-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Regenerieren einer Abgasreinigungsvorrichtung und
von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind auch ein Steuergerätprogramm
sowie ein Steuergerät-Programmprodukt.
-
In
der
DE 10 2006
005 505 A1 (nicht vorveröffentlicht) ist ein Verfahren
zur Steuerung der Regeneration einer Abgasreinigungsvorrichtung
beschrieben, die in periodischen Abständen von wenigstens einer
eingelagerten Abgaskomponente regeneriert wird. Die Abgasreinigungsvorrichtung
ist im Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordnet, die als
Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Das Kraftfahrzeug
verfügt über ein Navigationsgerät, welches
in Abhängigkeit von der Eingabe einer Bedienperson die
Fahrtroute berechnet. Eine erforderliche Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung
beeinflusst hierbei die Berechnung der Fahrtroute, um einen Schutz
der Abgasreinigungsvorrichtung vor einer unzulässig hohen
Temperatur, einen Schutz vor einer Schadstoffbelastung der Luft
auf bestimmten Fahrtstrecken und darüber hinaus eine energieeffiziente
Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung zu möglichen.
-
In
der
DE 10 2004
021 373 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasreinigungsvorrichtung beschrieben,
bei dem ein Betriebsartenwechsel der Brennkraftmaschine, in deren
Abgasbereich die Abgasreinigungsvorrichtung angeordnet ist, in Abhängigkeit
von einer Kenngröße der Brennkraftmaschine vorgenommenen
wird. Bei einer Betriebsartenwechsel-Anforderung wird ein Zeitgeber
gestartet. Während der vom Zeitgeber festgelegten Zeit
wird anhand einer Bewertung wenigstens einer Kenngröße laufend
entschieden, ob der Betriebsartenwechsel durchgeführt werden
kann. Wenn dies der Fall ist, wird der Betriebsartenwechsel unmittelbar
durchgeführt. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Betriebsartenwechsel
spätestens beim Ablauf der vom Zeitgeber festgelegten Zeit
durchgeführt. Das beschriebene Verfahren stellt sicher,
dass ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs, in welchem die Brennkraftmaschine als
Antriebsmotor vorgesehen ist, einen bei einem Betriebsartenwechsel
gegebenenfalls auftretenden Drehmomentsprung der Brennkraftmaschine
nicht bemerkt.
-
In
der
DE 199 06 287
A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
beschrieben, in deren Abgasbereich ein Partikelfilter angeordnet
ist. Der Beladungszustand des Partikelfilters wird anhand des von
einem am Partikelfilter auftretenden Differenzdrucks ermittelt.
Nach dem Auftreten einer Anforderung zum Regenerieren des Partikelfilters wird
wenigstens eine Maßnahme eingeleitet, die zu einer Aufheizung
des Partikelfilters führt, um den Regenerationsvorgang
einzuleiten, bei dem die Partikel abgebrannt werden. Vorgeschlagen
ist dort eine Erhöhung der Abgastemperatur.
-
In
der
DE 43 09 854 A1 ist
ein Verfahren zur Steuerung der Sekundärluftzufuhr in den
Abgasbereich einer Brennkraftmaschine beschrieben, in welchem ein
Katalysator angeordnet ist. Die Sekundärluftpumpe wird
nach dem Vorliegen einer Anforderung zum Regenerieren des als Speicherkatalysator ausgestalteten
Katalysators von einer Schwefelvergiftung in Betrieb genommen. Die
von der Sekundärluftpumpe eingebrachte Frischluft kann
im Abgasbereich mit brennbaren Bestandteilen des Abgases exotherm
reagieren und somit zur Aufheizung des Abgases oder unmittelbar
zur Aufheizung des Katalysators beitragen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regenerieren
einer Abgasreinigungsvorrichtung anzugeben, die möglichst
effizient arbeitet.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den Merkmalen
des unabhängigen Verfahrensanspruchs weist den Vorteil
auf, dass durch Berücksichtigung eines Signals einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung
die Abgasreinigungsvorrichtung energieeffizient regeneriert werden
kann. Zugrunde liegt die Annahme, dass bei einer Betätigung
der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung davon ausgegangen
werden kann, dass für eine längere Betriebszeit
der Brennkraftmaschine konstante Verhältnisse vorliegen,
welche für die gegebenenfalls erforderliche Regeneration
der Abgasreinigungsvorrichtung grundsätzlich günstig
sind. Die Berücksichtigung des Signals der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung
zur Beeinflussung der Einleitung der Regeneration ermöglicht
es, die für die Regeneration günstigen Betriebszustände der
Brennkraftmaschine, beispielsweise eine hohe Abgastemperatur, mit
einfachen Mitteln ohne besonderen zusätzlichen Aufwand
zu erkennen und für die Regeneration auszunutzen.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.
