CN115405432B - 一种用于运行内燃机的方法 - Google Patents

一种用于运行内燃机的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115405432B
CN115405432B CN202210581431.6A CN202210581431A CN115405432B CN 115405432 B CN115405432 B CN 115405432B CN 202210581431 A CN202210581431 A CN 202210581431A CN 115405432 B CN115405432 B CN 115405432B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust gas
combustion engine
internal combustion
catalytic converter
operating
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.)
Active
Application number
CN202210581431.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115405432A (zh
Inventor
S·鲍克纳
L·施吕特
F-C·巴隆冯塞默恩-林登斯特耶纳
M·卡克
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of CN115405432A publication Critical patent/CN115405432A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115405432B publication Critical patent/CN115405432B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • 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
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • 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
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • 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
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—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
    • 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
    • F01N2900/1626—Catalyst activation temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/26—Control of the engine output torque by applying a torque limit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法，车辆包括布置在内燃机(1)的下游的废气后处理***(2)。废气后处理***(2)在此具有至少一个废气催化转化器(21)。在内燃机(1)启动后，在其中废气催化转化器(21)具有低于其起燃温度的温度，为由内燃机(1)能够提供的扭矩或者为由内燃机(1)能够提供的功率确定至少一个极限值。确定运行参量的参考值，运行参量描述了所述至少一个废气催化转化器(21)的转换行为。针对该运行参量确定实际值。将运行参量的参考值与运行参量的实际值相互比较且借助于该比较，释放内燃机(1)的最大能够提供的扭矩或内燃机(1)的最大能够提供的功率，其方式是，取消所述至少一个极限值。

Description

一种用于运行内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆中运行内燃机的方法，该车辆包括布置在内燃机的下游的废气后处理***，该废气后处理***具有至少一个废气催化转化器。本发明还涉及一种用于执行用于运行内燃机的方法而设立的车辆。
背景技术
