CN111287828A - 用于运行内燃机的方法和控制器 - Google Patents
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Abstract
提出一种用于控制机动车辆（10）的内燃机（12）的方法，该机动车辆配备有导航仪（14）并且具有排气装置（26），在该方法中，内燃机（12）在第一运行状态和第二运行状态下能够以相同的功率运行，该第二运行状态与第一运行状态的区别在于更高的二氧化碳排放量，其中，在第一运行状态下，获知排气装置（26）的当前温度，并决定是否有必要加热排气装置（26）。该方法的特征在于，根据未来行驶路线的数据来预测在变换到第二运行状态中时在排气装置（26）中未来出现的温度，其中，未来行驶路线的数据由导航仪（14）提供。一项独立权利要求针对控制器（20）。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的方法和根据独立的装置权利要求的前序部分的控制器。
在其方法方面，本发明涉及对机动车辆的内燃机的控制，该机动车辆配备有导航仪并且具有排气装置，在该排气装置中布置有不连续地能够恢复功能（regenerierbar）的至少一个排气后处理部件，内燃机的排气穿流该排气后处理部件，在该方法中，内燃机在第一运行状态和第二运行状态下能够以相同的功率运行，该第二运行状态与第一运行状态的区别在于更高的二氧化碳排放量，其中，在第一运行状态下，获知排气装置的当前温度，并根据所获知的温度决定是否有必要加热排气装置。在其装置方面，本发明涉及一种设置用于执行这种方法的控制器。
背景技术
前提是，这样的方法和这样的控制器本身是已知的。已知不连续地恢复功能的排气后处理部件在相对较高的温度下恢复功能。不连续地恢复功能的排气后处理部件的一个示例是颗粒过滤器。这种颗粒过滤器从内燃机的排气中过滤出烟灰颗粒，并由此而负载有沉积的烟灰颗粒。由于在排气中存在过量的氧气且排气温度过高以致于燃烧了沉积在颗粒过滤器中的烟灰而导致的运行状态，被负载的颗粒过滤器的恢复功能不连续地进行。高的排气温度是通过内燃机的相应运行来达到的。也可以与高的排气温度关联地对排气装置进行加热，以使冷起动后的排气后处理部件达到其功能所需的最低温度，或使其温度保持在最低温度以上。
如果内燃机更长时间地在低负荷下运行，加热可能不足以达到所期望的温度。在可预定的时间之后就会停止加热。在另外的可预定的时间之后，重新开启加热。徒劳的加热尝试所需的燃料额外消耗以及与之相关联而增加的二氧化碳排放量就是无用的。总体而言，这导致了增加的二氧化碳排放量。
发明内容
根据本发明的方法与这种前提已知的现有技术的区别在于权利要求1的表征性特征，并且由此区别在于，根据未来行驶路线的数据来预测在变换到第二运行状态中时在排气装置中未来出现的温度，其中，未来行驶路线的数据由导航仪提供。相应地，根据本发明的控制器与现有技术的区别在于，额外地根据交通信息和/或来自移动数据通信的额外数据和/或其他车辆传感器***的信号来预测未来出现的温度。
通过根据未来行驶路线来预测排气和排气装置部件的温度，马达控制器也具有了针对在未来行驶路线上用于马达运行的信息，这些信息会影响排气和排气装置部件的温度。根据本发明，这些信息用于优化加热策略。为此，只有在也能够导致成功的情况下才触发加热措施。
通过有针对性地启动加热措施，避免了不必要的燃料额外消耗。
本方法的优选设计方案的特征在于，将预测温度与目标值进行比较，并且仅在预测温度高于目标温度时才进行到第二运行状态中的变换。
通过这些特征，只有在基于排气温度预测而存在较高的概率也可以达到和/或维持追求的目标温度的情况下，二氧化碳排放量才触发排气装置的增加的加热。由于完全不触发可能不足的加热尝试，与之相关联的二氧化碳排放也得以避免。
还优选的是，在从第一运行状态变换到第二运行状态中时，在增加二氧化碳排放量的多个措施中，选择在未来期望的条件下最早达到目标的措施。
在低扭矩需求和冷排气装置的情况下，例如可以以增加燃烧室填充量并以补偿性延迟点火的方式运行内燃机，以产生热排气。相反，如果排气装置已经较热并且没有足够高的扭矩余量，则可以与排气中的过量氧气相关联进行延迟喷射。由此在排气装置中产生放热反应的排气环境，这导致相应的进一步加热。
进一步优选的是，在从增加二氧化碳排放量的多个措施以及这些措施的可能的作用强度中进行选择时，根据预测温度进行选择。
本方法的另一优选设计方案的特征在于，根据预测的排气温度逐级地选择至少两个增加二氧化碳排放量的措施。
还优选的是，根据排气装置的预测温度来决定增加二氧化碳排放量的第一措施的启动在预定时间内是否导致在排气装置中达到最低温度，该最低温度需要增加二氧化碳排放量的第二措施来发挥加热作用。
进一步优选的是，只有在满足开启条件时才触发从第一运行状态到第二运行状态中的变换，该开启条件取决于至少一个另外的输入参量。
关于控制器的设计方案优选的是，控制器设置用于、特别是被编程用于执行所述的设计方案中的至少一种。
其他优点由从属权利要求、说明书和附图中得出。