-
Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass als Signal ein Schaltsignal herangezogen
wird, das die Inbetriebnahme der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung
mit einer beliebigen einzuregelnden Soll-Geschwindigkeit anzeigt.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt in der besonders einfachen
Realisierung.
-
Eine
andere Ausgestaltung sieht vor, dass ein Geschwindigkeitssignal
herangezogen wird, das eine Vorgabe einer Soll-Geschwindigkeit anzeigt, welche
oberhalb eines Geschwindigkeits-Schwellenwerts liegt. Sofern zumindest
für die Einleitung der Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung
eine Beheizung der Abgas-Reinigungsvorrichtung erforderlich ist,
kann in diesem Fall davon ausgegangen werden, dass der zusätzliche
Energieaufwand für die gegebenenfalls erforderliche Beheizung
möglichst gering ist.
-
Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass das Signal der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung
erst nach Ablauf einer Verzögerungszeit berücksichtigt
wird.
-
Dadurch
kann sichergestellt werden, dass die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung
nicht nur kurzzeitig betätigt wurde.
-
Eine
andere Ausgestaltung sieht vor, dass der Beladungs-Schwellenwert,
oberhalb dessen die Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung
eingeleitet wird, vom Signal der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung
abhängt. Dadurch kann eine ohnehin bald erforderliche Regeneration
der Abgasreinigungsvorrichtung bereits dann eingeleitet werden,
wenn das Signal der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung
auftritt oder geändert wird.
-
Eine
Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass der Beladung-Schwellenwert
erst nach Ablauf der Verzögerungszeit geändert
wird. Dadurch kann wieder sichergestellt werden, dass die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung nicht
nur kurzzeitig betätigt wurde.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens betrifft zunächst ein Steuergerät,
das zur Durchführung des Verfahrens speziell hergerichtet
ist.
-
Das
Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen
elektrischen Speicher, in welchem die Verfahrensschritte als Steuergerätprogramm
abgelegt sind.
-
Das
erfindungsgemäße Steuergerätprogramm
sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Programm in einem
Steuergerät abläuft.
-
Das
erfindungsgemäße Steuergerät-Programmprodukt
mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten
Programmcode führt das erfindungsgemäße
Verfahren aus, wenn das Programm in einem Steuergerät abläuft.
-
Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Vorgehensweise ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
-
Zeichnung
-
Die
Figur zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes
Verfahren abläuft.
-
Die
Figur zeigt eine Brennkraftmaschine 10, in deren Abgasbereich 11 eine
Abgasreinigungsvorrichtung 12, beispielsweise ein Katalysator
und/oder ein Partikelfilter angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine 10 ist
als Antriebsmotor in einem nicht näher gezeigten Kraftfahrzeug
angeordnet. Die Abgasreinigungsvorrichtung 12 kann ein
Betriebsverhalten aufweisen, welches eine Regeneration von zumindest einer
eingelagerten Abgaskomponente erfordert.
-
Bei
einem Katalysator, insbesondere Speicher-Katalysator, kann im Laufe
der Betriebszeit in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt des
Kraftstoffs und/oder vom Schwefelgehalt des Öls der Brennkraftmaschine 10 eine
Schwefelvergiftung auftreten. Die Schwefelvergiftung kann mit einer
geeigneten Zusammensetzung des Abgases beseitigt werden, wobei jedoch
nach derzeitigem Kenntnisstand stets eine vergleichsweise hohe Betriebstemperatur
des Katalysators erforderlich ist, die beispielsweise bei 800°C
liegen kann.