当前的以及未来将变得越来越严格的废气立法对发动机的原始排放物和燃烧发动机的废气后处理提出了高的要求。在汽油发动机中，废气净化以已知的方式通过三元催化转化器以及连接在三元催化转化器之前和之后的其它催化转化器进行。在柴油发动机中目前使用废气后处理***，其具有氧化催化转化器、用于氮氧化物的选择性催化还原的催化转化器(SCR催化转化器)以及用于分离碳黑颗粒的颗粒过滤器和若有必要其它催化转化器。
特别是在燃烧发动机冷启动之后，由于不完全燃烧与亚化学计量的燃烧空气比以及在冷启动期间的冷气缸壁相结合，产生碳黑颗粒。根据它们的用途，颗粒过滤器通过颗粒装载，由此产生废气背压，其持续地增加。为了使废气背压没有剧烈地增加，颗粒过滤器必须连续地或周期地再生。废气背压的增加可导致燃烧发动机的额外消耗、功率损失和损害运转平稳性直到点火中断。为了用氧气执行保留在颗粒过滤器中的碳黑的热氧化，足够高的温度水平结合同时在发动机的废气设备中存在的氧气是必要的。对此通常需要额外的措施。对此作为措施可能的是，例如，通过点火角调整来提高温度，发动机的暂时的稀燃调整，将二次空气吹入废气设备中或这些措施的组合。因此，再生消耗额外的能量。
其它用于废气净化的措施(如三元催化转化器)应该减少在废气中的有害物质，其方式为，所述措施加速降解化学反应。但是，只有在催化转化器达到其几百摄氏度的起燃温度时这才有效。因此，刚好直接在发动机启动后的关键阶段中，催化转化器很大程度上是无效的，其中废气成分仍然是特别不利的。尽管有催化转换器，但有些发动机在冷启动后在半分钟内比在约500千米的长途行车的情况下排放更多的有害物质或者汽油驱动的轿车的CO排放物的约70%和CH排放物的约90%在冷启动后的最初几分钟内被测量。此外，冷启动排放物尤其通过发动机负载影响。在此，高负载导致高原始排放物，与低负载下的更低原始排放物相比。因此，尤其是在废气处理措施尚未生效的情况下尾气排放物也增加。因此，冷启动阶段对于法律规定的颗粒极限值的保持是决定性的。
DE 10 2018 212 926 A1涉及一种用于运行机动车的混合驱动机构的方法。在此，由燃烧动力机提供的驱动扭矩从启动扭矩开始以一定的扭矩梯度提高到目标扭矩。此外，混合驱动机构包括颗粒过滤器。在此，扭矩梯度受限于梯度极限值。
DE 10 2019 115 180 A1描述了一种用于在冷启动时加速排放装置的发动机加热的***和方法。在此，电子压缩机在发动机的冷启动之前运行。通过打开与电子压缩机联结的回馈通道的回馈阀，压缩的吸入空气从电子压缩机的出口通过回馈通道流到电子压缩机的入口。当在电子压缩机出口处的温度达到阈值温度时，发动机启动。加热的吸入空气，其从压缩的吸入空气的流通过回馈通道产生，提高了燃烧温度和废气温度，这减少了排放装置的催化转化器开始时间。
DE 10 2004 058 942 A1描述了用于在车辆的一些或所有发动机气缸中实施带有燃料切断的燃烧的不同的***和方法。此外，燃料切断或其停用根据最低温度而进行，废气排放调节机构应具有该最低温度。如果废气排放调节机构的温度低于最低温度，将停用燃料切断并启动燃烧。进一步介绍了用于实施带有燃料切断的燃烧的不同的程序，所述程序例如基于催化转化器温度或发动机转速。
发明内容
本发明现在任务在于，提供一种用于在车辆中运行内燃机的方法和相应车辆，该车辆包括布置在内燃机下游的废气后处理***，其具有至少一个废气催化转化器，通过其在冷启动阶段期间减少原始排放物的产生。
该任务通过一种用于在车辆中运行内燃机的方法和一种车辆解决，车辆具有内燃机和废气后处理***，其中，所述废气后处理***包括所述废气催化转化器，其中，所述车辆设置为，实施用于运行内燃机的方法。
根据本发明，提供了一种用于在车辆中运行内燃机的方法，该车辆包括在内燃机下游布置的废气后处理***。在此，废气后处理***具有至少一个废气催化转化器。首先，在内燃机启动后，在其中废气催化转化器具有低于其起燃温度的温度，为由内燃机能够提供的扭矩或者为由内燃机能够提供的功率确定至少一个极限值。在此，极限值低于内燃机的最大能够提供的扭矩或低于内燃机的最大能够提供的功率。然后确定运行参量的参考值，其中，该运行参量描述了所述至少一个废气催化转化器的转换行为。此外为该运行参量确定了实际值。运行变量的参考值和运行变量的实际值相互比较。一旦运行参量的实际值达到或超过运行参量的参考值，将释放内燃机的最大能够提供的扭矩或内燃机的最大能够提供的功率，其方式是，取消所述至少一个极限值。
优选地，通过使用转速限制器来进行用于由内燃机能够提供的扭矩或用于由内燃机能够提供的功率的所述至少一个极限值的确定和保持。尤其地，在扭矩的情况下，可以如此实现适宜的限制，因为扭矩与转速直接相关联。转速限制器集成到内燃机的电子发动机控制器中。它控制供应给内燃机的燃料量。
该方法包括冷的内燃机的启动过程，其中，在启动过程中废气催化转化器的温度低于其起燃温度。通过运行和与此伴随地以热的废气加载催化转化器，通过热传导给废气催化转化器供应能量，以致于由此其温度升高直到它最终高于起燃温度。加热通过使用的催化剂活动本身支持，即通过放热的、在催化转化器中发生的转换反应支持。
“起燃温度”理解为催化转化器温度，在其中流入的有害物质的50％被催化转化。起燃温度的具体水平取决于单独的催化转化器涂层。