应当理解，在不脱离本发明的范围的条件下，不仅能够在各个给定的组合中，而且还能够在其他组合中或单独地应用上述及下文仍要解释的特征。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例，并且在下文说明中对其进行详细解释。在此，不同附图中的相同附图标记分别表示相同或至少在功能上可比较的元件。在附图中分别以示意形式：
图1示出了本发明的技术环境；和
图2示出了作为根据本发明的方法的实施例流程图。
具体实施方式
图1详细地示出了具有内燃机12、导航仪14和车辆传感器***16的机动车辆10。导航仪14设置用于从外部数据源18接收并处理数据。车辆传感器***16具有例如悬架传感器（Einfederungssensor），该悬架传感器获知机动车辆10的负载状态。外部数据源18是那些使导航设备14确定其位置并传达有关交通密度的信息的数据源。
内燃机12特别是具有控制器20、多个传感器22、多个致动器24和排气装置26。排气装置26具有不连续地恢复功能的排气后处理部件28，例如颗粒过滤器。排气后处理部件28选择性地具有温度传感器30，其检测排气后处理部件28和/或内燃机12的排气的当前温度T_A。替代地或补充地，该温度T_A也可以由控制器20从其他传感器22的信号来计算。
传感器22检测内燃机12的运行参数，如抽吸空气量、转速和温度。致动器24例如是空气量调整机构、燃料喷射阀以及在汽油马达中还是火花塞，而所述的致动器24和传感器22不应代表穷尽的列举。
图2示出了作为根据本发明的方法的实施例的流程图。该方法由控制器20实施。步骤100代表用于控制内燃机12的主程序，在该步骤中，内燃机12首先在第一运行状态下运行。
从步骤100到达步骤110，在该步骤中获知在第一运行状态下的排气装置26的当前温度T_A。
查询步骤120紧接着步骤110，其中，检查是否应该对排气装置26进行加热。根据所获知的当前温度T_A并且选择性地基于其他当前值、例如根据当前运行点（相对的填充、扭矩、转速）和马达控制器的其他参量，来决定是否存在加热排气装置26的需要。
如果该查询的答案是否定的，则本方法返回到步骤100，其中，内燃机12继续在第一运行状态下运行。
相反，当应该进行加热时，查询步骤100的回答是肯定的，并且本方法分支到步骤130，在该步骤中预测排气装置26在存在特定条件下将会出现的未来温度T_P。
条件之一是，内燃机12在第二运行状态下运行，该第二运行状态与第一运行状态的区别在于更高的二氧化碳排放量，即更高的燃料消耗。在此，内燃机12在第二运行状态下这样运行，使得更高的燃料消耗导致排气装置26的加热。
与更高的二氧化碳排放量一同的措施尤其可以包括单独的措施，如变化喷射模式、提高空转转速、限制新鲜空气的供应和延迟点火，或者也可以包括这些措施的组合，而该列举并不是穷尽的。
其他条件尤其根据未来行驶路线的数据得出，其中，未来行驶路线的数据由导航仪14提供并传递给控制器20。在此特别是可以考虑关于上坡和下坡（优选分别包括陡度和长度）和路线类型（高速公路、公路、城市）的数据。
额外地，在预测未来会出现的温度时，也可以处理来自移动数据通信的交通信息和/或额外数据，例如关于交通密度和/或待预期的平均速度。替代地或补充地，也可以使用来自机动车辆10的其他车辆传感器16的信号，例如前照灯照明宽度调节装置的悬架传感器，其信号反映了负载并且因此反映了机动车辆10的待加速的质量。
在步骤130之后进行的比较步骤140中，将预测温度T_P与目标值T_Z进行比较。如果预测温度T_P小于目标值T_Z，则方法返回到主程序（步骤100），而不启动用于加热排气装置26的措施。其原因在于，预测温度T_P所基于的用于加热排气装置26的措施不足以达到目标温度。在温度不够高时，则排气后处理部件28也不会进行足够的恢复功能，从而使与加热措施的启动相关联的燃料额外消耗被徒劳地投入。
相反，如果预测温度T_P高于目标温度T_A，则方法分支到查询步骤150，其中，检查是否满足至少一个开启条件。也可能是多个开启条件之一，例如，机动车辆10当前运行的高度不大于预定的最大值。
如果不满足开启条件之一，则方法分支回步骤100，其中，内燃机12继续在第一运行状态下运行。相反，如果满足所有开启条件，则方法分支到步骤160。在步骤160中，内燃机12在第二运行状态下运行，即出于加热目的而增加二氧化碳排放量。在紧接着的步骤170中检查，是否应继续在第二运行状态下运行内燃机12。如果是这种情况，则方法再次返回到步骤160，从而维持第二运行状态。
相反，如果步骤170中的检查得出内燃机12不应再在第二运行状态下运行，则方法再次返回到步骤100，其中，内燃机12在第一运行状态下运行，而不进行增加二氧化碳排放量的加热措施。
在一个优选设计方案中，针对不同的加热措施形成预测温度。在从第一运行状态变换到第二运行状态中时，就在增加二氧化碳排放量的多个措施中选择在未来待期望的条件下最早达到目标的措施。
如果仅一个加热措施或仅一个加热措施组合就导致达到目标温度的目标，则实行该加热措施或该加热措施组合。如果可以通过多个并且由此可相互替代的加热措施或加热措施组合达到目标温度，则优选作为主要目标（als zielfuehrend）实行二氧化碳排放量的增加最少发生的加热措施或加热措施组合。