-
Bei
einem Partikelfilter ist in Abhängigkeit vom Beladungszustand
eine Regeneration erforderlich. Im Folgenden wird davon ausgegangen,
dass die Regeneration des Partikelfilters 12 mit einem
Abbrand der Partikel erfolgt. In Abhängigkeit von der Konditionierung
der Partikel, die beispielsweise mit einem Kraftstoffadditiv durchgeführt
werden kann, liegt die Zündtemperatur der Partikel zwischen
beispielsweise 250–550°C.
-
Die
zum Einleiten einer Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung 12 erforderliche
Erhöhung der Betriebstemperatur der Abgasreinigungsvorrichtung 12 kann
durch eine passive und/oder aktive Beheizung der Abgasreinigungsvorrichtung 12 erfolgen.
Eine aktive Beheizung der Abgasreinigungsvorrichtung 12 kann
derart realisiert werden, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 12 eine
katalytisch wirksame Fläche enthält, auf welcher
oxidierbare Bestandteile des Abgases mit dem im Abgasbereich 11 vorhandenen
Restsauerstoff exotherm reagieren. Die oxidierbaren Bestandteile
können bei spielsweise innermotorisch durch eine geeignete
Betriebsart der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden. Zusätzlich
oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die oxidierbaren Bestandteile
unmittelbar in den Abgasbereich 11 stromaufwärts
vor der Abgasreinigungsvorrichtung 12 eingebracht werden.
-
Eine
passive Beheizung sieht eine Erhöhung der Abgastemperatur
im Abgasbereich 11 stromaufwärts vor der Abgasreinigungsvorrichtung 12 vor.
Die Erhöhung der Abgastemperatur kann entsprechend der
Vorgehensweise bei der aktiven Beheizung der Abgasreinigungsvorrichtung 12 erfolgen,
wobei die exotherme Reaktion bereits stromaufwärts vor
der Abgasreinigungsvorrichtung 12 stattfindet. Eine zusätzliche
oder alternative Möglichkeit zur Erhöhung der
Abgastemperatur der Brennkraftmaschine 10 kann durch eine
Verschlechterung des Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine 10 erzielt
werden.
-
Eine
vorzugsweise in einem Steuergerät 20 enthaltene
Beladungsermittlung 21 ermittelt ein Maß m_Par
für den Beladungszustand der Abgasreinigungsvorrichtung 12 mit
wenigstens einer Abgaskomponente und stellt das Maß m_Par
einer Regenerationssteuerung 22 zur Verfügung.
Die Regenerationssteuerung 22 vergleicht das Maß m_Par
für den Beladungszustand mit einem Beladungs-Schwellenwert
m_Lim, der in einer Beladungs-Schwellenwert-Festlegung 23 festgelegt
wird. Wenn das Maß m_Par für den Beladungszustand
der Abgasreinigungsvorrichtung 12 den Beladungs-Schwellenwert m_Lim überschreitet,
gibt die Regenerationssteuerung 22 ein Regenerationssignal
s_Reg aus, welches die Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung 12 eingeleitet.
Wie bereits erwähnt, wird die Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung 12 vorzugsweise durch
eine Temperaturerhöhung der Abgasreinigungsvorrichtung 12 eingeleitet.
-
Die
Einleitung der Regeneration soll von einem Signal einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 abhängen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 versucht, die
Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorgegebene Soll-Geschwindigkeit
v_Sol durch Vergleich der Soll-Geschwindigkeit v_Sol mit einem gemessenen Maß v_Mes
für die Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit zu regeln. Das gemessene
Maß v_Mes für die Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit
wird von einem Geschwindigkeitssensor 25 zur Verfügung
gestellt.
-
Als
ein Signal der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 kann
bereits beispielsweise die Soll-Geschwindigkeit v_Sol herangezogen
werden. Die Soll-Geschwindigkeit v_Sol liegt nur dann vor, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 22 aktiviert
ist.
-
Die
Aktivierung der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 kann
in einem ersten Vergleicher 26 überprüft
werden. Der erste Vergleicher 26 vergleicht die Soll-Geschwindigkeit
v_Sol mit einem ersten Geschwindigkeits-Schwellenwert v_Lim1, der
auf einen beliebigen Wert festgelegt ist, der lediglich größer
null sein muss. Der erste Vergleicher 26 stellt ein Schaltsignal
s_Ei bereit, welches signalisiert, dass die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 aktiviert
ist und dass irgendeine Soll-Geschwindigkeit v_Sol eingeredet werden
soll.
-
Die
Regenerationssteuerung 22 sieht beispielsweise vor, dass
das Regenerationssignal s_Reg nur auftreten soll, wenn gleichzeitig
das Schaltsignal s_Ei vorliegt, das als ein Signal der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 angesehen
wird.
-
Eine
andere Möglichkeit zum Beeinflussen der Einleitung der
Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung 12 sieht eine Überprüfung
der Soll-Geschwindigkeit v_Sol daraufhin vor, ob die vorgegebene
Soll-Geschwindigkeit einen Soll-Geschwindigkeits-Schwellenwert überschreitet.
Der Vergleich erfolgt in einem zweiten Vergleicher 27 mit einem
zweiten Geschwindigkeits-Schwellenwert v_Lim2. Der zweite Vergleicher 27 stellt
in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis der Regenerationssteuerung 22 ein
Geschwindigkeitssignal s_Sol zur Verfügung, welches signalisiert,
dass eine Soll-Geschwindigkeit v_Sol eingeregelt werden soll, die
oberhalb des zweiten Geschwindigkeits-Schwellenwerts v_Lim2 liegt.
Der zweite Geschwindigkeits-Schwellenwert v_Lim2 wird beispielsweise
auf 100 km/h festgelegt. Der zweite Geschwindigkeits-Schwellenwert
v_Lim2 ist auf einen solchen Geschwindigkeits-Schwellenwert v_Lim2
festzulegen, bei welchem davon ausgegangen werden kann, dass für längere
Zeit konstante Betriebsverhältnisse der Brennkraftmaschine 10 bei
einer erhöhten Abgastemperatur erwartet werden können.
-
Die
Regeneration kann demnach eingeleitet werden, wenn das Geschwindigkeitssignal
s_Sol, welches als ein Signal der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 angesehen
wird, vorliegt und das Maß m_Par für den Beladungszustand der
Abgasreinigungsvorrichtung 12 den Beladungs-Schwellenwert
m_Lim überschreitet.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Beeinflussung des Regenerationssignals
s_Reg in Abhängigkeit von einem Signal v_Sol, s_Ei, s_Sol
der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 nur
vorgesehen wird, wenn eine vorgegebene Verzögerungszeit
ti_Del, welche ein Zeitgeber 28 bereitstellt, überschritten wird.
Das Auftreten oder eine Änderung des Signals v_Sol, s_Ei,
s_Sol der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 startet
den Zeitgeber 28. Nach Ablauf der Verzögerungszeit
ti_Del stellt der Zeitgeber 28 ein Freigabesignal Fg bereit,
welches die Beeinflussung des Regenerationssignals s_Reg gestattet.
Die Vorgabe der Verzögerungszeit ti_Del stellt sicher,
dass die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 nicht
nur für eine kurze Zeit, die geringer als die Verzögerungszeit
ti_Del ist, betätigt wurde.
-
Gemäß einer
anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Signal v_Sol,
s_Ei, s_Sol der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 den
Beladungs-Schwellenwert m_Lim ändern kann. Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass bei einem Auftreten des Signals v_Sol,
s_Ei, s_Sol der Fahrzeuggeschwindigkeits Regelungsvorrichtung 24 der
Beladungs-Schwellenwert m_Lim abgesenkt wird. Das bedeutet, dass
die Regeneration der Abgasreinigungsvorrichtung 12 bei
einem niedrigeren Beladungszustand eingeleitet wird, weil davon ausgegangen
werden kann, dass günstige Betriebszustände insbesondere
der Brennkraftmaschine 10 für die Durchführung
der Regeneration vorliegen.
-
Gemäß einer
Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine
Absenkung des Beladungs-Schwellenwerts m_Lim in Abhängigkeit
vom Signal v_Sol, s_Ei, s_Sol der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 nur erlaubt
wird, wenn die vom Zeitgeber 28 festgelegte Verzögerungszeit
ti_Del abgelaufen ist. Auch in diesem Fall stellt die Verzögerungszeit
ti_Del sicher, dass die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungsvorrichtung 24 nicht
nur für eine kurze Zeit, die geringer als die Verzögerungszeit
ti_Del ist, betätigt wurde.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006005505
A1 [0003]
- - DE 102004021373 A1 [0004]
- - DE 19906287 A1 [0005]
- - DE 4309854 A1 [0006]