合适的废气催化转化器，其可用于所述组件或是该方法的对象，通常是所有具有催化转化涂层的部件。这例如可以是纯废气催化转化器，例如三元催化转化器、氧化催化转化器、NOx存储催化转化器或SCR催化转化器。此外考虑催化转化涂层的颗粒过滤器(尤其是在第一位置中)，即设计带有事先提到的催化转化器涂层之一的颗粒过滤器。在设计带有三元催化转化涂层的颗粒过滤器的情况中也谈论的是四元催化转换器。
在冷的内燃机启动过程之后和在热运转阶段期间，内燃机也不具有最佳运行温度。因此，同样如开头所述，在这些运行状态中的有害物质排放物是相当多的。这此外归因于，通常燃料加浓是必要的，以确保内燃机的稳定运行，尤其是在汽油发动机的情况下，并确保值得期望的可驾驶性。但是刚好在启动后的最初几分钟内催化转化器的转换率很低或根本不存在。更糟糕的是，由于在冷发动机中不利的热条件导致不均匀的混合物形成，促进了不完全燃烧。
由于用于由内燃机能够提供的扭矩或用于由内燃机能够提供的功率的所述至少一个极限值在冷的内燃机的启动过程之后的确定和保持，内燃机的原始排放物可以保持在比不使用该限制的情况下更低的水平。与此相应地，即使废气后处理***的废气催化转化器仍为非活动，朝着环境方向离开车辆的最终排放物也减少。由此可行的是，继续遵守与距离相关的排放物限值。为了实现内燃机的最佳运行方式，因此有利的是，具有关于废气后处理***的运行准备的知识。通过该知识可以确定，被使用用于转换或储存排放物的废气催化转化器是否是运行准备的并满足其任务。这从达到催化转化器的起燃温度起进行。一旦该情况开始，就可以释放内燃机的最大能够提供的扭矩或者内燃机的最大能够提供的功率，其方式是，取消所述至少一个极限值。从该时刻起，通过有效的废气后处理***保证了有害物质的最终排放物的减少。催化转化器的运行准备的确定借助于比较运行参量的参考数值与该运行参量的实际值来进行。运行参量是描述所述至少一个废气催化转化器的转换行为的参量。运行参量因此包含关于废气催化转化器的运行准备的信息，因为借助于运行参量可以确定，废气催化转化器是否已经达到其起燃温度。通过确定运行参量的参考值并且还确定该运行参量的实际值，可以执行比较，借助于其可以实现关于废气催化转化器的运行准备的表明。
在本发明的优选的设计方案中设置成，极限值为内燃机的最大能够提供的扭矩的至多80％，优选至多55％，且尤其是至多30％。 由此，可以特别强烈地减少原始排放物并出现显着减少。此外，可以根据环境温度或内燃机在启动过程中的温度来选择不同的极限值的等级。由此可行的是，在不利的运行条件下选择更低的极限值，以保持与距离相关的排放物限值。
在本发明的进一步优选设计方案中设置成，至少一个第一和第二极限值被确定并且内燃机的最大的能够提供的扭矩的释放分阶段地和/或以斜坡的形式在增加的极限值的方向上进行。在内燃机启动过程后，废气催化转化器的温度持续升高。因此，废气催化转化器的不同区段可能已经为运行准备的。因此，在这些区域中已经发生有害物质的转换。在这方面存在这样的可能性：逐阶段地执行内燃机的最大能够提供的扭矩或内燃机的最大能够提供的功率的释放。首先，内燃机的能够提供的扭矩或内燃机的能够提供的功率通过至少第一和第二极限值中的更低者限制。然后，进行更低的极限值的取消且进行通过至少第一和第二极限值中的更高者的限制。最后，完全取消限制且释放内燃机的最大能够提供的扭矩或内燃机的最大能够提供的功率。释放可以在极限值之间分阶段地进行，也就是说，内燃机的能够提供的扭矩或内燃机的能够提供的功率从较低的极限值跳到较高的极限值。备选地，释放可以以斜坡的形式进行，这意味着，内燃机的能够提供的扭矩或内燃机的能够提供的功率以连续函数的形式在极限值之间变化。这提供了内燃机的平稳运行的优点。
在根据本发明的方法的进一步有利实施方案中，运行参量是废气催化转化器的温度或废气催化转化器的部分体积的温度或废气催化转化器下游的废气的温度。通过确定作为运行参量的温度的实际值并与参考值比较，可以立即且精确地确定，废气催化转化器是否已达到其起燃温度并因此是运行准备的。在此，参考值对应于起燃温度。
优选地，废气催化转化器的温度或废气催化转化器的部分体积的温度或废气催化转化器下游的废气的温度通过模型计算或通过温度传感器测量。因为通常λ探针和/或NOx传感器以及关于内燃机及其空气和燃料供应的控制的知识可供使用，则可以与其它构件特定的参数(例如导热性)结合地，产生关于用于废气催化转化器或废气催化转化器的部分体积或废气催化转化器下游的废气的根据车辆的运行行为的温度发展的非常精确的模型。这随后可以用来确定温度的实际值。温度的参考值也可以通过废气催化转化器的模型来确定。备选地，温度的实际值的确定由温度传感器进行。由此，可以执行非常准确的温度确定。模型提供了避免额外的传感器的优点。与之相反地，传感器供给有关存在的状态的非常精确的信息。部分体积的考虑提供如下优点：在这些区域中已经可以发生转换，而这在其它区域中还不是这种情况，因此，存在这样的可能性，即逐阶段地执行内燃机的最大能够提供的扭矩或内燃机的最大能够提供功率的释放，且同时保持与距离相关的排放物限值。
