DE102020103899A1 - Method for operating an internal combustion engine and control unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (10), welcher mit einem Steuergerät (80) in Verbindung steht, in welchem mehrere Steuerungsteilprogramme (Sn) zum Betrieb des Verbrennungsmotors (10) hinterlegt sind, wobei durch einen Betriebsartkoordinator (88) jeweils aus den im Steuergerät (80) hinterlegten Steuerungsteilprogrammen (Sn) ein Steuerungsteilprogramm (Ssel) ausgewählt wird, mit welchem die aktuellen gesetzlichen Rahmenbedingungen und gegebenenfalls weitere Zielgrößen eingehalten werden. Es ist vorgesehen, dass bei einer Mehrzahl von zur Erfüllung der gesetzlichen Rahmenbedingungen möglichen Steuerungsteilprogrammen (Sn) das Steuerungsteilprogramm (Ssel) ausgewählt wird, welches die niedrigsten Betriebskosten verursacht.Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät (80) zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wobei das Steuergerät (80) einen Speicher (90) und eine Recheneinheit (92) aufweist, wobei in dem Speicher (90) ein maschinenlesbarer Programmcode (94) abgelegt ist, und wobei der maschinenlesbare Programmcode (94) bei einer Ausführung durch die Recheneinheit (92) ein solches Verfahren ausführt.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (10) which is connected to a control unit (80) in which several control subprograms (Sn) for operating the internal combustion engine (10) are stored A control subprogram (Ssel) is selected from the control subprograms (Sn) stored in the control unit (80), with which the current legal framework conditions and possibly other target variables are complied with. It is provided that in the case of a plurality of control sub-programs (Sn) possible to meet the legal framework conditions, the control sub-program (Ssel) which causes the lowest operating costs is selected. The invention also relates to a control unit (80) for carrying out such a method, wherein the The control device (80) has a memory (90) and a computing unit (92), a machine-readable program code (94) being stored in the memory (90), and the machine-readable program code (94) being executed by the computing unit (92). carries out such a procedure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie ein Steuergerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine and a control device for carrying out such a method according to the preamble of the independent claims.

Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellen hohe Anforderungen an die motorischen Rohemissionen und die Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren. Dabei stellen die Forderungen nach einem weiter sinkenden Verbrauch und die weitere Verschärfung der Abgasnormen hinsichtlich der zulässigen StickoxidEmissionen eine Herausforderung für die Motorenentwickler dar. Bei Dieselmotoren finden aktuell Abgasnachbehandlungssysteme Verwendung, welche einen Oxidationskatalysator, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Katalysator) sowie einen Partikelfilter zur Abscheidung von Rußpartikeln und gegebenenfalls weitere Katalysatoren, insbesondere einen NOx-Speicherkatalysator, aufweisen. Als Reduktionsmittel für den SCR-Katalysator wird dabei bevorzugt Ammoniak verwendet. Weil der Umgang mit reinem Ammoniak aufwendig ist, wird bei Fahrzeugen üblicherweise eine synthetische, wässrige Harnstofflösung verwendet, die in einer dem SCR-Katalysator vorgeschalteten Mischeinrichtung mit dem heißen Abgasstrom vermischt wird. Durch diese Vermischung wird die wässrige Harnstofflösung erhitzt, wobei die wässrige Harnstofflösung Ammoniak im Abgaskanal freisetzt. Eine handelsübliche, wässrige Harnstofflösung setzt sich im Allgemeinen aus 32,5 % Harnstoff und 67,5 % Wasser zusammen.The current exhaust gas legislation, and one that will become increasingly strict in the future, place high demands on the engine-related raw emissions and the exhaust gas aftertreatment of internal combustion engines. The demands for a further decrease in consumption and the further tightening of the exhaust gas standards with regard to the permissible nitrogen oxide emissions represent a challenge for the engine developers. Exhaust aftertreatment systems are currently used in diesel engines, which use an oxidation catalytic converter, a catalytic converter for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides (SCR catalytic converter). as well as a particle filter for separating soot particles and optionally further catalysts, in particular a NO x storage catalyst. Ammonia is preferably used as the reducing agent for the SCR catalytic converter. Because dealing with pure ammonia is complex, a synthetic, aqueous urea solution is usually used in vehicles, which is mixed with the hot exhaust gas flow in a mixing device upstream of the SCR catalytic converter. As a result of this mixing, the aqueous urea solution is heated, the aqueous urea solution releasing ammonia in the exhaust gas duct. A commercially available, aqueous urea solution generally consists of 32.5% urea and 67.5% water.

Um den Verbrennungsmotor optimal auf die jeweilige Betriebssituation einzustellen, sind in dem Steuergerät unterschiedliche Betriebsarten hinterlegt. Dabei wird von einem Betriebsartenkoordinator in Abhängigkeit eines definierten Fahrzyklus jeweils diejenige Betriebsart ausgewählt, welche in diesem Fahrzyklus als optimal bezüglich der Emissionen, des Fahrkomforts, der Leistung oder weiterer Zielwerte angesehen wird.In order to optimally adjust the internal combustion engine to the respective operating situation, different operating modes are stored in the control unit. The operating mode coordinator selects that operating mode as a function of a defined driving cycle which is considered to be optimal in this driving cycle with regard to emissions, driving comfort, performance or other target values.

Aus der DE 10 2016 112 610 B4 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Brennkraftmaschine zumindest ein Steuergerät, zumindest eine Abgasnachbehandlungseinrichtung und zumindest eine Abgasrückführeinrichtung aufweist, welches folgende Schritte umfasst: Bereitstellen von zumindest einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine an ein Eingangsinterface; Ermitteln der aktuellen und/oder Langzeitemissions- und/oder Verbrauchswerte aus den bereitgestellten Betriebsparametern in einem Datenerhebungsblock; Ermitteln zumindest eines Zielwerts eines Brennkraftmaschinenparameters anhand der Werte aus dem Datenerhebungsblock in einem Zielwertdefinitionsblock; Priorisieren der ermittelten Zielwerte unter Berücksichtigung der ermittelten Emissions- und/oder Verbrauchswerte in einem Priorisierungsblock; Ermitteln zumindest einer Brennkraftmaschinenstellgröße anhand der Abweichung zwischen den Werten und durch die Zielwerte abgeschätzten Emissions- und/oder -verbrauchswerten gemäß der Priorisierung in einem Abgleichungsblock und Übergeben zumindest einer Brennkraftmaschinenstellgröße an ein Ausgangsinterface.From the DE 10 2016 112 610 B4 a method for operating an internal combustion engine is known, the internal combustion engine having at least one control device, at least one exhaust gas aftertreatment device and at least one exhaust gas recirculation device, which comprises the following steps: providing at least one operating parameter of the internal combustion engine to an input interface; Determining the current and / or long-term emission and / or consumption values from the operating parameters provided in a data collection block; Determining at least one target value of an internal combustion engine parameter on the basis of the values from the data collection block in a target value definition block; Prioritizing the determined target values taking into account the determined emission and / or consumption values in a prioritization block; Determining at least one internal combustion engine manipulated variable based on the deviation between the values and the emission and / or consumption values estimated by the target values according to the prioritization in a comparison block and transferring at least one internal combustion engine manipulated variable to an output interface.

Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass dazu eine hohe Rechenleistung benötigt wird. Zudem führt eine feste Zuordnung jedes Betriebspunktes in einem Kennfeld zu jeweils einem Steuerungsteilprogramm dazu, dass gegebenenfalls ein erhöhter Kraftstoffverbrauch in Kauf genommen wird, obwohl dieser durch einen Wechsel der Betriebsart nicht notwendig wäre.A disadvantage of this method, however, is that it requires a high level of computing power. In addition, a fixed assignment of each operating point in a characteristic map to a respective control subroutine means that increased fuel consumption may be accepted, although this would not be necessary due to a change in the operating mode.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mit vergleichsweise geringem Aufwand aus den im Steuergerät hinterlegten Betriebsarten jeweils die kostengünstigste Betriebsart auszuwählen, welche die gesetzlichen Rahmenanforderungen, insbesondere die Anforderungen an Abgas- oder Schallemissionen, erfüllt.The invention is now based on the object of selecting the most cost-effective operating mode from the operating modes stored in the control unit with comparatively little effort, which meets the legal framework requirements, in particular the requirements for exhaust gas or noise emissions.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, welcher mit einem Steuergerät in Verbindung steht, in welchem mehrere Steuerungsteilprogramme zum Betrieb des Verbrennungsmotors hinterlegt sind, gelöst. Dabei wählt ein Betriebsartkoordinator jeweils aus den im Steuergerät hinterlegten Steuerungsteilprogrammen ein Steuerungsteilprogramm aus, mit welchem die aktuellen gesetzlichen Rahmenbedingungen und gegebenenfalls weitere Zielgrößen eingehalten werden. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass bei einer Mehrzahl von zur Erfüllung der gesetzlichen Rahmenbedingungen möglichen Steuerungsteilprogrammen das Steuerungsteilprogramm ausgewählt wird, welches die niedrigsten Betriebskosten verursacht. Dabei ist jeder Betriebsart des Verbrennungsmotors ein Steuerungsteilprogramm in dem Steuergerät des Verbrennungsmotors hinterlegt, sodass in Abhängigkeit von der ausgewählten Betriebsart das entsprechende Steuerungsteilprogramm ausgeführt werden kann. Der Betriebsartenkoordinator ist als Softwarefunktion in dem Steuergerät des Verbrennungsmotors hinterlegt. Dadurch können die Betriebskosten für den Fahrer gesenkt werden.According to the invention, this object is achieved by a method for operating an internal combustion engine which is connected to a control device in which several control sub-programs for operating the internal combustion engine are stored. An operating mode coordinator selects a control subprogram from the control subprograms stored in the control device, with which the current legal framework conditions and, if necessary, other target variables are complied with. According to the invention, it is provided that in the case of a plurality of control sub-programs that are possible to meet the legal framework conditions, the control sub-program which causes the lowest operating costs is selected. For each operating mode of the internal combustion engine, a control sub-program is stored in the control unit of the internal combustion engine, so that the corresponding control sub-program can be executed as a function of the selected operating mode. The operating mode coordinator is stored as a software function in the control unit of the internal combustion engine. This can reduce the operating costs for the driver.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten weiteren Merkmale sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens zum Betrieben eines Verbrennungsmotors möglich.The further features listed in the dependent claims allow advantageous further developments and improvements of the method for operating an internal combustion engine specified in the independent claim.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das entsprechende Steuerungsteilprogramm ausgewählt wird, welches den geringsten Kraftstoffverbrauch an diesem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors aufweist. Durch die Auswahl des Steuerungsteilprogramms mit dem geringsten Kraftstoffverbrauch können die Kohlenstoffdioxidemissionen des Kraftfahrzeuges verringert werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the corresponding subprogram is selected which has the lowest fuel consumption at this operating point of the internal combustion engine. By selecting the control sub-program with the lowest fuel consumption, the carbon dioxide emissions of the motor vehicle can be reduced.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das entsprechende Steuerungsteilprogramm ausgewählt wird, welches den geringsten Hilfsbetriebsmittelverbrauch, insbesondere den geringsten Verbrauch an wässriger Harnstofflösung zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden, an diesem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors aufweist. Dadurch ist selteneres Nachfüllen von wässriger Harnstofflösung notwendig.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the corresponding control subprogram is selected which has the lowest consumption of auxiliary resources, in particular the lowest consumption of aqueous urea solution for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides, at this operating point of the internal combustion engine. This means that it is necessary to refill with aqueous urea solution less frequently.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Auswahl des entsprechenden Steuerungsteilprogramms durch den Betriebsartenkoordinator zum Abgastemperaturmanagement des Verbrennungsmotors eingesetzt wird. Durch ein Abgastemperaturmanagement kann sichergestellt werden, dass die Abgasnachbehandlungskomponenten stets in einem Temperaturbereich betrieben werden, in welchem eine maximale Konvertierung der im Abgasstrom des Verbrennungsmotors enthaltenen Schadstoffe erfolgt. Insbesondere können dabei ein SCR-Katalysator und/oder ein Partikelfilter mit einer Beschichtung zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einem Betriebstemperaturbereich gehalten werden, in dem eine besonders effiziente Konvertierung der Stickoxidemissionen des Verbrennungsmotors möglich ist.In an advantageous embodiment of the method it is provided that the selection of the corresponding control subprogram by the operating mode coordinator is used for exhaust gas temperature management of the internal combustion engine. Exhaust gas temperature management can ensure that the exhaust gas aftertreatment components are always operated in a temperature range in which a maximum conversion of the pollutants contained in the exhaust gas flow of the internal combustion engine takes place. In particular, an SCR catalytic converter and / or a particle filter with a coating for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides can be kept in an operating temperature range in which a particularly efficient conversion of the nitrogen oxide emissions of the internal combustion engine is possible.

