim 6 or 7th , wherein the control unit (1) is designed and set up to carry out a weighting (S40) between the first and the second target value and to carry out the adaptation (S50) of the basic calibration for controlling the internal combustion engine (3) based on the weighted target values (S40). Steuergerät (1) nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (1) ausgebildet und eingerichtet ist, das Gewichten (S40) basierend auf einem Zustand des Verbrennungsmotors (3), dem ermittelten Zustand (S10) des Abgasnachbehandlungssystems (4) und/oder dem erwarteten Zustand des Abgasnachbehandlungssystems (4) durchzuführen.Control unit (1) Claim 8 , wherein the control unit (1) is designed and set up to carry out the weighting (S40) based on a state of the internal combustion engine (3), the determined state (S10) of the exhaust gas aftertreatment system (4) and / or the expected state of the exhaust gas aftertreatment system (4) . Steuergerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Steuergerät (1) ausgebildet und eingerichtet ist, eine Limitierung des bestimmten Sollwerts (S30) zu berücksichtigen.Control device (1) according to one of the preceding claims, wherein the control device (1) is designed and set up to take into account a limitation of the specific setpoint value (S30).
DE102021003777.4A 2021-07-23 2021-07-23 Control unit for a drive train for controlling an ignition point and an air ratio Withdrawn DE102021003777A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021003777.4A DE102021003777A1 (en) 2021-07-23 2021-07-23 Control unit for a drive train for controlling an ignition point and an air ratio
DE102022114191.8A DE102022114191A1 (en) 2021-07-23 2022-06-03 Powertrain controller for controlling ignition timing and air ratio
CN202210865935.0A CN115680842A (en) 2021-07-23 2022-07-22 Controller for a drive train for controlling the ignition time and the air ratio

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021003777.4A DE102021003777A1 (en) 2021-07-23 2021-07-23 Control unit for a drive train for controlling an ignition point and an air ratio

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021003777A1 true DE102021003777A1 (en) 2021-11-04

Family

ID=78267670

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021003777.4A Withdrawn DE102021003777A1 (en) 2021-07-23 2021-07-23 Control unit for a drive train for controlling an ignition point and an air ratio
DE102022114191.8A Pending DE102022114191A1 (en) 2021-07-23 2022-06-03 Powertrain controller for controlling ignition timing and air ratio

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022114191.8A Pending DE102022114191A1 (en) 2021-07-23 2022-06-03 Powertrain controller for controlling ignition timing and air ratio

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115680842A (en)
DE (2) DE102021003777A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024008269A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 Volvo Truck Corporation A method for controlling the operation of a hydrogen combustion engine system
WO2024008271A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 Volvo Truck Corporation A method for controlling the operation of a hydrogen combustion engine system of a vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020006983A1 (en) 2020-11-14 2021-03-11 FEV Group GmbH Control unit for controlling an injection quantity of hydrogen for an internal combustion engine
DE102020006451A1 (en) 2020-10-20 2021-03-18 FEV Group GmbH Control device for controlling a hydrogen content of an exhaust gas from an internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020006451A1 (en) 2020-10-20 2021-03-18 FEV Group GmbH Control device for controlling a hydrogen content of an exhaust gas from an internal combustion engine
DE102020006983A1 (en) 2020-11-14 2021-03-11 FEV Group GmbH Control unit for controlling an injection quantity of hydrogen for an internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024008269A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 Volvo Truck Corporation A method for controlling the operation of a hydrogen combustion engine system
WO2024008271A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 Volvo Truck Corporation A method for controlling the operation of a hydrogen combustion engine system of a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022114191A1 (en) 2023-01-26
CN115680842A (en) 2023-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1055449B1 (en) Process for monitoring the performance of an exhaust gas treatment system
DE102017214898B4 (en) Reforming system and reforming failure diagnosis method using a pressure sensor
DE102007045817B4 (en) A method and apparatus for controlling engine operation during regeneration of an exhaust aftertreatment system
EP3115566A1 (en) Device and method for exhaust gas after-treatment of an internal combustion engine
DE102022114191A1 (en) Powertrain controller for controlling ignition timing and air ratio
DE102006007122A1 (en) Operating process for internal combustion engine involves reporting suitable combinations of engine operating values for preset nitrogen oxide emission value
DE102010039013A1 (en) Method and apparatus for regeneration of a particulate filter
DE102021005095A1 (en) Control device for controlling a hydrogen content of an exhaust gas of an internal combustion engine
DE102020006010A1 (en) Combustion engine with a control unit for the coordination between measures in an exhaust system and a parameterization of the combustion engine
DE102020006983A1 (en) Control unit for controlling an injection quantity of hydrogen for an internal combustion engine
DE102018112263A1 (en) Method and device for the exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE10012839A1 (en) Adaptive rich regeneration control of nitrogen oxide adsorber following lean burn engine lowers predetermined regeneration fuel air ratio if excessively rich exhaust has been detected, and vice versa
DE102016222010A1 (en) Method for controlling an internal combustion engine with a low-pressure exhaust gas recirculation system
DE102014016700A1 (en) Method for the regeneration of a particle-engine particle filter
DE102022107974A1 (en) Control device for regulating an SCR system in an exhaust line
WO2000025011A1 (en) Method and device for diagnosing exhaust gas recirculation of an internal combustion process
EP2620625B1 (en) Method for operating a combustion engine
DE102019219892A1 (en) Method and device for the regeneration of a coated particle filter in the exhaust tract of a gasoline-powered motor vehicle
DE102008002469A1 (en) Method and device for exhaust gas purification
DE10047809B4 (en) Method for operating control of a secondary air pump and emission control system with a secondary air pump
DE102020006942A1 (en) Control device for an exhaust gas purification system
EP1244871A1 (en) Device and method for controlling a rate of recirculated exhaust gas of an exhaust gas recirculation device for combustion engines during lean operation
DE102017201399A1 (en) aftertreatment system
DE102021002153A1 (en) Control device for regulating an overall SCR system in an exhaust system
DE102023104454A1 (en) Control unit for a drive train of a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R084 Declaration of willingness to licence
R230 Request for early publication
R118 Application deemed withdrawn due to claim for domestic priority