在本发明的优选设计方案中设置成，运行参量是在启动过程和达到所述至少一个废气催化转化器的起燃温度之间经过的时间或时间等效物。驾驶行为(和由此发动机转速、负载等)对废气催化转化器的加热的动力学有很大影响，因此该过程所需的时间可以变化。因此，一方面使用时间作为运行参量是可能的，其中，实际值对应于在内燃机启动和达到起燃温度之间经过的时间和/或时间等效物。参考值是理论上可期望的时间和/或理论上可期望的时间等效物。影响时间实际值或时间等效物的实际值的变量可以在此是发动机转速和负载。特别优选地，运行参量是时间等效物，由此有利地简化了参考值的确定，因为关于驾驶行为等的信息通常已经在时间等效物中是固有的。
在本发明的进一步优选设计方案中设置成，时间等效物是积分(累积)的废气质量流量、废气成分(NOx、HC、CO、......)的积分(累积)量，引入催化转化器中的积分(累积)的能量量，或者是由内燃机消耗的燃料量。由此，不同的合适的可能性可供使用于考虑车辆的驾驶行为或运行方式，其影响，将多少热量引入废气催化转化器中以对其加热，以实现废气催化转化器的运行准备的仍然更精确的考虑。例如，集成的质量流量以如下方式协调于驾驶行为，即燃料供应根据发动机转速和负载而变化。由此，废气催化转化器的转换的起点在不同的驾驶方式的情况下在时间方面可以彼此区别。然而，通过考虑经过在发动机启动和达到起燃温度之间的时间积分的质量流量，然而固有地考虑了驾驶行为且确保了在发动机启动和转换的起点之间的用于实际值和参考值的持续时间的可比性。积分质量流量可以很容易地且以高精度计算或建模，尤其是通过发动机工作点(负载、转速)或缸体填充(Zylinderfüllung,有时也称为气缸充气)。然而备选地，用于测量质量流量的各种可能性也可供使用。积分的废气成分、引入的能量量或经过的行驶里程也呈现出有利的时间等效物，其同样地以已知的方式计算或测量。
可以有利地设置成，时间或时间等效物通过模型计算和/或从综合特征曲线中确定。优选地，模型或综合特征曲线包括关于与环境温度和/或内燃机的启动温度的相关性的信息。内燃机的环境温度和/或启动温度一方面作用于废气催化转化器的加热过程，且另一方面作用于在内燃机中发生的燃烧。基本上，可以确定，更低的环境温度和/或内燃机的启动温度对燃烧负面地起作用并增加原始排放物的量。此外，例如，持续时间或引入到废气催化转化器中的热量也增加，废气催化转化器需要所述热量直到达到其起燃温度。通过考虑所述参数，可以完成对该运行参量的实际值和参考值的准确的表明，以致于可以以最优的方式进行极限值的确定和取消。
在本发明的优选设计方案中设置成，来自综合特征曲线和/或模型的运行参量的参考值根据废气催化转化器的状态确定。例如，如果催化转化器预先损坏或轻微老化，这样其起燃温度与新催化转化器相比转移到更高的温度。例如，这样污染状态对废气催化转化器的催化转化涂层产生作用，并以如下后果影响所述涂层：延迟的、仅在较高的催化转化器温度或废气温度下才开始的转换。因此，废气催化转化器的状况对运行参量产生作用，运行参量定义废气催化转化器的起燃温度的达到。该问题通过考虑在确定运行参量的参考值时的状态来抵消，以至于实现关于确定和取消极限值的优化的策略。
在根据本发明的方法的进一步有利实施方案中，运行参量是废气催化转化器的转换率。转换率表明，由内燃机排放的有害物质是否且以什么程度通过废气催化转化器转化并因此减少。
优选地，转换率通过测量废气催化转化器下游的排放物或通过模型来确定。通过将在催化转化器下游以用于确定废气成分的传感器测量的有害物质浓度与催化转化器上游存在的污染物浓度(即流入催化转化器中的有害物质量)进行比较，可以进行转换率的评估。流入催化转化器中的有害物质量可以以另一前置于废气催化转化器的用于确定废气成分的传感器来测量，或者优选地，根据内燃机的运行点建模。建模通常借助综合特征曲线来进行，该综合特征曲线呈现出发动机根据其工作点(负载、转速)的有害物质-原始排放物。由此，可以为该运行参量确定实际值，然后将该实际值与也由模型预设的参考数值进行比较。这使得对废气催化转化器的活动性的精确表明变得可能，并通过极限值使最优运行策略变得可能。
在根据本发明的方法的进一步有利实施方案中，确定至少两个不同的运行参量并且确定优先标准，借助于其在比较运行参量的参考值和运行参量的实际值之后进行内燃机的最大能够提供的扭矩的释放。例如，在此它可以是优先标准，基于其比较速度，其需要不同的运行参量，由此实际值达到或超过参考值。因此在第一步骤中，可以选择时间作为第一运行参量并且废气催化转化器的温度作为第二运行参量。在该情况下，如果废气催化转化器的温度的实际值达到其参考值，则其可以是起燃温度，在时间的测量的实际值达到针对时间的参考值之前，通过取消所述至少一个极限值进行内燃机的最大能够提供的扭矩或内燃机的最大能够提供的功率的释放。通过确定多个运行参量和其优先级，优化的运行策略是可能的，该运行策略尤其阻止内燃机的最大能够提供的扭矩或内燃机的最大能够提供的功率的过度的限制。