替代地，优选作为主要目标实行还存在加热作用余量（Reserve）的加热措施或加热措施组合，如果当前温度的发展落后于预测温度，则可以激活该余量。后一种情况可能例如会在预测时未考虑的意外事件中发生，例如在突然且意外出现的交通拥堵中。
在从增加二氧化碳排放量的多个措施以及这些措施的可能的作用强度中进行选择时，根据预测温度进行选择。预测温度越高，加热措施或加热措施组合就应该越有效，以能够也可靠地达到预测温度。
在一种设计方案中，根据预测的排气温度，逐级地选择增加二氧化碳排放量的至少两种措施。这例如意味着，首先选择一种措施，该措施用于促使温度升高到第一温度，然后在达到第一温度时，启动第二措施，通过该第二措施达到高于第一温度的目标温度。
第二措施可以例如是化学加热，为此，通过延迟点火和/或延迟喷射点，结合内燃机的空气过量的运行，在催化器中产生能反应的排气环境。则第一温度例如是排气装置的催化活性成分（例如颗粒过滤器的催化涂层）的起燃温度（light off Temperatur）。
该起燃温度是排气装置中最低温度的一个示例，该最低温度需要增加二氧化碳排放量的第二措施来发挥加热作用。在一种设计方案中根据排气装置的预测温度来决定，增加二氧化碳排放量的第一措施的启动在预定时间内是否导致达到最低温度。该预定时间优选相应于预测的时间范围，即可以以足够的概率预测排气温度的时间段。
Claims (10)
1.用于控制机动车辆（10）的内燃机（12）的方法，所述机动车辆配备有导航仪（14）并且具有排气装置（26），在所述排气装置中布置有不连续地能够恢复功能的至少一个排气后处理部件（28），所述内燃机（12）的排气穿流所述排气后处理部件，在所述方法中，所述内燃机（12）在第一运行状态和第二运行状态下能够以相同的功率运行，所述第二运行状态与所述第一运行状态的区别在于更高的二氧化碳排放量，其中，在所述第一运行状态下，获知所述排气装置（26）的当前温度，并根据所获知的温度决定是否有必要加热所述排气装置（26），其特征在于，根据未来行驶路线的数据来预测在变换到所述第二运行状态中时在所述排气装置（26）中未来出现的温度，其中，所述未来行驶路线的数据由所述导航仪（14）提供。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，额外地根据交通信息和/或来自移动数据通信的额外数据和/或其他车辆传感器***（22）的信号来对未来出现的温度进行预测。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述预测温度与目标值进行比较，并且仅当所述预测温度高于目标温度时才进行到所述第二运行状态中的变换。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在从所述第一运行状态变换到所述第二运行状态中时，在增加二氧化碳排放量的多个措施中，选择在未来待期望的条件下最早达到目标的措施。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在从增加二氧化碳排放量的多个措施以及所述措施的可能的作用强度中进行选择时，根据所述预测温度进行选择。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，根据所预测的排气温度逐级地选择至少两个增加二氧化碳排放量的措施。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述排气装置（26）的预测温度来决定，增加二氧化碳排放量的第一措施的启动在预定时间内是否导致在所述排气装置（26）中达到最低温度，所述最低温度需要增加二氧化碳排放量的第二措施来发挥加热作用。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，只有在满足开启条件时才触发从所述第一运行状态到所述第二运行状态中的变换，所述开启条件取决于至少一个另外的输入参量。
9.控制器（20），其设置用于控制机动车辆（10）的内燃机（12），所述机动车辆（10）配备有导航仪（14）并且具有排气装置（26），在所述排气装置中布置有不连续地能够恢复功能的至少一个排气后处理部件（28），所述内燃机（12）的排气穿流所述排气后处理部件，其中，所述控制器（20）设置用于，在第一运行状态或第二运行状态下以相同的功率运行所述内燃机（12），所述第二运行状态与所述第一运行状态的区别在于更高的二氧化碳排放量，其中，所述控制器（12）设置用于，在所述第一运行状态下，获知所述排气装置的当前温度，并根据所获知的温度决定是否有必要加热所述排气装置（26），其特征在于，所述控制器（20）设置用于，根据未来行驶路线的数据来预测在变换到所述第二运行状态中时在所述排气装置（26）中未来出现的温度，其中，所述未来行驶路线的数据由所述导航仪（14）提供。
10.根据权利要求9所述的控制器（20），其特征在于，其设置用于、特别是被编程用于执行根据权利要求2至8中任一项所述的方法。
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