In einer weiteren Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass für jedes Steuerungsteilprogramm eine Kostenfunktion in dem Steuergerät des Verbrennungsmotors hinterlegt ist. Durch eine Kostenfunktion sind unterschiedliche Steuerungsteilprogramme quantitativ miteinander vergleichbar, sodass für jede Fahrsituation das kostenoptimale Steuerungsteilprogramm ausgewählt werden kann.In a further improvement of the method it is provided that a cost function is stored in the control unit of the internal combustion engine for each control sub-program. A cost function enables different control sub-programs to be quantitatively compared with one another, so that the most cost-effective control sub-program can be selected for each driving situation.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Kostenfunktion Aktivierungskosten für die Aktivierung des Steuerungsteilprogramms sowie Betriebskosten für die Durchführung des Steuerungsteilprogramms umfasst. Unterschiedliche Betriebsarten und somit die Ausführung unterschiedlicher Steuerungsteilprogramme führen zu unterschiedlichen Betriebskosten. Dabei kann das Aktivieren einer Betriebsart zu zusätzlichen Kosten führen, welche sich von den Kosten der weiteren Durchführung der Betriebsart stark unterscheiden. Somit sollen diese Aktivierungskosten neben den Betriebskosten bei der Durchführung der jeweiligen Betriebsart berücksichtigt werden. Somit ist eine weitere Verbesserung des Betriebsartenkoordinators möglich.It is particularly preferred if the cost function includes activation costs for activating the control sub-program and operating costs for executing the control sub-program. Different operating modes and thus the execution of different control subprograms lead to different operating costs. The activation of an operating mode can lead to additional costs, which differ greatly from the costs of the further implementation of the operating mode. Thus, these activation costs should be taken into account in addition to the operating costs when performing the respective operating mode. A further improvement of the operating mode coordinator is thus possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Steuerungsteilprogramm mit den geringsten Betriebskosten auf Basis einer Prädiktion der Aktivitätsdauer des gewählten Steuerungsteilprogramms ausgewählt wird. Kann auf Basis prädikativer Daten vorhergesagt werden, wie der Verbrennungsmotor in der bevorstehenden Betriebsphase voraussichtlich betrieben werden soll, können die entsprechenden Steuerungsteilprogramme im Vorfeld ausgewählt und im Ablauf entsprechend derart koordiniert werden, dass die maximale Effizienz des Verbrennungsmotors erreicht wird. Dadurch können die Betriebskosten und insbesondere der Kraftstoffverbrauch reduziert werden.In a preferred embodiment of the method it is provided that the control sub-program with the lowest operating costs is selected on the basis of a prediction of the duration of activity of the selected control sub-program. If, on the basis of predictive data, it can be predicted how the internal combustion engine is likely to be operated in the upcoming operating phase, the corresponding control sub-programs can be selected in advance and coordinated accordingly in the process in such a way that the maximum efficiency of the internal combustion engine is achieved. As a result, the operating costs and, in particular, the fuel consumption can be reduced.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Auswahl des Steuerungsteilprogramms auf Basis einer Statistik von durch den Fahrer ausgeführten Fahrzyklen und/oder Fahrsituationen ermittelt wird. Sind die Fahrgewohnheiten des Fahrers bekannt, können auf Basis der wahrscheinlich absolvierten Strecke und/oder der wahrscheinlich zu erwartenden Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor die geeigneten Betriebsarten und somit die entsprechenden Steuerungsteilprogramme ausgewählt werden, um die Betriebskosten des Verbrennungsmotors zu minimieren.It is particularly preferred if the selection of the control sub-program is determined on the basis of statistics from driving cycles and / or driving situations carried out by the driver. If the driving habits of the driver are known, the suitable operating modes and thus the corresponding subprograms can be selected on the basis of the route likely to be covered and / or the likely expected power demand on the internal combustion engine in order to minimize the operating costs of the internal combustion engine.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Berechnung des durch ein Modell der Fahrsituation und der daraus resultierenden Verläufe der Betriebsparameter und/oder durch eine Abschätzung aus prädikativen Streckendaten für die geplante Fahrstecke erfolgt. Wurde durch das Navigationssystem eine geplante Route ermittelt, so kann auf Basis der zu erwartenden Rahmenbedingen, beispielsweise der ausgewählten Straßen, der Topographie und der Verkehrsdichte ermittelt werden, wann welche Betriebsart besonders vorteilhaft ist. So kann beispielsweise eine Regeneration des Partikelfilters während einer längeren Hochlastphase geplant werden, sodass zusätzliche Heizmaßnahmen zum Aufheizen des Partikelfilters auf seine Regenerationstemperatur entfallen oder zumindest stark eingeschränkt werden können.In an advantageous further development of the method, it is provided that a calculation of the operating parameters using a model of the driving situation and the resulting courses of the operating parameters and / or an estimation from predictive route data for the planned route takes place. If a planned route has been determined by the navigation system, it can be determined on the basis of the general conditions to be expected, for example the selected roads, the topography and the traffic density, when which operating mode is particularly advantageous. For example, a regeneration of the particle filter can be planned during a longer high-load phase so that additional heating measures for heating the particle filter to its regeneration temperature can be omitted or at least severely restricted.

Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wobei das Steuergerät einen Speicher und eine Recheneinheit aufweist, wobei in dem Speicher ein maschinenlesbarer Programmcode abgelegt ist, und wobei der maschinenlesbare Programmcode bei einer Ausführung durch die Recheneinheit ein solches Verfahren ausführt.Another aspect of the invention relates to a control device for performing such a method, the control device having a memory and a computing unit, a machine-readable program code being stored in the memory, and the machine-readable program code executing such a method when executed by the computing unit.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungsmotors;
  • 2 ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor sowie einem Steuergerät, welches dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors durchzuführen;
  • 3 ein Ablaufdiagramm zur Auswahl des kostenoptimalen Steuerungsteilprogramms durch den Betriebsartenkoordinator;
  • 4 ein Bewertungsschema zur Auswahl des kostenoptimalen Steuerungsteilprogramms;
  • 5 eine Kostenfunktion beim Betrieb des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von dem ausgewählten Steuerungsteilprogramm; und
  • 6 ein weiteres Ablaufdiagramm zur Auswahl einer kostenoptimalen Betriebsart des Verbrennungsmotors und des dazugehörigen Steuerungsteilprogramms durch den Betriebsartenkoordinator.
The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of an internal combustion engine for performing a method according to the invention for operating an internal combustion engine;
  • 2 a motor vehicle with an internal combustion engine and a control device which is set up to carry out a method according to the invention for operating an internal combustion engine;
  • 3 a flowchart for the selection of the most cost-effective control subprogram by the operating mode coordinator;
  • 4th an evaluation scheme for selecting the most cost-effective control sub-program;
  • 5 a cost function in the operation of the internal combustion engine as a function of the selected control subroutine; and
  • 6th a further flow chart for the selection of a cost-optimal operating mode of the internal combustion engine and the associated control subprogram by the operating mode coordinator.

1 zeigt die schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 10 mit einem Luftversorgungssystem 20 und einer Abgasanlage 40. Der Verbrennungsmotor 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein direkteinspritzender Dieselmotor und weist mehrere Brennräume 12 auf. An den Brennräumen 12 ist jeweils ein Kraftstoffinjektor 14 zur Einspritzung eines Kraftstoffes in den jeweiligen Brennraum 12 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit seinem Einlass 16 mit einem Luftversorgungssystem 20 und mit seinem Auslass 18 mit einer Abgasanlage 40 verbunden. Der Verbrennungsmotor 10 umfasst ferner eine HochdruckAbgasrückführung 34 mit einem Abgasrückführungskanal 36 und einem Hochdruck-Abgasrückführungsventil 38, über welches ein Abgas des Verbrennungsmotors 10 von dem Auslass 18 zum Einlass 16 zurückgeführt werden kann. An den Brennräumen 12 sind Einlassventile und Auslassventile angeordnet, mit welchen eine fluidische Verbindung vom Luftversorgungssystem 20 zu den Brennräumen 12 oder von den Brennräumen 12 zur Abgasanlage 40 geöffnet oder verschlossen werden kann. 1 shows the schematic representation of an internal combustion engine 10 with an air supply system 20th and an exhaust system 40 . The internal combustion engine 10 is in this embodiment a direct injection diesel engine and has several combustion chambers 12th on. At the combustion chambers 12th is a fuel injector each 14th for injecting a fuel into the respective combustion chamber 12th arranged. The internal combustion engine 10 is with his inlet 16 with an air supply system 20th and with its outlet 18th with an exhaust system 40 tied together. The internal combustion engine 10 further comprises a high pressure exhaust gas recirculation 34 with an exhaust gas recirculation duct 36 and a high pressure EGR valve 38 , via which an exhaust gas from the internal combustion engine 10 from the outlet 18th to the inlet 16 can be traced back. At the combustion chambers 12th inlet valves and outlet valves are arranged, with which a fluidic connection from the air supply system 20th to the combustion chambers 12th or from the combustion chambers 12th to the exhaust system 40 can be opened or closed.

Das Luftversorgungssystem 20 umfasst einen Ansaugkanal 28, in welchem in Strömungsrichtung von Frischluft durch den Ansaugkanal 28 ein Luftfilter 22, stromabwärts des Luftfilters 22 ein Luftmassenmesser 24, insbesondere ein Heißfilmluftmassenmesser, stromabwärts des Luftmassenmessers 24 ein Verdichter 26 eines Abgasturboladers 60, stromabwärts des Verdichters 26 eine Drosselklappe 30 und weiter stromabwärts ein Ladeluftkühler 32 angeordnet sind. Dabei kann der Luftmassenmesser 24 auch in einem Filtergehäuse des Luftfilters 22 angeordnet sein, sodass der Luftfilter 22 und der Luftmassenmesser 24 eine Baugruppe ausbildet. Stromabwärts des Luftfilters 22 und stromaufwärts des Verdichters 26 ist eine Einmündung vorgesehen, an welcher eine Abgasrückführungsleitung 76 einer Niederdruck-Abgasrückführung 70 in den Ansaugkanal 28 mündet.The air supply system 20th includes an intake duct 28 , in which in the direction of flow of fresh air through the intake duct 28 an air filter 22nd , downstream of the air filter 22nd an air mass meter 24 , in particular a hot film air mass meter, downstream of the air mass meter 24 a compressor 26th of an exhaust gas turbocharger 60 , downstream of the compressor 26th a throttle 30th and further downstream an intercooler 32 are arranged. The air mass meter can do this 24 also in a filter housing of the air filter 22nd be arranged so that the air filter 22nd and the air mass meter 24 forms an assembly. Downstream of the air filter 22nd and upstream of the compressor 26th a junction is provided at which an exhaust gas recirculation line 76 a low pressure exhaust gas recirculation 70 in the intake duct 28 flows out.

Die Abgasanlage 40 umfasst einen Abgaskanal 42, in welchem in Strömungsrichtung eines Abgases des Verbrennungsmotors 10 durch den ersten Abgaskanal 42 eine Turbine 44 des Abgasturboladers 60 angeordnet ist, welche den Verdichter 26 im Luftversorgungssystem 20 über eine Welle antreibt. Der Abgasturbolader 60 ist vorzugsweise als Abgasturbolader 36 mit variabler Turbinengeometrie ausgeführt. Dazu sind einem Turbinenrad der Turbine 44 verstellbare Leitschaufeln vorgeschaltet, über welche die Anströmung des Abgases auf die Schaufeln der Turbine 44 variiert werden kann. Stromabwärts der Turbine 44 sind mehrere Abgasnachbehandlungskomponenten 46, 48, 52, 56, 58 vorgesehen. Dabei ist unmittelbar stromabwärts der Turbine 44 als erste Komponente der Abgasnachbehandlung ein Oxidationskatalysator 46 oder ein NOx-Speicherkatalysator 82 angeordnet. Dem Oxidationskatalysator 46 oder dem NOx-Speicherkatalysator 82 folgt in Strömungsrichtung des Abgases des Verbrennungsmotors 10 ein Partikelfilter 48, welcher vorzugsweise mit einer Beschichtung 52 zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Beschichtung) versehen ist. Stromabwärts des Partikelfilters 48 sind ein SCR-Katalysator 56 und weiter stromabwärts ein Ammoniak-Sperrkatalysator 58 vorgesehen, welcher einen Austritt von unverbrauchtem Ammoniak verhindert und das unverbrauchte Ammoniak in molekularen Stickstoff und Wasserdampf konvertiert.The exhaust system 40 includes an exhaust duct 42 , in which in the flow direction of an exhaust gas of the internal combustion engine 10 through the first exhaust duct 42 a turbine 44 of the exhaust gas turbocharger 60 is arranged, which the compressor 26th in the air supply system 20th drives over a shaft. The exhaust gas turbocharger 60 is preferably used as an exhaust gas turbocharger 36 designed with variable turbine geometry. To do this are a turbine wheel of the turbine 44 adjustable guide vanes are connected upstream, via which the flow of the exhaust gas onto the blades of the turbine 44 can be varied. Downstream of the turbine 44 are several exhaust aftertreatment components 46 , 48 , 52 , 56 , 58 intended. This is immediately downstream of the turbine 44 the first component of exhaust gas aftertreatment is an oxidation catalytic converter 46 or a NOx storage catalytic converter 82 is arranged. The oxidation catalyst 46 or the NOx storage catalytic converter 82 follows in the flow direction of the exhaust gas of the internal combustion engine 10 a particulate filter 48 , which is preferably with a coating 52 is provided for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides (SCR coating). Downstream of the particulate filter 48 are an SCR catalytic converter 56 and further downstream, an ammonia barrier catalyst 58 provided, which prevents the escape of unused ammonia and converts the unused ammonia into molecular nitrogen and water vapor.

Stromabwärts des Partikelfilters 48 und stromaufwärts des ersten SCR-Katalysators 56 ist in dem Abgaskanal 42 eine Abgasklappe 78 vorgesehen, mit welcher der Querschnitt des Abgaskanals 42 zumindest teilweise versperrt werden kann, um den Abgasgegendruck im Abgaskanal 42 zu erhöhen. Stromabwärts des Partikelfilters 48 und stromaufwärts der Abgasklappe 78 ist am Abgaskanal 42 eine Verzweigung 68 vorgesehen, an welcher eine Abgasrückführungsleitung 76 einer Abgasrückführung 70 aus dem Abgaskanal 42 abzweigt.Downstream of the particulate filter 48 and upstream of the first SCR catalyst 56 is in the exhaust duct 42 an exhaust flap 78 provided with which the cross section of the exhaust duct 42 can be at least partially blocked to reduce the exhaust gas back pressure in the exhaust gas duct 42 to increase. Downstream of the particulate filter 48 and upstream of the exhaust flap 78 is on the exhaust duct 42 a branch 68 provided on which an exhaust gas recirculation line 76 an exhaust gas recirculation 70 from the exhaust duct 42 branches off.

Die Abgasrückführung 70 umfasst neben der Abgasrückführungsleitung 76 einen Abgasrückführungskühler 72 und ein Abgasrückführungsventil 74, über welches die Abgasrückführung durch die Abgasrückführungsleitung 76 steuerbar ist. An der Abgasrückführungsleitung 76 der Abgasrückführung 70 kann ein Temperatursensor vorgesehen sein, über welchen eine Abgastemperatur in der Abgasrückführung 70 ermittelt werden kann, um die Abgasrückführung 70 zu aktivieren, sobald die Abgastemperatur in der Abgasrückführung 70 einen definierten Schwellenwert überschritten hat. Somit kann verhindert werden, dass Wasserdampf oder im Abgas enthaltenes Reduktionsmittel zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden, insbesondere flüssige Harnstofflösung, auskondensiert und in der Abgasrückführung 70 oder im Luftversorgungssystem 20 zu Beschädigungen oder Ablagerungen führt.The exhaust gas recirculation 70 includes in addition to the exhaust gas recirculation line 76 an exhaust gas recirculation cooler 72 and an exhaust gas recirculation valve 74 , via which the exhaust gas recirculation through the exhaust gas recirculation line 76 is controllable. On the exhaust gas recirculation line 76 the exhaust gas recirculation 70 A temperature sensor can be provided via which an exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation 70 can be determined to the exhaust gas recirculation 70 to activate as soon as the exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation 70 has exceeded a defined threshold. It can thus be prevented that water vapor or reducing agent contained in the exhaust gas for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, in particular liquid urea solution, condenses out and in the exhaust gas recirculation 70 or in the air supply system 20th leads to damage or deposits.

In der Abgasanlage 40 ist stromabwärts des ersten SCR-Katalysators 56 und stromaufwärts des zweiten SCR-Katalysators 58 ein Kombisensor 64 vorgesehen, mit welchem die Stickoxidkonzentration und die Ammoniakkonzentration stromabwärts des ersten SCR-Katalysators 56 ermittelt werden können. Ferner kann in der Abgasanlage ein Temperatursensor 62 vorgesehen sein, mit welchem eine Abgastemperatur in der Abgasanlage 40 überwacht werden kann, um eine effektive und effiziente Abgasnachbehandlung des Abgases des Verbrennungsmotors 10 zu ermöglichen. Ferner sind Differenzdrucksensoren 66 vorgesehen, um eine Druckdifferenz über dem Partikelfilter 48 zu bestimmen. Auf diese Weise kann der Beladungszustand des Partikelfilters 48 ermittelt und bei Überschreiten eines definierten Beladungsniveaus eine Regeneration des Partikelfilters 48 eingeleitet werden. Ferner ist am Abgaskanal 42 mindestens ein Dosiermodul 50,54 vorgesehen, um ein Reduktionsmittel, insbesondere wässrige Harnstofflösung, stromaufwärts der beiden SCR-Katalysators 52, 56 in den Abgaskanal 42 einzudosieren. Dabei ist ein erstes Dosierventil 54 vorgesehen, welches stromabwärts der Verzweigung 68 und stromaufwärts des SCR-Katalyators 56 Reduktionsmittel, insbesondere wässrige Harnstofflösung in den Abgaskanal 42 eindosiert. Ferner ist ein weiteres Dosierventil 50 vorgesehen, mit welchem das Reduktionsmittel stromabwärts des Oxidationskatalysators 46 oder des NOx-Speicherkatalysators 82 und stromaufwärts des Partikelfilters 48 in den Abgaskanal 42 eingebracht wird. Im Abgaskanal 42 können jeweils stromabwärts des jeweiligen Dosierventils 50, 54 Mischelemente angeordnet sein, um eine Vermischung des Reduktionsmittels mit dem Abgas des Verbrennungsmotors 10 zu begünstigen.In the exhaust system 40 is downstream of the first SCR catalyst 56 and upstream of the second SCR catalyst 58 a combination sensor 64 provided, with which the nitrogen oxide concentration and the ammonia concentration downstream of the first SCR catalyst 56 can be determined. A temperature sensor can also be installed in the exhaust system 62 be provided with which an exhaust gas temperature in the exhaust system 40 can be monitored to ensure effective and efficient exhaust gas aftertreatment of the exhaust gas of the internal combustion engine 10 to enable. There are also differential pressure sensors 66 provided to create a pressure difference across the particulate filter 48 to determine. In this way, the loading status of the particle filter 48 and a regeneration of the particle filter when a defined load level is exceeded 48 be initiated. It is also on the exhaust duct 42 at least one metering module 50, 54 is provided to add a reducing agent, in particular aqueous urea solution, upstream of the two SCR catalytic converters 52 , 56 in the exhaust duct 42 to be dosed. There is a first metering valve 54 provided, which is downstream of the junction 68 and upstream of the SCR catalyst 56 Reducing agent, in particular aqueous urea solution, into the exhaust duct 42 dosed. There is also another metering valve 50 provided with which the reducing agent downstream of the oxidation catalyst 46 or of the NOx storage catalytic converter 82 and upstream of the particulate filter 48 in the exhaust duct 42 is introduced. In the exhaust duct 42 can each downstream of the respective metering valve 50 , 54 Mixing elements can be arranged to allow the reducing agent to be mixed with the exhaust gas of the internal combustion engine 10 to favor.

Der Verbrennungsmotor 10 ist mit einem Motorsteuergerät 80 verbunden, welches über nicht dargestellte Signalleitungen mit dem Kombisensor 64, den Druck- und Temperatursensoren 62, 66, mit den Kraftstoffinjektoren 14 des Verbrennungsmotors 10 sowie mit den Steuereinrichtungen 24, 30 des Luftversorgungssystems 20 verbunden ist. Das Motorsteuergerät 80 weist mindestens einen Speicher 90 und mindestens eine Recheneinheit 92 auf. In dem Speicher 90 ist ein Programmcode 94 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 10 abgelegt. Der Programmcode 94 umfasst mehrere Steuerungsteilprogramme (S1, S2, S3, ..., Sn) zur Durchführung unterschiedlicher Betriebsarten des Verbrennungsmotors 10. Ferner ist auf dem Motorsteuergerät 80 ein Betriebsartenkoordinator 88 hinterlegt, welcher die zur Erfüllung der gesetzlichen Rahmenbedingungen und sonstigen Zielerreichung kostenoptimale Betriebsart des Verbrennungsmotors 10 und das dazugehörige Steuerungsteilprogramm Ssel auswählt.The internal combustion engine 10 is with an engine control unit 80 connected, which via signal lines, not shown, with the combination sensor 64 , the pressure and temperature sensors 62 , 66 , with the fuel injectors 14th of the internal combustion engine 10 as well as with the control devices 24 , 30th of the air supply system 20th connected is. The engine control unit 80 has at least one memory 90 and at least one processing unit 92 on. In the memory 90 is a program code 94 to control the internal combustion engine 10 filed. The program code 94 comprises several control sub-programs (S 1 , S 2 , S 3 , ..., S n ) for performing different operating modes of the internal combustion engine 10 . It is also on the engine control unit 80 an operating mode coordinator 88 which is the most cost-effective operating mode of the internal combustion engine to meet the legal framework conditions and other target achievement 10 and selects the associated control subprogram S sel.

In 2 ist ein Kraftfahrzeug 100 mit einem Verbrennungsmotor 10 dargestellt. Dabei ist der Verbrennungsmotor 10 mit seinem Auslass 18 mit einer Abgasanlage 40 verbunden, welche vorzugsweise wie in 1 beschrieben ausgeführt ist. Die Abgasanlage 40 umfasst mehrere Abgasnachbehandlungskomponenten 46, 48, 56, 58. Das Kraftfahrzeug 100 weist ferner ein Navigationsgerät 84 auf, mit welchem eine Route zu einem bestimmten Zielort berechnet werden kann. Ferner weist das Kraftfahrzeug 100 ein Datentransfersystem 86, insbesondere eine Antenne und/oder einen GPS-Empfänger auf, um Daten zu empfangen, welche Einfluss auf die geplante Fahrstecke haben können.In 2 is a motor vehicle 100 with an internal combustion engine 10 shown. Here is the internal combustion engine 10 with its outlet 18th with an exhaust system 40 connected, which preferably as in 1 is carried out as described. The exhaust system 40 comprises several exhaust aftertreatment components 46 , 48 , 56 , 58 . The car 100 also has a navigation device 84 with which a route to a specific destination can be calculated. Furthermore, the motor vehicle 100 a data transfer system 86 , in particular an antenna and / or a GPS receiver, in order to receive data that can influence the planned route.

In 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Auswahl des kostenoptimalen Steuerungsteilprogramms Ssel durch den Betriebsartenkoordinator 88 dargestellt. Dabei wird aus drei an einem Betriebspunkt BP zur Zielerreichung ausführbaren Steuerungsteilprogrammen S1, S2, S3 durch den Betriebsartenkoordinator 88 das Steuerungsteilprogramm Ssel ausgewählt, welches die geringsten Betriebskosten und insbesondere den geringsten Kraftstoffverbrauch verursacht. Dabei berücksichtigt der Betriebsartenkoordinator 88 bei der Auswahl des Steuerungsteilprogramms Ssel die aktuellen Zielwerte zist, die aktuellen Betriebskosten kist und die aktuellen Nebenbedingungen Nist.In 3 is a flowchart for the selection of the most cost-effective control subroutine S sel by the mode coordinator 88 shown. In this case, three partial control programs S 1 , S 2 , S 3 that can be executed at an operating point BP to achieve the goal are generated by the operating mode coordinator 88 the control sub- program S sel selected, which causes the lowest operating costs and in particular the lowest fuel consumption. The operating mode coordinator takes this into account 88 in the selection of the control program unit S sel the current target value is z, the current operating cost is k and the current constraints N.

In 4 ist ein Bewertungsschema zur Auswahl des kostenoptimalen Steuerungsteilprogramms Ssel dargestellt. Dabei hat der Betriebsartenkoordinator 88 grundsätzlich die Aufgabe einen bestmöglichen Kompromiss zwischen Zielwerten und Kosten zu erzielen und die dazugehörige Betriebsart sowie das Steuerungsteilprogramm Ssel auszuwählen. Für alle hier zur Auswahl stehenden Betriebsarten BA2, BA5 wurde bereits geprüft, dass die Zielwert- und Nebenbedingungsanforderungen erfüllt sind. Basierend auf dieser Vorauswahl und den zu den Betriebsarten BA2 und BA5 gehörigen Kostenfunktionen wird nun die Betriebsart mit den geringsten Betriebskosten und das dazugehörige Steuerungsteilprogramm Ssel ausgewählt.In 4th an evaluation scheme for selecting the most cost-effective control sub-program S sel is shown. The operating mode coordinator has 88 basically the task of achieving the best possible compromise between target values and costs and selecting the associated operating mode and the control sub-program S sel. For all operating modes BA2, BA5 available for selection here, it has already been checked that the target value and secondary conditions are met. Based on this preselection and the cost functions associated with operating modes BA2 and BA5, the operating mode with the lowest is now Operating costs and the associated control sub- program S sel selected.

5 zeigt eine Kostenfunktion beim Betrieb des Verbrennungsmotors 10 in Abhängigkeit von dem ausgewählten Steuerungsteilprogramm Ssel und den dazugehörigen Kosten- und Zielwertverlauf. Dabei ist der momentane Kosten-Istwert kist über die zurückgelegte Strecke s dargestellt. Die Kostenfunktion K berücksichtigt dabei die Aktivierungskosten Kinv für die Aktivierung eines Steuerungsteilprogramms Sn 5 shows a cost function in the operation of the internal combustion engine 10 depending on the selected control sub-program S sel and the associated cost and target value curve. The current actual cost value kist is shown over the distance s covered. The cost function K takes into account the activation costs K inv for the activation of a control sub-program S n

6 zeigt schematisch einen Algorithmus zur Auswahl der kostenoptimalen Betriebsart und des dazugehörigen Steuerungsteilprogramms Ssel. In einem Verfahrensschritt I wird die zu fahrende Strecke Sp des Kraftfahrzeugs 100 auf Basis einer Prädikation, beispielsweise durch die Daten des Navigationssystems 84, ermittelt. Dabei werden insbesondere die zu erwartende Drehzahl ne und das erwartete Drehmoment Me des Verbrennungsmotors 10 ermittelt. In einem Verfahrensschritt II werden die Kosten, Zielwerte und Nebenbedingungen für die in Frage kommenden Betriebsarten und Steuerungsteilprogramme Sn ermittelt. In einem Verfahrensschritt III wird überprüft, ob für die in Frage kommenden Betriebsarten und Steuerungsteilprogramme zu erwarten ist, dass die Nebenwirkungen N unterhalb des Grenzwertes liegen werden. In einem Verfahrensschritt IV wird dann auf Basis der Kosten, Zielwerte und Nebenbedingungen die entsprechend kostengünstigste Betriebsart des Verbrennungsmotors 10 und das dazugehörige Steuerungsteilprogramm Ssel ausgewählt. 6th shows schematically an algorithm for selecting the most cost-effective operating mode and the associated control sub-program S sel . In a method step I, the distance Sp to be traveled by the motor vehicle 100 on the basis of a predication, for example using the data from the navigation system 84 , determined. In particular, the expected speed n e and the expected torque of the engine M e are 10 determined. In a method step II, the costs, target values and secondary conditions for the possible operating modes and control subroutines S n are determined. In a method step III, it is checked whether it is to be expected for the operating modes and control subroutines in question that the side effects N will be below the limit value. In a method step IV, the corresponding most cost-effective operating mode of the internal combustion engine is then determined on the basis of the costs, target values and secondary conditions 10 and the associated subprogram S sel selected.

Der Kaltstart stellt für den Betriebsartenkoordinator 88 einen Sonderfall dar. Im kalten Zustand der Abgasanlage 20 sind die Abgasnachbehandlungskomponenten 46, 48, 52, 56 zunächst nicht oder nur eingeschränkt funktionsfähig. Demzufolge ist es in dieser Phase nicht möglich, die Zielwertlimits einzuhalten. Eine der wichtigsten Funktionen des Motorsteuergeräts 80 ist daher das schnelle Aufheizen der Abgasnachbehandlungskomponenten 46, 48, 52, 56.The cold start represents for the operating mode coordinator 88 a special case. When the exhaust system is cold 20th are the exhaust aftertreatment components 46 , 48 , 52 , 56 initially not or only partially functional. As a result, it is not possible to adhere to the target value limits in this phase. One of the most important functions of the engine control unit 80 is therefore the rapid heating of the exhaust aftertreatment components 46 , 48 , 52 , 56 .

Eine weitere Besonderheit ist, dass die Aktivierungsdauer der Steuerungsteilprogramme Sn in der Kaltstartphase weniger von dem Fahrprofil oder dem Drehzahl-Last-Bereich des Verbrennungsmotors 10 abhängig ist, sondern hauptsächlich vom Temperaturverlauf in den Abgasnachbehandlungskomponenten 46, 48, 52, 56.Another special feature is that the activation duration of the control sub-programs S n in the cold start phase depends less on the driving profile or the speed-load range of the internal combustion engine 10 depends, but mainly on the temperature profile in the exhaust gas aftertreatment components 46 , 48 , 52 , 56 .

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass immer dann, wenn Zielwertlimits temporär nicht eingehalten werden können, diejenige Betriebsart und dasjenige Steuerungsteilprogramm ausgewählt werden, für welche(s) die niedrigsten Zielwerte prädiziert sind.In a preferred embodiment of the method it is therefore provided that whenever target value limits cannot be met temporarily, that operating mode and that control subprogram are selected for which the lowest target values are predicted.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
1212th
BrennraumCombustion chamber
1414th
KraftstoffinjektorFuel injector
1616
Einlassinlet
1818th
Auslass Outlet
2020th
LuftversorgungssystemAir supply system
2222nd
LuftfilterAir filter
2424
LuftmassenmesserAir mass meter
2626th
Verdichtercompressor
2828
Ansaugkanal Intake duct
3030th
Drosselklappethrottle
3232
LadeluftkühlerIntercooler
3434
HochdruckabgasrückführungHigh pressure exhaust gas recirculation
3636
AbgasrückführungsleitungExhaust gas recirculation line
3838
Abgasrückführungsventil Exhaust gas recirculation valve
4040
AbgasanlageExhaust system
4242
AbgaskanalExhaust duct
4444
Turbineturbine
4646
OxidationskatalysatorOxidation catalyst
4848
Partikelfilter Particle filter
5050
erstes Dosierelementfirst metering element
5252
SCR-BeschichtungSCR coating
5454
zweites Dosierelementsecond metering element
5656
SCR-KatalysatorSCR catalytic converter
5858
SperrkatalysatorBarrier catalytic converter
6060
AbgasturboladerExhaust gas turbocharger
6262
NOx-SensorNOx sensor
6464
TemperatursensorTemperature sensor
6666
DifferenzdrucksensorDifferential pressure sensor
6868
Verzweigung branch
7070
NiederdruckabgasrückführungLow pressure exhaust gas recirculation
7272
AbgasrückführungskühlerExhaust gas recirculation cooler
7474
AbgasrückführungsventilExhaust gas recirculation valve
7676
AbgasrückführungskanalExhaust gas recirculation duct
7878
Abgasklappe Exhaust flap
8080
SteuergerätControl unit
8282
NOx-SpeicherkatalysatorNOx storage catalytic converter
8484
Navigationssystemnavigation system
8686
DatentransfersystemData transfer system
8888
Betriebsartenkoordinator Operating mode coordinator
9090
SpeicherStorage
9292
RecheneinheitArithmetic unit
9494
Programmcode Program code
100100
KraftfahrzeugMotor vehicle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016112610 B4 [0004]DE 102016112610 B4 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (10), welcher mit einem Steuergerät (80) in Verbindung steht, in welchem mehrere Steuerungsteilprogramme (Sn) zum Betrieb des Verbrennungsmotors (10) hinterlegt sind, wobei durch einen Betriebsartkoordinator (88) jeweils aus den im Steuergerät (80) hinterlegten Steuerungsteilprogrammen (Sn) ein Steuerungsteilprogramm (Ssel) ausgewählt wird, mit welchem die aktuellen gesetzlichen Rahmenbedingungen eingehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzahl von zur Erfüllung der gesetzlichen Rahmenbedingungen möglichen Steuerungsteilprogrammen (Sn) das Steuerungsteilprogramm (Ssel) ausgewählt wird, welches die niedrigsten Betriebskosten verursacht.Method for operating an internal combustion engine (10) which is connected to a control unit (80) in which several control subprograms (S n ) for operating the internal combustion engine (10) are stored, with an operating mode coordinator (88) each selected from the control unit (80) stored control program units (S n), a control program unit (S sel) is selected to be adhered to which the current legal framework, characterized in that, for a plurality of possible to comply with the legal framework control part programs (S n), the control program unit (S sel ) is selected which causes the lowest operating costs. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das entsprechende Steuerungsteilprogramm (Ssel) ausgewählt wird, welches den geringsten Kraftstoffverbrauch an diesem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (10) aufweist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the corresponding subprogram (S sel ) is selected which has the lowest fuel consumption at this operating point of the internal combustion engine (10). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das entsprechende Steuerungsteilprogramm (Ssel) ausgewählt wird, welches den geringsten Hilfsbetriebsmittelverbrauch an diesem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (10) aufweist.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the corresponding subprogram (S sel ) is selected which has the lowest consumption of auxiliary resources at this operating point of the internal combustion engine (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des entsprechenden Steuerungsteilprogramms (Ssel) durch den Betriebsartenkoordinator (88) zum Abgastemperaturmanagement des Verbrennungsmotors (10) eingesetzt wird.Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the selection of the corresponding control sub-program (S sel ) by the operating mode coordinator (88) is used for exhaust gas temperature management of the internal combustion engine (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Steuerungsteilprogramm (Sn) eine Kostenfunktion in dem Steuergerät (80) des Verbrennungsmotors (10) hinterlegt ist.Method according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that a cost function is stored in the control unit (80) of the internal combustion engine (10) for each control sub-program (S n). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kostenfunktion Aktivierungskosten für die Aktivierung des Steuerungsteilprogramms (Sn) sowie Betriebskosten für die Durchführung des Steuerungsteilprogramms (Sn) umfasst.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the cost function includes activation costs for the activation of the control sub-program (S n ) and operating costs for the implementation of the control sub-program (S n ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsteilprogramm (Ssel) mit den geringsten Betriebskosten auf Basis einer Prädiktion der Aktivitätsdauer des gewählten Steuerungsteilprogramms (Ssel) ausgewählt wird.Method according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the control sub-program (S sel ) with the lowest operating costs is selected on the basis of a prediction of the duration of activity of the selected control sub-program (S sel ). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Steuerungsteilprogramms (Ssel) auf Basis einer Statistik von durch den Fahrer ausgeführten Fahrzyklen und/oder Fahrsituationen ermittelt wird.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the selection of the control sub-program (S sel ) is determined on the basis of statistics from driving cycles and / or driving situations carried out by the driver. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung des durch ein Modell der Fahrsituation und der daraus resultierenden Verläufe der Betriebsparameter und/oder durch eine Abschätzung aus prädikativen Streckendaten für die geplante Fahrstecke erfolgt.Procedure according to Claim 7 or 8th , characterized in that the calculation is carried out using a model of the driving situation and the resulting courses of the operating parameters and / or using an estimate from predictive route data for the planned route. Steuergerät (80) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, das das Steuergerät (80) einen Speicher (90) und eine Recheneinheit (92) aufweist, wobei in dem Speicher (90) ein maschinenlesbarer Programmcode (94) abgelegt ist, wobei der maschinenlesbare Programmcode (94) bei einer Ausführung durch die Recheneinheit (92) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt.Control unit (80) for carrying out a method according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the control device (80) has a memory (90) and a computing unit (92), a machine-readable program code (94) being stored in the memory (90), the machine-readable program code (94) being executed by the computing unit (92) a method according to one of the Claims 1 until 9 executes.
DE102020103899.2A 2020-02-14 2020-02-14 Method for operating an internal combustion engine and control unit Pending DE102020103899A1 (en)

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