只要在个别情况下没有另外地阐述，则不同的在本申请中提及的本发明的实施形式可以有利地相互组合。
附图说明
下面在实施例中借助于相配属的附图解释本发明。在此：
图1示出了根据本发明的废气后处理***的***结构，
图2示出了根据本发明的设计方案的用于运行内燃机的方法的流程图。
具体实施方式
下面根据本发明的实施方案以其在车辆中的应用的示例来实施本发明。然而，该方法决不限于这些应用情况。
图1中示出了根据本发明的实施方案的废气后处理***2，该废气后处理***2布置在在其它方面没有进一步地示出的车辆的内燃机1后面。内燃机1的下游布置有废气催化转化器，其在本示例中被设计为三元催化转化器21。在其后面布置有流量计22，流量计构造用于测量废气质量流量3。
此外，废气后处理***2包括温度传感器23。它位于三元催化转化器21的下游并测量从三元催化转化器21出来的废气3的温度。备选地，温度传感器23也可以直接布置在三元催化转化器21处或中，以测量催化转化器温度。
车辆还包括发动机控制器具或车载计算机4。它此外用于处理和评估此外来自流量计22和温度传感器23的信号。此外，它还控制在车载计算机4和内燃机之间信号导通地连接的转速限制器5。转速限制器5通过车载计算机4获得如下信号：该信号包含用于可以由内燃机1提供的扭矩的极限值。转速限制器5继而控制燃料供应并通过控制转速来限制与转速相关的扭矩。
下面借助于图2以根据图1的车辆的示例阐述根据本发明的方法。
该方法启动于框1。它通过以下方式开始，即内燃机1被启动。在内燃机1启动的时间点之前和启动的时间点时，三元催化转换器21具有低于其起燃温度的温度。
为了在该阶段期间将通过废气催化转化器21还没有充分转化的原始排放物尽可能低地保持，在框2中，通过车载计算机4为可以由内燃机1提供的扭矩确定极限值。在此，该极限值低于内燃机1的最大可提供的扭矩。换言之，内燃机1可以在正常运行中提供其最大能提供的扭矩的100％。极限值通过将极限值例如确定为内燃机1的最大能提供的扭矩的70％来限制该值。车载计算机4将极限值传输到转速限制器5处，转速限制器5通过控制燃料供应来控制且在这种情况下限制转速以及由此扭矩。
在框3中，车载计算机4借助于综合特征曲线来确定针对相应运行参量的参考值。在这种情况下，运行参量是温度，其中温度的参考值对应于催化转化器特定的起燃温度。在该方法的另一个未示出的设计方案中，在该步骤中可以考虑废气催化转化器的状态，因为这影响催化转化器的起燃温度。
在框4中，确定三元催化转化器21的实际主要温度。换言之，确定运行参量的实际值。根据图1中所示的废气后处理***2的结构，温度通过温度传感器23测量。发动机控制器具4借助于来自温度传感器23的信号来确定当前在废气3中且因此在三元催化转换器21中存在的温度。备选地，催化转化器温度此外借助于动态燃烧计算建模。在较长的发动机停止后在此例如可以假设，催化转化器温度相应于环境温度，或者也可以借助于通过冷却过程引起的损失热量来计算。
在框5中，车载计算机4然后将通过针对三元催化转化器21的测量确定的温度的实际值与由综合特征曲线确定的温度的参考值进行比较。针对温度的实际值没有达到或超过温度的参考值的情况，该措施保持有效，这意味着，维持针对由内燃机1能够提供的扭矩的极限值。然而，一旦温度的实际值达到或超过温度的参考值，该方法就在框6中继续。
据此，在框6中在通过温度的实际值达到或超过温度的参考值之后释放内燃机的最大能够提供的扭矩。为此，车载计算机4控制转速限制器5并且取消极限值。
在框7中，扭矩限制不再有效。最初确定的极限值被预先取消，且燃料供应被释放。
在另一实施方案中的在图2中未示出的对该方法的一种可能的补充方案设置成，除了温度作为运行参量之外，尤其是时间等效物也可以用作替代方案或在与温度组合的情况下与优先标准结合地用作待记录的运行参量。因此，时间等效物是进入的热量。相应地，在内燃机1启动之后立即进行该时间等效物的测量，换言之，借助流量计22测量废气质量流量并且随着时间的推移对其进行积分。结合燃烧计算和废气温度，因此可以确定进入到废气催化转化器中的热量多大。备选地，根据内燃机1的运行点在特指综合曲线方面对当前的废气质量流量进行建模和积分。
附图标记列表
1 内燃机
2 废气后处理***
21 废气催化转化器
22 流量计
23 温度传感器
3 废气
4 发动机控制器具/车载计算机
5 转速限制器。

Claims (9)

1.一种用于在车辆中运行内燃机(1)的方法，所述车辆包括布置在所述内燃机(1)的下游的废气后处理***(2)，所述废气后处理***具有至少一个废气催化转化器(21)，所述方法包括以下步骤：
在所述内燃机(1)启动后，在其中所述废气催化转化器(21)具有低于其起燃温度的温度，为由所述内燃机(1)能够提供的扭矩或者为由所述内燃机(1)能够提供的功率确定至少一个极限值，其中，所述限值低于所述内燃机(1)的最大能够提供的扭矩或低于所述内燃机(1)的最大能够提供的功率，
