DE102015200481A1 - Method and control unit for controlling a cyclic cleaning process of an exhaust aftertreatment system in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinheit und ein Verfahren für eine Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere einen Partikelfilter, zur Steuerung eines Reinigungsvorgangs der Abgasnachbehandlungsanlage, wobei der Steuereinheit die Fahrstrecke betreffende Informationsdaten zuführbar sind, und der Reinigungszyklus unter Berücksichtigung der Informationsdaten steuerbar ist. Erfindungsgemäß beinhalten dabei die Informationsdaten zumindest ein streckenabschnittbezogenes Maß für die Energieeffizienz des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke, welches bei der Entscheidung über den Zeitpunkt zum Einleiten des Reinigungsvorgangs berücksichtigt wird.The invention relates to a control unit and a method for an exhaust aftertreatment system, in particular a particle filter, for controlling a cleaning process of the exhaust aftertreatment system, wherein the control unit driving the information about the route can be fed, and the cleaning cycle is controlled taking into account the information data. In accordance with the invention, the information data includes at least one distance segment-related measure of the energy efficiency of the vehicle along the route, which is taken into account when deciding on the time for initiating the cleaning process.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinheit zur Steuerung eines Reinigungsvorgangs einer Abgasnachbehandlungsanlage in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a method and a control unit for controlling a cleaning process of an exhaust aftertreatment system in a motor vehicle.
Es ist eine bekannte Tatsache, dass aktuelle Abgasnachbehandlungsanlagen, insbesondere Partikelfiltersysteme für Kraftfahrzeuge eine regelmäßige Regeneration des Filters erfordern, um eine einwandfreie Funktionsweise gewährleisten zu können. Während eines Regenerationszyklusses sind bestimmte motorinterne Abläufe und Betriebsarten erforderlich, welche während des Reinigungsvorganges unbedingt beibehalten werden müssen. Durch die Reinigung des Filters steigt der Partikelausstoß des Fahrzeugs während des Reinigungsprozesses.It is a known fact that current exhaust aftertreatment systems, in particular particulate filter systems for motor vehicles require regular regeneration of the filter in order to ensure proper functioning. During a regeneration cycle certain engine-internal processes and operating modes are required, which must be maintained during the cleaning process. Cleaning the filter increases particulate emissions during the cleaning process.
Aus der
Weiter ist aus der
Maßgeblich ist bei den bekannten Verfahren, dass der Regenerationszyklus stets derart beeinflusst wird, dass dieser vorrangig nur in entsprechend für die Umwelt geeigneten Umgebungen stattfindet.In the case of the known methods, it is decisive that the regeneration cycle is always influenced in such a way that it predominantly takes place only in environments which are suitable for the environment.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Steuerung eines zyklischen Reinigungsvorgangs einer Abgasnachbehandlungsanlage in einem Kraftfahrzeug anzugeben, welche an die aktuelle Betriebsstrategie des Fahrzeugs bzw. des Fahrers angepasst sind.It is an object of the present invention to provide an improved method and a corresponding control unit for controlling a cyclic cleaning process of an exhaust aftertreatment system in a motor vehicle, which are adapted to the current operating strategy of the vehicle or the driver.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuereinheit nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhaften Weiterbildungen ergeben sich durch die jeweiligen Unteransprüche. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by a control unit according to claim 1 and a method according to claim 7. Advantageous developments emerge from the respective subclaims. Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass während eines Regenerationszyklusses des Abgasnachbehandlungssystems bestimmte – unter bestimmten Betriebssituationen automatisch eingeleitete energieeffiziente Prozesse nicht ausgeführt werden können. So wird zum Beispiel während des Ausführens des Regenerationszyklusses grundsätzlich ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine eines Start-Stopp-Systems und/oder ein sog. Segelbetrieb, bei dem das Fahrzeugs durch Kraftschlussunterbrechung, also ohne Schleppmoment betrieben wird, verhindert. Die Verfügbarkeit derartiger energieeffizienter Prozesse ist somit stark eingeschränkt.The invention is based on the finding that during a regeneration cycle of the exhaust aftertreatment system, certain energy-efficient processes automatically initiated under certain operating situations can not be carried out. For example, during the execution of the regeneration cycle, in principle, an automatic shutdown of the prime mover of a start-stop system and / or a so-called sailing operation in which the vehicle is operated by traction interruption, ie without drag torque, is prevented. The availability of such energy-efficient processes is thus severely limited.
Unter Berücksichtigung obiger Erkenntnis ist der erste Aspekt der Erfindung auf eine Steuereinheit für eine Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere einen Partikelfilter, zur Steuerung eines (zyklischen) Reinigungsvorgangs der Abgasnachbehandlungsanlage gerichtet, wobei der Steuereinheit die Fahrstrecke betreffende Informationsdaten zuführbar sind, und der Reinigungszyklus unter Berücksichtigung dieser Informationsdaten steuerbar ist. Erfindungsgemäß beinhalten die Informationsdaten dabei ein streckenabschnittbezogenes Maß für die Energieeffizienz des Fahrzeugs entlang der (vermuteten) Fahrstrecke, wodurch der Zeitpunkt des Reinigungsvorgangs so gewählt werden kann, dass die Energieeffizienz des Fahrzeugbetriebs kaum oder nur gering negativ beeinflusst wird.Taking the above knowledge into consideration, the first aspect of the invention is directed to a control unit for an exhaust aftertreatment system, in particular a particle filter, for controlling a (cyclic) cleaning process of the exhaust aftertreatment system, the control unit can be supplied with information data relating to the route, and the cleaning cycle can be controlled taking into account this information data is. According to the invention, the information data include a distance-segment-related measure of the energy efficiency of the vehicle along the (assumed) driving route, whereby the time of the cleaning process can be selected so that the energy efficiency of the vehicle operation is hardly or only negatively affected negatively.
Bei dem streckenabschnittbezogenen Maß für die Energieeffizienz handelt es sich um eine Information darüber ob bzw. wie energieeffizient das Fahrzeug entlang der Fahrstrecke betrieben werden kann bzw. vermutlich betrieben wird, wenn kein Reinigungsvorgang des Abgasnachbehandlungssystems eingeleitet wird. Ebenso kann das Maß eine Information darüber beinhalten, ob oder wie stark sich die Energieeffizienz möglicherweise verschlechtern würde, wenn ein Reinigungsvorgang des Abgasnachbehandlungssystems eingeleitet werden würde. Ebenso könnten auch mehrere (einzelne) Parameter, die einen Rückschluss auf die Energieeffizienz zulassen, an die Steuereinheit übertragen werden.The segment-related measure of energy efficiency is information about whether or how energy-efficient the vehicle can be operated along the route or is presumed to be operated if no cleaning process of the exhaust aftertreatment system is initiated. Likewise, the measure may include information as to whether or how much the energy efficiency would possibly deteriorate if a purification process of the exhaust aftertreatment system were initiated. Likewise, several (individual) parameters that allow a conclusion on the energy efficiency could be transmitted to the control unit.
Vorteilhafterweise kann das streckenabschnittbezogene Maß für die Energieeffizienz des Fahrzeugs in Abhängigkeit ermittelbarer Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, d. h. es werden (fahrzeuginternen) Betriebsdaten des Fahrzeugs bei der Ermittlung des streckenabschnittbezogenen Maßes für die Energieeffizienz berücksichtigt. Wesentliche auswertbare Parameter sind dabei neben der vermutlichen vorausliegenden Fahrstrecke z. B. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder das aus den Betriebsdaten ermittelbare Fahr- bzw. Fahrerverhalten in bestimmten Situationen. Neben den Betriebsdaten des Fahrzeugs können auch weitere fahrzeugintern vorliegende oder fahrzeugextern ermittelte oder gespeicherte Daten, wie z. B. der aktuelle Verkehrsfluss, Wetter, Uhrzeit und/oder das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden.Advantageously, the distance segment-related measure of the energy efficiency of the vehicle can be determined as a function of ascertainable operating data of the motor vehicle, ie, (vehicle-internal) operating data of the vehicle are taken into account in the determination of the section-related measure for the energy efficiency. Essential evaluable parameters are beside the probable route ahead z. As the speed of the vehicle or determined from the operating data driving or driving behavior in certain situations. In addition to the operating data of the vehicle can also be present in-vehicle or external vehicle determined or stored data, such. B. the current traffic flow, weather, time and / or the behavior of other road users are taken into account.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann das streckenabschnittbezogene Maß für die Energieeffizienz des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Aktivität zumindest eines Energieeffizienzsystems des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke ermittelt werden. Dabei kann im Sinne eines Energieeffizienzsystems ein manuell anwählbarer Betriebsmodus des Fahrzeugs, in dem Fahrzeugsysteme besonders energieeffizient betrieben werden, und/oder der Betrieb eines Start-/Stopp-Systems bzw. ein Maß für die Häufigkeit von automatisch eingeleiteten Abschalt- und Anschaltvorgängen der Antriebsmaschine eines Start-/Stopp-Systems, und/oder die Aktivität eines Segelmodus-Systems verstanden werden. Unter dem Begriff Start-/Stopp-Systeme sind Systeme zum temporären Abschalten der Antriebsmaschine, insbesondere der Brennkraftmaschine, sowohl bei Fahrzeugstillstand als auch während des Fahrbetriebs mit Geschwindigkeiten größer Null, insb. größer 5 km/h, insbesondere größer 10 km/h, insbesondere größer 30 km/h zu subsumieren (z. B. „Motor aus” bei Segelbetrieb, „Motor aus” im Rekuperationsbetrieb, oder „Brennkraftmaschine aus” zum elektrischen Fahren).In a particularly advantageous embodiment, the distance segment-related measure of the energy efficiency of the vehicle can be determined as a function of the activity of at least one energy efficiency system of the vehicle along the route. In the sense of an energy efficiency system, a manually selectable operating mode of the vehicle, in which vehicle systems are operated particularly energy-efficiently, and / or the operation of a start / stop system or a measure of the frequency of automatically initiated shutdown and startup processes of the engine Start / stop system, and / or the activity of a sailing mode system are understood. The term start / stop systems are systems for temporary shutdown of the prime mover, in particular the internal combustion engine, both at vehicle standstill and during driving at speeds greater than zero, esp. Greater than 5 km / h, in particular greater than 10 km / h, in particular greater than 30 km / h (eg "engine off" in sailing mode, "engine off" in recuperation mode, or "internal combustion engine off" for electric driving).
Die vermutete, streckenbezogene Aktivität derartiger Energieeffizienzsysteme kann auf verschiedene Weise ermittelt werden. Vorteilhafterweise kann die Aktivität eines Energieeffizienzsystems in Abhängigkeit einer ermittelten Durchschnittsgeschwindigkeit auf dem Streckenabschnitt und/oder in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrslage auf dem Streckenabschnitt und/oder der befahrenen Straßenklassen und/oder in Abhängigkeit gelernter Daten aus vorangegangenen Fahrten auf dem Streckenabschnitt ermittelt bzw. vermutet werden.The suspected, track-related activity of such energy efficiency systems can be determined in a variety of ways. Advantageously, the activity of an energy efficiency system can be determined or assumed as a function of a determined average speed on the route section and / or as a function of the determined traffic situation on the route section and / or the traveled road classes and / or as a function of learned data from previous journeys on the route section.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung eines (zyklischen) Reinigungsvorgangs einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines Partikelfilters, in einem Kraftfahrzeug mittels einer Steuereinheit gerichtet, wobei der Steuereinheit die Fahrstrecke betreffende Informationsdaten zugeführt werden, und der Reinigungszyklus unter Berücksichtigung der Informationsdaten gesteuert wird. Erfindungsgemäß beinhalten dabei die Informationsdaten ein streckenabschnittbezogenes Maß für die Energieeffizienz des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke.A second aspect of the invention is directed to a corresponding method for controlling a (cyclic) cleaning process of an exhaust aftertreatment system, in particular a particulate filter, in a motor vehicle by means of a control unit, wherein the control unit information information relating to the route are supplied, and controls the cleaning cycle taking into account the information data becomes. According to the invention, the information data includes a distance segment-related measure of the energy efficiency of the vehicle along the route.
Die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Steuereinheit nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.The above statements on the control unit according to the invention according to the first aspect of the invention also apply correspondingly to the method according to the invention according to the second aspect of the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren, sowie deren vorteilhafte Ausgestaltungen können mittels eines implementierten Algorithmus oder einer entsprechenden Baugruppenanordnung in einem dafür vorgesehenen Steuergerät, insbesondere in einem Motorsteuergerät, durchgeführt werden.The method according to the invention and its advantageous embodiments can be carried out by means of an implemented algorithm or a corresponding assembly arrangement in a control unit provided for this purpose, in particular in an engine control unit.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die einzige
In der
Hierzu erhält die Ermittlungseinheit ErE verschiedene Eingangssignale nD, v, MSA-Stopps, Segelphasen und BM und ermittelt daraus eine streckenabschnittbezogenes Maß EE(pos) für die Energieeffizienz des Fahrzeugs entlang der (vermuteten) vorausliegenden Fahrstrecke. Im Detail ist die Ermittlungseinheit ErE mit einem im Fahrzeug verbauten Navigationsgerät N, welches Daten nD über die vermutete vorausliegende Fahrstrecke beinhalten, verbunden. Hierbei kann es sich um Streckendaten, Straßenklassendaten, Daten der Umgebung, Steigungsdaten, Daten zum Verkehrsaufkommen oder Ähnliches handeln.For this purpose, the determination unit ErE receives various input signals nD, v, MSA stops, sailing phases and BM and determines therefrom a distance segment-related measure EE (pos) for the energy efficiency of the vehicle along the (assumed) preceding driving route. In detail, the determination unit ErE is connected to a vehicle-installed navigation device N, which contains data nD about the presumed route ahead. This may be route data, road class data, environment data, grade data, traffic volume data, or the like.
Zudem ist das Navigationsgerät N mit einer Speichereinheit Sp verbunden, in der Daten über positionsabhängige Start-Stopp-Vorgänge und Segelbetriebsphasen gespeichert sind, d. h. es wird ein positionsabhängiger Wert abgespeichert, der ein Maß dafür darstellt ob oder wie oft bei vorangegangen Fahrten Start-Stopp-Vorgänge, sog. MSA-Stopps, oder Segelbetriebe, sog. Segelphasen, auf bestimmten Straßenabschnitten stattgefunden haben. Hierbei kann auch ein Tageszeit-, Wochentag- oder Jahreszeitbezug hinterlegt sein. Diese streckenbezogenen Daten „MSA-Stopp” und „Segelphasen” werden ebenfalls an die Ermittlungseinheit ErE übertragen.In addition, the navigation apparatus N is connected to a storage unit Sp in which data on position-dependent start-stop operations and sailing operation phases are stored, i. H. A position-dependent value is stored which represents a measure of whether or how often in previous journeys start-stop operations, so-called MSA stops, or sailing operations, so-called sailing phases, have taken place on certain road sections. Here also a time of day, weekday or season reference can be deposited. These route-related data "MSA stop" and "sailing phases" are also transmitted to the determination unit ErE.
Weiter erhält die Ermittlungseinheit ErE noch Daten über die aktuelle Geschwindigkeit v oder über die (vermutete) Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf diesem Streckenabschnitt und Daten über den aktuellen Betriebsmodus BM (z. B. Sportmodus oder ECO-Modus) des Fahrzeugs.Furthermore, the determination unit ErE still receives data on the current speed v or on the (assumed) average speed of the vehicle on this section and Data on the current operating mode BM (eg sport mode or ECO mode) of the vehicle.
Anhand dieser Daten ermittelt die Ermittlungseinheit ErE ein streckenbezogenes Maß EE(pos) für die mögliche Energieeffizienz des Fahrzeugs für den Fall, dass kein Reinigungsvorgang eingeleitet wird, und leitet diesen Wert an die Steuereinheit SE des Steuergeräts SG weiter. Wie bereits eingangs erwähnt, kann das Maß eine Information darüber beinhalten, ob oder wie stark sich die Energieeffizienz möglicherweise verschlechtern würde, wenn ein Reinigungsvorgang des Abgasnachbehandlungssystems eingeleitet werden würde. Die Steuereinheit SE bestimmt dann unter Berücksichtigung des erfassten streckenbezogenen Maßes EE(pos) den idealen Zeitpunkt zum Einleiten des Reinigungsvorgangs für den Partikelfilter PF und sendet ein entsprechendes Start-Signal s an die den Reinigungsvorgang ausführende Einheit E. Die Steuereinheit SE ist ausgestaltet, den Zeitpunkt derart festzulegen, so dass der Reinigungsvorgang die Energieeffizienz des Fahrzeugs nicht oder nur im geringen Maße negativ beeinflusst. So versucht die Steuereinheit SE den Reinigungsvorgang so zu legen, dass dieser außerhalb von Streckabschnitten mit besonders vielen automatischen Start-Stopp-Vorgängen der Antriebsmaschine oder Segelbetriebsphasen stattfindet bzw. in Streckenabschnitten, in denen das Fahrzeug nicht in einem besonders energieeffizienten Modus betrieben wird, also bspw. während längerer Autobahnfahrten ohne Stau oder außerhalb des Stadtgebiets.On the basis of these data, the determination unit ErE determines a distance-related measure EE (pos) for the possible energy efficiency of the vehicle in the event that no cleaning process is initiated, and forwards this value to the control unit SE of the control unit SG. As already mentioned, the measure may include information as to whether or how much the energy efficiency would possibly deteriorate if a purification process of the exhaust aftertreatment system were initiated. Taking into account the detected distance-related measure EE (pos), the control unit SE then determines the ideal time for initiating the cleaning process for the particle filter PF and sends a corresponding start signal s to the unit E carrying out the cleaning operation. The control unit SE is configured to set the time be set so that the cleaning process does not affect the energy efficiency of the vehicle or only to a small extent negative. Thus, the control unit SE tries to put the cleaning process so that it takes place outside of stretch sections with particularly many automatic start-stop operations of the prime mover or sailing operating phases or in sections where the vehicle is not operated in a particularly energy-efficient mode, ie, for example during long motorway journeys without congestion or outside the urban area.
Durch die hier vorgeschlagene Erfindung kann somit sichergestellt werden, dass der Reinigungsvorgang nicht zu einer unnötigen (erheblichen) Beeinflussung der Energieeffizienz des Fahrzeugbetriebs führt.The invention proposed here can thus ensure that the cleaning process does not lead to an unnecessary (considerable) influencing of the energy efficiency of the vehicle operation.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102004005072 A1 [0004] DE 102004005072 A1 [0004]
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