确定运行参量的参考值，其中，所述运行参量描述了所述至少一个废气催化转化器(21)的转换行为，
确定所述运行参量的实际值，
将所述运行参量的参考值与所述运行参量的实际值进行比较，其中，所述运行参量是所述废气催化转化器(21)的温度或所述废气催化转化器(21)的部分体积的温度或所述废气催化转化器(21)下游的废气的温度,或其中，所述运行参量是在启动过程和达到所述至少一个废气催化转化器(21)的起燃温度之间经过的时间或时间等效物，其中，所述时间等效物是积分的废气质量流量、废气成分的积分量、进入的能量量或消耗的燃料量，其中，至少一个第一和第二极限值被确定并且所述内燃机(1)的最大能够提供的扭矩的释放分阶段地和/或以斜坡的形式在增加的极限值的方向上进行，
在通过所述运行参量的实际值达到或超过所述运行参量的参考值后，释放所述内燃机(1)的最大能够提供的扭矩或所述内燃机(1)的最大能够提供的功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述极限值为所述内燃机(1)的最大能够提供的扭矩的最高80％。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据所述废气催化转化器(21)的状态来确定来自综合特征曲线和/或模型的参考值。
4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，确定至少两个不同的运行参量并且确定优先标准，借助于所述优先标准，在将所述运行参量的参考值与所述运行参量的实际值进行比较之后，进行所述内燃机(1)的最大能够提供的扭矩的释放。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，两个所述运行参量中的一者是所述废气催化转化器(21)的转换率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述转换率通过测量所述废气催化转化器(21)下游的排放物或通过模型来确定。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述极限值为所述内燃机(1)的最大能够提供的扭矩的最高55％。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述极限值为所述内燃机(1)的最大能够提供的扭矩的最高30％。
9.一种车辆，其具有内燃机(1)和废气后处理***(2)，其中，所述废气后处理***(2)包括所述废气催化转化器(21)，其特征在于，所述车辆设置为，实施根据权利要求1至8中任一项所述的用于运行内燃机的方法。
CN202210581431.6A 2021-05-26 2022-05-26 一种用于运行内燃机的方法 Active CN115405432B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021113499.4A DE102021113499A1 (de) 2021-05-26 2021-05-26 Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102021113499.4 2021-05-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115405432A CN115405432A (zh) 2022-11-29
CN115405432B true CN115405432B (zh) 2024-05-24

Family

ID=81841912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210581431.6A Active CN115405432B (zh) 2021-05-26 2022-05-26 一种用于运行内燃机的方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4095364B1 (zh)
CN (1) CN115405432B (zh)
DE (1) DE102021113499A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022211964A1 (de) 2022-11-11 2024-05-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006007122A1 (de) * 2006-02-16 2007-08-23 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und einer daran angeschlossenen Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102009007765A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer einen SCR-Katalysator umfassenden Abgasreinigungsanlage
DE102009045377A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
CN110945220A (zh) * 2017-08-10 2020-03-31 大众汽车有限公司 废气后处理***和对内燃机进行废气后处理的方法
DE102018124869A1 (de) * 2018-10-09 2020-04-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor
DE102019203598A1 (de) * 2019-03-18 2020-09-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
CN112343695A (zh) * 2019-08-08 2021-02-09 大众汽车股份公司 用于加热催化器的方法和废气后处理***

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1638798A1 (de) * 2003-06-30 2006-03-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Hybridfahrzeug und verfahren zum betrieb eines hybridfahrzeugs
DE102004058942B4 (de) 2004-03-05 2015-09-24 Ford Global Technologies, Llc System zur Regelung der Ventilzeiteinstellung eines Motors mit Zylinderabschaltung
US10975789B2 (en) 2018-06-06 2021-04-13 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for expediting engine warming
DE102018212926B4 (de) 2018-08-02 2020-07-09 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechende Hybridantriebseinrichtung
DE102020100539A1 (de) 2020-01-13 2021-07-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Diesel-Hybrid-Antrieb sowie Diesel-Hybrid-Antrieb

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006007122A1 (de) * 2006-02-16 2007-08-23 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und einer daran angeschlossenen Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102009007765A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer einen SCR-Katalysator umfassenden Abgasreinigungsanlage
DE102009045377A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung
CN110945220A (zh) * 2017-08-10 2020-03-31 大众汽车有限公司 废气后处理***和对内燃机进行废气后处理的方法
DE102018124869A1 (de) * 2018-10-09 2020-04-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor
DE102019203598A1 (de) * 2019-03-18 2020-09-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
CN112343695A (zh) * 2019-08-08 2021-02-09 大众汽车股份公司 用于加热催化器的方法和废气后处理***

Also Published As

Publication number Publication date
EP4095364B1 (de) 2024-04-10
CN115405432A (zh) 2022-11-29
EP4095364A1 (de) 2022-11-30
DE102021113499A1 (de) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101443534B (zh) 用于监控除污染***的再生的方法和设备
RU2493383C2 (ru) Способ эксплуатации системы снижения токсичности отработавших газов с катализатором селективного каталитического восстановления и расположенным перед ним катализирующим окисление устройством для снижения токсичности отработавших газов
CN109690039B (zh) 检查用于废气再处理的部件的功能性的诊断方法和装置
CN109477414B (zh) 用于内燃机的废气再处理的方法和设备
US8701391B2 (en) Method for operating an exhaust-gas system with lambda control and motor vehicle having the system
EP2917543B1 (en) A method of conditioning a particle filter
CN110344917B (zh) 用于运行废气后处理***的方法
CN100416053C (zh) 用于内燃机的排气净化装置和排气净化方法
US8316634B2 (en) Ammonia load control for SCR catalyst prior to DPF regeneration
US20110283678A1 (en) Method for controlling injection of diesel exhaust fluid into an exhaust pipe of an internal combustion engine
US11105285B2 (en) Method and device for exhaust gas aftertreatment in an internal combustion engine
EP2406473A1 (en) Operating method for an exhaust aftertreatment system and exhaust aftertreatment system
US20120060476A1 (en) Method for monitoring the pollutant coversion capacity in an exhaust gas after-treatment system
US9067160B2 (en) Exhaust gas purification system
US9034065B2 (en) Exhaust gas purification system
US10724457B2 (en) Regeneration of a particulate filter or four-way catalytic converter in an exhaust system of an internal combustion engine
CN115405432B (zh) 一种用于运行内燃机的方法
CN1930380B (zh) 用于内燃机的排气净化装置
CN111287869B (zh) 内燃机和用于对内燃机进行废气再处理的方法
WO2015056575A1 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法
CN100520002C (zh) 内燃机的排气净化装置再生***
CN115234348A (zh) 用于调节排气道中的scr***的控制设备
CN112219018B (zh) 确定与废气排放量有关的基准值的方法和***
CN113574257A (zh) 用于使在用汽油运行的机动车的废气系中的经涂层的颗粒过滤器再生的方法和装置
US9683469B2 (en) System for treating the exhaust gases of a motor vehicle engine and method for controlling same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant