DE102022205990A1 - Method for controlling the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine control of a motor vehicle - Google Patents

Method for controlling the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine control of a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102022205990A1
DE102022205990A1 DE102022205990.5A DE102022205990A DE102022205990A1 DE 102022205990 A1 DE102022205990 A1 DE 102022205990A1 DE 102022205990 A DE102022205990 A DE 102022205990A DE 102022205990 A1 DE102022205990 A1 DE 102022205990A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
gas temperature
actual
maximum
torque
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.)
Pending
Application number
DE102022205990.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Tim Cole
Simon Zydek
Kevin Betz
Christoph Heyne
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.)
Stellantis Auto Sas Fr
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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 PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Priority to DE102022205990.5A priority Critical patent/DE102022205990A1/en
Publication of DE102022205990A1 publication Critical patent/DE102022205990A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F02D41/1447—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures with determination means using an estimation
    • 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
    • F02D2041/0265—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to decrease temperature 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1412—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a predictive controller
    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1418—Several control loops, either as alternatives or simultaneous
    • F02D2041/1419—Several control loops, either as alternatives or simultaneous the control loops being cascaded, i.e. being placed in series or nested
    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • 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
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • 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
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit mindestens einer in einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebetteten Regelung, durch die ein IST-Luftmoment (ActTrq) und ein fahrerangefordertes Drehmoment (DrvTrqRq) erfassbar und regelbar ist, durch die eine IST-Abgastemperatur (T3) eines Abgases eines Verbrennungsmotors, ermittel- oder erfassbar und regelbar ist, und in der der eine Maximal-Abgastemperatur (T3max) ermittelbar, hinterlegbar und/oder hinterlegt ist, mit den Schritten:a. Erfassen einer Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) zwischen der Maximal-Abgastemperatur (T3max) und der IST-Abgastemperatur (T3);b. Berechnen eines Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) aus einer vorangegangenen vorgegebenen Zeitspanne und durch Berechnen einer voraussichtlichen IST-Abgastemperatur (T3) nach einem vorgebbaren Zeitfenster (t1-t0) auf Grundlage des berechneten Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) und auf Grundlage des aktuellen fahrerangefordertes Drehmoments (DrvTrqRq) und/oder des aktuellen IST-Luftmoments (ActTrq); undc. Absenken des IST-Luftmoments (ActTrq) durch die Motorsteuerung auf ein SOLL-Luftmoment (IvsTrqT3max).The invention relates to a method for exhaust gas temperature control for a motor vehicle powered by an internal combustion engine, with at least one control embedded in an engine control system of the motor vehicle, through which an actual air torque (ActTrq) and a driver-requested torque (DrvTrqRq) can be detected and regulated, through which an actual exhaust gas temperature (T3) of an exhaust gas from an internal combustion engine, can be determined or recorded and controlled, and in which a maximum exhaust gas temperature (T3max) can be determined, stored and / or stored, with the steps:a. Detecting an exhaust gas temperature difference (DeltaT3) between the maximum exhaust gas temperature (T3max) and the ACTUAL exhaust gas temperature (T3);b. Calculating a gradient of the exhaust gas temperature difference (DeltaT3) from a previous specified period of time and by calculating a probable ACTUAL exhaust gas temperature (T3) after a predeterminable time window (t1-t0) based on the calculated gradient of the exhaust gas temperature difference (DeltaT3 ) and based on the current driver requested torque (DrvTrqRq) and/or the current ACTUAL air torque (ActTrq); andc. Lowering the ACTUAL air torque (ActTrq) by the engine control to a TARGET air torque (IvsTrqT3max).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug sowie eine Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein derartiges Verfahren ausführbar ist.The invention relates to a method for regulating the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and to an engine control system of a motor vehicle on which such a method can be carried out.

Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug sowie eine Motorsteuerungen, die nach einem derartigen Verfahren betreibbar sind, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese dienen dazu, eine Temperaturregelung von Bauteilen in einem Abgastrakt eines beispielsweise turboaufgeladenen, direkt einspritzenden Benzinmotors zu gewährleisten, um die nachgeschalteten Bauteile, wie Abgaskrümmer, Turbolader oder Katalysator vor thermischen Schäden zu schützen. Insbesondere die Abgasturbine, ist vor thermischer Beschädigung oder Zerstörung zu schützen, wenn der Motor keinen Abgaskrümmer hat.Methods for exhaust gas temperature control for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine controls that can be operated using such a method are known in various embodiments from the prior art. These serve to ensure temperature control of components in an exhaust tract of, for example, a turbocharged, direct-injection gasoline engine in order to protect the downstream components, such as exhaust manifolds, turbochargers or catalytic converters, from thermal damage. The exhaust gas turbine in particular must be protected from thermal damage or destruction if the engine does not have an exhaust manifold.

Das Abgas von Motoren kann bei hoher Last eine derart hohe Temperatur erreichen, dass der Abgaskrümmer, der Katalysator und, bei aufgeladenen Motoren, die Abgasturbine oder der Turbolader beschädigt werden können.The exhaust gas from engines can reach such a high temperature under high load that the exhaust manifold, the catalytic converter and, in turbocharged engines, the exhaust gas turbine or the turbocharger can be damaged.

Wenn seitens des Fahrers eine hohe Leistung angefordert wird, kann die IST-Abgastemperatur innerhalb sehr kurzer Zeit sehr stark ansteigen. Bei den bekannten Motorsteuerungen und Verfahren wird solchenfalls bei Erreichen einer Maximal-Abgastemperatur das vom Fahrer angeforderte Drehmoment sprungartig reduziert und so die IST-Abgastemperatur reguliert, um eine Überhitzung von Bauteilen im Verbrennungsmotor oder vom dem Verbrennungsmotor angeschlossenen Abgastrakt zu verhindern.If the driver requests high performance, the ACTUAL exhaust gas temperature can rise very sharply within a very short period of time. In the known engine controls and methods, when a maximum exhaust gas temperature is reached, the torque requested by the driver is suddenly reduced and the actual exhaust gas temperature is thus regulated in order to prevent overheating of components in the internal combustion engine or of the exhaust tract connected to the internal combustion engine.

Dieses sprungartige Reduzieren des fahrerangeforderten Drehmoments ist durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs als Ruckeln spürbar.This sudden reduction in the driver-requested torque can be felt by a driver of the motor vehicle as a jerk.

Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug sowie eine Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein derartiges Verfahren ausführbar ist, vorzuschlagen, bei dem die Regelung der IST-Abgastemperatur verbessert ist.One object of an exemplary embodiment of the invention is to propose a method for exhaust gas temperature control for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and an engine control system of a motor vehicle on which such a method can be carried out, in which the control of the actual exhaust gas temperature is improved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit mindestens einer, in einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebetteten Regelung, durch die ein IST-Luftmoment und ein fahrerangefordertes Drehmoment erfassbar und regelbar ist, durch die eine IST-Abgastemperatur eines Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere auf Grundlage des IST-Luftmoments, ermittel- oder erfassbar und regelbar ist, und in der eine Maximal-Abgastemperatur ermittelbar, hinterlegbar und/oder hinterlegt ist, mit den Schritten:

  1. a. Erfassen einer Abgas-Temperatur-Differenz zwischen der Maximal-Abgastemperatur und der IST-Abgastemperatur;
  2. b. Berechnen eines Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz aus einer vorangegangenen vorgegebenen Zeitspanne und durch Berechnen einer voraussichtlichen IST-Abgastemperatur nach einem vorgebbaren Zeitfenster auf Grundlage des berechneten Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz und auf Grundlage des aktuellen fahrerangeforderten Drehmoments und/oder des aktuellen IST-Luftmoments; und
  3. c. Absenken des IST-Luftmoments durch die Motorsteuerung auf ein SOLL-Luftmoment, wenn die berechnete voraussichtliche IST-Abgastemperatur innerhalb oder am Ende des Zeitfensters die Maximal-Abgastemperatur überschreitet, und Begrenzen und/oder Absenken des fahrerangeforderten Drehmoments auf das SOLL-Luftmoment.
This object is achieved by a method for exhaust gas temperature control for a motor vehicle powered by an internal combustion engine with at least one control embedded in an engine control system of the motor vehicle, through which an actual air torque and a driver-requested torque can be detected and regulated, through which an actual exhaust gas temperature of an exhaust gas of a Internal combustion engine, in particular based on the ACTUAL air torque, can be determined or recorded and controlled, and in which a maximum exhaust gas temperature can be determined, stored and / or stored, with the steps:
  1. a. Detecting an exhaust gas temperature difference between the maximum exhaust gas temperature and the ACTUAL exhaust gas temperature;
  2. b. Calculating a gradient of the exhaust gas temperature difference from a previous predetermined period of time and by calculating a probable ACTUAL exhaust gas temperature after a predeterminable time window based on the calculated gradient of the exhaust gas temperature difference and based on the current driver-requested torque and / or the current IST -air torque; and
  3. c. Lowering the ACTUAL air torque by the engine control to a TARGET air torque if the calculated expected ACTUAL exhaust gas temperature exceeds the maximum exhaust gas temperature within or at the end of the time window, and limiting and/or lowering the driver-requested torque to the TARGET air torque.

Dadurch, dass eine Abgas-Temperatur-Differenz zwischen der Maximal-Abgastemperatur und der IST-Abgastemperatur erfasst wird und hieraus ein Gradient bezüglich der vorgegebenen Zeitspanne berechnet wird, kann auf einfache Weise ein Anstieg der IST-Abgastemperatur erfasst und für das vorgebbare Zeitfenster vorhergesagt werden. Hierdurch ist ermittelbar, ob sich die IST-Abgastemperatur innerhalb oder zum Ende des Zeitfensters auf Höhe der Maximal-Abgastemperatur befinden wird. Dadurch, dass solchenfalls das IST-Luftmoment durch die Motorsteuerung auf ein SOLL-Luftmoment abgesenkt wird, wird eine Drehmomentanforderung des Motors reduziert. Da dieses vor Erreichen der Maximal-Abgastemperatur erfolgt, kann das Absenken des IST-Luftmoments und des fahrerangeforderten Drehmoments auf das SOLL-Luftmoment stetig erfolgen. Hierdurch kann ein Vergleich zum Stand der Technik ein sprunghaftes Reduzieren des IST-Luftmoments vermieden werden, wodurch die Gefahr eines Auftretens eines „Rukkelns“ reduzierbar ist.By detecting an exhaust gas temperature difference between the maximum exhaust gas temperature and the actual exhaust gas temperature and calculating a gradient with respect to the specified period of time, an increase in the actual exhaust gas temperature can be easily detected and predicted for the predeterminable time window . This makes it possible to determine whether the ACTUAL exhaust gas temperature will be at the maximum exhaust gas temperature within or at the end of the time window. Because the ACTUAL air torque is reduced to a TARGET air torque by the engine control, a torque requirement of the engine is reduced. Since this occurs before the maximum exhaust gas temperature is reached, the ACTUAL air torque and the driver-requested torque can be reduced to the TARGET air torque take place continuously. In this way, in comparison to the prior art, a sudden reduction in the actual air torque can be avoided, which means that the risk of “jerking” occurring can be reduced.

Das Verfahren und somit das Reduzieren des fahrerangeforderten Drehmoments und des IST-Luftmoments wird aktiviert, bevor die IST-Abgastemperatur die Maximal-Abgastemperatur erreicht.The method and thus the reduction of the driver requested torque and the ACTUAL air torque is activated before the ACTUAL exhaust gas temperature reaches the maximum exhaust gas temperature.

Das IST-Luftmoment kann mit einem Motor-Modell oder Drehmomentmodell berechnet werden, das die berechnete Luft pro Zylinder, den gemessenen Ansaugluftdruck, den modellierten Abluftdruck, die gemessene Motordrehzahl, die gemessenen Einlass- und Auslassnockenwellenwinkel, den gemessenen Zündwinkel und die gewünschte Anreicherung als Eingaben verwendet. Das Drehmomentmodell wird mit dem tatsächlichen IST-Luftmoment korreliert, das auf einem kalibrierten Motorprüfstand gemessen wurde.The ACTUAL air torque can be calculated using an engine model or torque model that has the calculated air per cylinder, the measured intake air pressure, the modeled exhaust air pressure, the measured engine speed, the measured intake and exhaust camshaft angles, the measured ignition angle and the desired enrichment as inputs used. The torque model is correlated with the actual ACTUAL air torque measured on a calibrated engine test bench.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Berechnen der voraussichtlichen IST-Abgastemperatur innerhalb oder am Ende des Zeitfensters auf Grundlage des berechneten Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz und auf Grundlage des aktuellen IST-Luftmoments ein lineares Extrapolieren des Anstiegs der IST-Abgastemperatur umfasst.It proves to be advantageous if the calculation of the expected ACTUAL exhaust gas temperature within or at the end of the time window based on the calculated gradient of the exhaust gas temperature difference and based on the current ACTUAL air torque includes a linear extrapolation of the increase in the ACTUAL exhaust gas temperature.

Hierdurch ist auf einfache Weise ein Abschätzen der Maximal-Abgastemperatur innerhalb oder am Ende des Zeitfensters ermittelbar.This makes it easy to estimate the maximum exhaust gas temperature within or at the end of the time window.

Die IST-Abgastemperatur kann unterschiedlich ermittelt werden. Es sind Ausführungsformen des Verfahrens denkbar, bei denen die IST-Abgastemperatur des Abgases des Verbrennungsmotors mittels eines Sensormittels real erfasst wird und/oder bei denen die IST-Abgastemperatur des Abgases des Verbrennungsmotors in der Regelung durch ein Abgastemperaturmodell modellierbar und regelbar ist und/oder bei denen das IST-Luftmoment mittels eines funktional zugeordneten Sensormittels real erfasst wird oder in der Regelung durch ein Motormodell modellierbar und regelbar ist.The ACTUAL exhaust gas temperature can be determined in different ways. Embodiments of the method are conceivable in which the actual exhaust gas temperature of the exhaust gas from the internal combustion engine is actually detected by means of a sensor means and/or in which the actual exhaust gas temperature of the exhaust gas from the internal combustion engine can be modeled and controlled in the control by an exhaust gas temperature model and/or at in which the ACTUAL air torque is actually detected by means of a functionally assigned sensor means or can be modeled and controlled in the control system by an engine model.

Wenn die IST-Abgastemperatur des Abgases des Verbrennungsmotors mittels eines Sensormittels real erfasst wird, kann das Sensormittel ein Sensormittel im oder am Verbrennungsmotor umfassen oder ein Sensormittel im oder am Abgastrakt, der sich an den Verbrennungsmotor anschließt. Hierdurch kann Rechenkapazität eingespart werden.If the ACTUAL exhaust gas temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine is actually detected by means of a sensor means, the sensor means can comprise a sensor means in or on the internal combustion engine or a sensor means in or on the exhaust tract that connects to the internal combustion engine. This can save computing capacity.

Wenn die IST-Abgastemperatur des Abgases des Verbrennungsmotors in der Regelung durch ein Abgas-Temperaturmodell modellierbar und regelbar ist, muss auf keine realen Sensormittel zurückgegriffen werden und das Verfahren kann bei einem bauteilreduzierten Kraftfahrzeug angewendet werden. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn das Verfahren auf bereits bestehende Kraftfahrzeuge angewendet oder dort eingerichtet wird.If the actual exhaust gas temperature of the exhaust gas from the internal combustion engine can be modeled and controlled in the control system using an exhaust gas temperature model, no real sensor means need be used and the method can be used in a motor vehicle with reduced components. This proves to be particularly advantageous when the method is applied to existing motor vehicles or is set up there.

Wenn ein realer Sensor und ein Abgas-Temperaturmodell verwendet wird, kann der reale Sensor dazu verwendet werden, das Abgas-Temperaturmodell zu kalibrieren.If a real sensor and an exhaust temperature model is used, the real sensor can be used to calibrate the exhaust temperature model.

Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn in dem Abgastemperaturmodell die Abgastemperatur als Funktion des Luftmoments des Motors, insbesondere unter Berücksichtigung des volumetrischen Wirkungsgrads des Zylinders des Motors, der Motordrehzahl, des Zündungswirkungsgrads, der Kühlmittel- und Ladelufttemperaturen und der Phasenlage, modelliert wird.In a further development of the last-mentioned embodiment, it proves to be advantageous if in the exhaust gas temperature model the exhaust gas temperature as a function of the air torque of the engine, in particular taking into account the volumetric efficiency of the cylinder of the engine, the engine speed, the ignition efficiency, the coolant and charge air temperatures and the phase position, is modeled.

Darüber hinaus sind Ausführungsformen des Verfahrens denkbar, bei denen die Maximal-Abgastemperatur in der Motorsteuerung hinterlegbar oder hinterlegt ist und/oder bei denen die Maximal-Abgastemperatur in Abhängigkeit einer IST-Bauteiltemperatur im sich der Brennkammer baulich anschließenden Abgastrakt ermittelt wird.In addition, embodiments of the method are conceivable in which the maximum exhaust gas temperature can be stored or stored in the engine control and/or in which the maximum exhaust gas temperature is determined depending on an actual component temperature in the exhaust tract structurally adjacent to the combustion chamber.

Wenn die Maximal-Abgastemperatur in der Motorsteuerung hinterlegbar oder hinterlegt ist, kann anwenderseitig eine feste Maximal-Abgastemperatur, über die die IST-Abgastemperatur nicht steigen soll, hinterlegt werden.If the maximum exhaust gas temperature can be stored or stored in the engine control, the user can store a fixed maximum exhaust gas temperature above which the ACTUAL exhaust gas temperature should not rise.

Beim Betrieb des Kraftfahrzeugs sind jedoch Betriebszustände denkbar, bei denen die Bauteile, die durch die Abgastemperatur aufgeheizt werden, noch ausreichend Kapazität haben, um Wärme aufzunehmen, bevor die Bauteile ihre Maximal-Bauteiltemperatur erreichen. Solchenfalls kann die Maximal-Abgastemperatur höher liegen, ohne die Bauteile zu beschädigen. Solchenfalls erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Maximal-Abgastemperatur in Abhängigkeit einer IST-Bauteiltemperatur eines Bauteils in sich der Brennkammer baulich anschließenden Abgastrakt ermittelt wird.However, when operating the motor vehicle, operating states are conceivable in which the components that are heated by the exhaust gas temperature still have sufficient capacity to absorb heat before the components reach their maximum component temperature. In this case, the maximum exhaust gas temperature can be higher without damaging the components. In such cases it proves to be advantageous if the Maximum exhaust gas temperature is determined depending on an ACTUAL component temperature of a component in the exhaust tract structurally adjacent to the combustion chamber.

Wenn ein Abgastemperaturmodell zum Ermitteln der IST-Bauteiltemperatur verwendet wird, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Luftmoment berechnet wird durch ein Invertieren des Abgastemperaturmodells basierend auf der Abgastemperatur, wobei das SOLL-Luftmoment berechnet wird durch Invertieren des Abgastemperaturmodells bei der Maximal-Abgastemperatur.If an exhaust gas temperature model is used to determine the ACTUAL component temperature, it proves to be advantageous if the air torque is calculated by inverting the exhaust gas temperature model based on the exhaust gas temperature, whereby the TARGET air torque is calculated by inverting the exhaust gas temperature model at the maximum exhaust gas temperature.

Wenn das System des Reduzierens des Luftmoments aktiviert wird, erweist es sich als vorteilhaft, wenn bei initialem Erfassen eines Überschreitens der Maximal-Abgastemperatur durch die berechneten voraussichtlichen IST-Abgastemperatur innerhalb oder am Ende des Zeitfensters eine initiale Abgas-Temperatur-Differenz zwischen der initialen Maximal-Abgastemperatur und der initialen IST-Abgastemperatur, eine initiale Luftmoment Differenz zwischen dem initialen IST-Luftmoment bei initialer IST-Abgastemperatur und dem initialen Maximalen SOLL-Luftmoment bei Maximal-Abgastemperatur und eine initiale Motordrehzahl erfasst oder ermittelt wirdIf the system for reducing the air torque is activated, it proves to be advantageous if, when the maximum exhaust gas temperature is initially detected, an initial exhaust gas temperature difference between the initial maximum is detected by the calculated expected ACTUAL exhaust gas temperature within or at the end of the time window -Exhaust gas temperature and the initial ACTUAL exhaust gas temperature, an initial air torque difference between the initial ACTUAL air torque at the initial ACTUAL exhaust gas temperature and the initial maximum TARGET air torque at the maximum exhaust gas temperature and an initial engine speed is recorded or determined

Hierdurch sind die Startbedingungen erfassbar und in der Motorsteuerung hinterlegbar, bzw. speicherbar sowie für die weiteren Berechnungen verwendbar.This means that the starting conditions can be recorded and stored in the engine control system, or saved, and can be used for further calculations.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das fahrerangeforderte Drehmoment begrenzt wird auf ein fahrerangefordertes Maximal-Drehmoment bei Maximal Abgastemperatur.It proves to be advantageous if the driver-requested torque is limited to a driver-requested maximum torque at the maximum exhaust gas temperature.

Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn das fahrerangeforderte Maximal-Drehmoment beschränkt oder gleichgesetzt wird mit einer endgültige Drehmomentanforderung, die bei bei Maximal-Abgastemperatur berechnet wird aus dem Maximal-Luftmoment bei Maximal-Abgastemperatur addiert mit dem Produkt aus einer proportionalen Verstärkungsrate des Systems mit einem Umrechnungsfaktor und mit der Subtraktion eines initialen SOLL-Luftmoments bei initialer SOLL-Abgastemperatur von einem initialen IST-Luftmoment.In a further development of the last-mentioned embodiment, it proves to be advantageous if the maximum torque requested by the driver is limited or equated with a final torque requirement, which is calculated at the maximum exhaust gas temperature from the maximum air torque at the maximum exhaust gas temperature added to the product of a proportional Amplification rate of the system with a conversion factor and with the subtraction of an initial TARGET air torque at an initial TARGET exhaust gas temperature from an initial ACTUAL air torque.

Hierdurch lässt sich das fahrerangeforderte Maximal-Drehmoment bei Maximal-Abgastemperatur berechnen, also das Drehmoment, das durch den Verbrennungsmotor zur Verfügung stellbar ist, ohne dass die IST-Abgastemperatur über die Maximal-Abgastemperatur steigt.This makes it possible to calculate the maximum torque required by the driver at the maximum exhaust gas temperature, i.e. the torque that can be made available by the internal combustion engine without the ACTUAL exhaust gas temperature rising above the maximum exhaust gas temperature.

Die endgültige Drehmomentanforderung begrenzt das fahrerangeforderte maximale Drehmoment und passt dieses an die endgültige Drehmomentanforderung an.The final torque request limits the driver requested maximum torque and adjusts this to the final torque request.

Der Umrechnungsfaktor wird verwendet, um die sich ändernde Motordrehzahl beim Hochschalten oder beim Herunterschalten auszugleichen. Dieser Faktor ändert die Formel so, dass sie eine Funktion der Motor-Leistung anstelle des Drehmoments ist. Dadurch, dass durch den Motor ein Drehmoment angefordert wird, erhöht sich die Drehmomentanforderung während des Hochschaltens, da die Motordrehzahl abnimmt. Die Motorleistung soll hierbei gleich bleiben. Der Umrechnungsfaktor stellt sicher, dass das Drehmoment in eine Leistung und dann wieder in ein Drehmoment umgewandelt wird, so dass die Motorleistung konstant bleibt und die Ist-Abgastemperatur schließlich die maximal Abgastemperatur erreicht, ohne dass das Drehmoment unnötig begrenzt wird.The conversion factor is used to compensate for changing engine speed when upshifting or downshifting. This factor changes the formula so that it is a function of engine power instead of torque. By requesting torque from the engine, the torque requirement increases during upshifts as the engine speed decreases. The engine performance should remain the same. The conversion factor ensures that the torque is converted into power and then back into torque, so that the engine power remains constant and the actual exhaust gas temperature ultimately reaches the maximum exhaust gas temperature without the torque being unnecessarily limited.

Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn die proportionale Verstärkungsrate des Systems berechnet wird aus der aktuellen Abgas-Temperatur-Differenz dividiert durch die initiale Abgas-Temperatur-Differenz.In a further development of the latter embodiment, it proves to be advantageous if the proportional amplification rate of the system is calculated from the current exhaust gas temperature difference divided by the initial exhaust gas temperature difference.

Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Umrechnungsfaktor ermittelt wird aus dem Produkt von initialem fahrerangefordertem Drehmoment und der initialen Motordrehzahl, wobei das Produkt durch die aktuelle Motordrehzahl dividiert wird.In addition, it proves to be advantageous if the conversion factor is determined from the product of the initial driver-requested torque and the initial engine speed, the product being divided by the current engine speed.

Die Zeitspanne, die dem Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz zu Grunde liegt, sowie das vorgebbare Zeitfenster, können beliebig gewählt werden, sofern sie die Funktion erfüllen, dass rechtzeitig erfasst wird, dass die IST-Abgastemperatur unterhalb der Maximal-Abgastemperatur angeordnet ist. Bei Ausführungsformen des Verfahrens erweist es sich als vorteilhaft, wenn die vorangegangene vorgegebene Zeitspanne 100 ms und wenn das vorgebbare Zeitfenster kalibrierbar ist und insbesondere mindestens 1 Sekunde umfasst.The period of time on which the gradient of the exhaust gas temperature difference is based, as well as the predeterminable time window, can be chosen arbitrarily, provided that they fulfill the function of detecting in a timely manner that the ACTUAL exhaust gas temperature is below the maximum exhaust gas temperature. In embodiments of the method, it proves to be advantageous if the previous predetermined time period is 100 ms and if the predeterminable time window can be calibrated and in particular comprises at least 1 second.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die in der Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebettete Regelung eine kaskadierte, entkoppelte Regelung umfasst, die einen inneren Regelkreis zur Regelung der modellierten IST-Abgastemperatur des Abgases des Verbrennungsmotors und die einen äußeren Regelkreis zum Regeln einer modellierten IST-Bauteiltemperatur eines durch das Abgas Wärme aufnehmenden oder abgebenden Bauteils umfasst, wobei zumindest bei Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens der modellierten und/oder realen IST-Bauteiltemperatur des Bauteils über eine in der Motorsteuerung hinterlegte maximale Bauteiltemperatur durch den äußeren Regelkreis bzw. durch einen realen Temperatursensor die IST-Abgastemperatur durch die SOLL-Abgastemperatur beschränkt wird.In a further development of the method, it is provided that the control embedded in the engine control of the motor vehicle comprises a cascaded, decoupled control, which has an inner control loop for controlling the modeled actual exhaust gas temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine and an outer control loop for controlling a modeled actual exhaust gas temperature. Component temperature of a component that absorbs or releases heat through the exhaust gas, wherein at least when the modeled and/or real actual component temperature of the component is reached or exceeded via a maximum component temperature stored in the engine control by the external control loop or by a real temperature sensor ACTUAL exhaust gas temperature is limited by the TARGET exhaust gas temperature.

Durch das Vorsehen einer kaskadierten, entkoppelten Regelung, die einen inneren Regelkreis zur Regelung der modellierten IST-Abgastemperatur sowie einen äußeren Regelkreis zum Regeln einer modellierten IST-Bauteiltemperatur umfasst, können auf reale Sensoren verzichtet werden sowie die IST-Bauteiltemperatur, insbesondere die Maximal-Bauteiltemperatur, aufeinander abgestimmt werden.By providing a cascaded, decoupled control system, which includes an inner control loop for controlling the modeled actual exhaust gas temperature and an outer control loop for controlling a modeled actual component temperature, real sensors can be dispensed with as well as the actual component temperature, in particular the maximum component temperature , be coordinated with each other.

Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch eine Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale ausführbar ist und die in die Regelung eingebettet ist.Finally, the task is solved by an engine control of a motor vehicle, on which a method for exhaust gas temperature control can be carried out with at least one of the aforementioned features and which is embedded in the control.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.Further features, details and advantages of the invention result from the attached patent claims, from the graphic representation and the following description of a preferred embodiment of the method.

In der Zeichnung zeigt:

  • 1 Ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens;
  • 2 Eine schematische Darstellung eines Verlaufs verschiedener Zustandsgrößen, die am Verfahren beteiligt sind über deren zeitlichen Verlauf.
In the drawing shows:
  • 1 A schematic flow diagram of an embodiment of the method;
  • 2 A schematic representation of a progression of various state variables that are involved in the process over time.

1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug. 1 shows a schematic flow diagram of a method for exhaust gas temperature control for a motor vehicle powered by an internal combustion engine.

Das Kraftfahrzeug umfasst eine Motorsteuerung und eine in die Motorsteuerung eingebettete Regelung, durch die eine IST-Abgastemperatur T3 eines Abgases des Verbrennungsmotors erfassbar und regelbar ist. Darüber hinaus ist durch die Motorsteuerung auch ein IST-Luftmoment ActTrq und ein Fahrer angefordertes Drehmoment DrvTrqRq erfassbar und regelbar ist. Darüber hinaus ist eine Maximal-Abgastemperatur T3max hinterlegbar.The motor vehicle includes an engine control and a control system embedded in the engine control, through which an actual exhaust gas temperature T3 of an exhaust gas from the internal combustion engine can be detected and regulated. In addition, an ACTUAL air torque ActTrq and a driver-requested torque DrvTrqRq can also be recorded and controlled by the engine control. In addition, a maximum exhaust gas temperature T3 max can be stored.

In einem ersten Schritt 100 wird eine Abgas-Temperatur-Differenz DeltaT3 zwischen der Maximal-Abgastemperatur T3max und der IST-Abgastemperatur T3 erfasst. Darüber hinaus wird im Schritt 100 das IST-Luftmoment ActTrq erfasst. Das Erfassen des IST-Luftmoments ActTrq kann auf Basis eines Abgastemperaturmodells erfolgen, wobei aus dem IST-Luftmoment ActTrq die IST-Abgastemperatur T3 ermittelbar ist.In a first step 100, an exhaust gas temperature difference DeltaT3 between the maximum exhaust gas temperature T3 max and the actual exhaust gas temperature T3 is recorded. In addition, the ACTUAL air torque ActTrq is recorded in step 100. The actual air torque ActTrq can be detected on the basis of an exhaust gas temperature model, whereby the actual exhaust gas temperature T3 can be determined from the actual air torque ActTrq.

In einem weiteren Schritt 101 wird ein Gradient der Abgas-Temperatur-Differenz DeltaT3 aus einer vorangegangenen vorgegebenen Zeitspanne T1-T0 berechnet. Darüber hinaus wird im Schritt 101 eine voraussichtliche IST-Abgastemperatur T3 nach einem vorgebbaren Zeitfenster T1-T0 auf Grundlage des berechneten Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz DeltaT3 und auf Grundlage des aktuellen IST-Luftmoment ActTrq berechnet.In a further step 101, a gradient of the exhaust gas temperature difference DeltaT3 is calculated from a previous predetermined time period T 1 -T 0 . In addition, in step 101, a probable actual exhaust gas temperature T3 is calculated after a predeterminable time window T 1 -T 0 based on the calculated gradient of the exhaust gas temperature difference DeltaT3 and based on the current actual air torque ActTrq.

In einem nachfolgenden Schritt 102 wird das IST-Luftmoment ActTrq durch die Motorsteuerung auf ein SOLL-Luftmoment IvsTrqT3max abgesenkt, wenn die berechnete voraussichtliche IST-Abgastemperatur T3 innerhalb oder am Ende des Zeitfensters T1-T0 die maximale Abgastemperatur T3max überschreitet. Zudem wird das fahrerangeforderte Maximal-Drehmoment T3maxTrq bei Maximal-Abgastemperatur T3max begrenzt.In a subsequent step 102, the ACTUAL air torque ActTrq is reduced by the engine control to a TARGET air torque IvsTrqT3 max if the calculated expected ACTUAL exhaust gas temperature T3 exceeds the maximum exhaust gas temperature T3 max within or at the end of the time window T 1 -T 0 . In addition, the driver-requested maximum torque T3 max Trq is limited at the maximum exhaust gas temperature T3 max .

Im Schritt 102 kann durch das Absenken des IST-Luftmoments ActTrq das fahrerangeforderte Drehmoment DrvTrqRq langsam reduziert werden auf das fahrerangeforderte Maximal-Drehmoment T3maxTrq bei Maximal-Abgastemperatur T3max.In step 102, by lowering the ACTUAL air torque ActTrq, the driver-requested torque DrvTrqRq can be slowly reduced to the driver-requested maximum torque T3 max Trq at the maximum exhaust gas temperature T3 max .

Anhand eines Verlaufs der einzelnen Zustandsgrößen, abgetragen über die Zeit, wird das Verfahren nachfolgend genauer beschrieben:

  • Aufgrund eines hohen fahrerangeforderten Drehmoments DrvTrqRq und eines folgenden hohen IST-Luftmoment ActTrq steigt die IST-Abgastemperatur T3 mit dem zeitlichen Verlauf. Hierbei wird fortwährend eine Abgas-Temperatur-Differenz DeltaT3 zwischen der Maximal-Abgastemperatur T3max und der IST-Abgastemperatur T3 erfasst. Ab dem Zeitpunkt T0 wird erfasst, dass der Anstieg der IST-Abgastemperatur T3 derart hoch ist, dass innerhalb des Zeitfensters T1-T0 die IST-Abgastemperatur T3 die Maximal-Abgastemperatur T3max überschreiten wird. Hierdurch wird das Verfahren initialisiert. Zum Initialisierungszeitpunkt wird das initiale IST-Luftmoment ActTrq0 erfasst.
The process is described in more detail below based on a progression of the individual state variables, plotted over time:
  • Due to a high driver-requested torque DrvTrqRq and a subsequent high ACTUAL air torque ActTrq, the ACTUAL exhaust gas temperature T3 increases over time. An exhaust gas temperature difference DeltaT3 between the maximum exhaust gas temperature T3 max and the actual exhaust gas temperature T3 is continuously recorded. From time T 0 onwards, it is recorded that the increase in the actual exhaust gas temperature T3 is so high that the actual exhaust gas temperature T3 will exceed the maximum exhaust gas temperature T3 max within the time window T 1 -T 0 . This initializes the procedure. At the time of initialization, the initial ACTUAL air torque ActTrq 0 is recorded.

Darüber hinaus wird ein Maximal-Luftmoment IvsTrqT3max bei angenommener, Maximal-Temperatur T3max berechnet.In addition, a maximum air torque IvsTrqT3 max is calculated assuming a maximum temperature T3 max .

Das fahrerangeforderte Drehmoment DrvTrqRq wird nun begrenzt auf eine endgültige Drehmomentanforderung T3maxTrq bei Maximal-Abgastemperatur T3max.The driver-requested torque DrvTrqRq is now limited to a final torque request T3 max Trq at the maximum exhaust gas temperature T3 max .

Unter der Verwendung eines Umrechnungsfaktors Pwr2TrqFAC, der aus dem Produkt von initiale Motordrehzahl nEng0 dividiert wird durch die aktuelle Motordrehzahl nEng und einer Verstärkungsrate des Systems DeltaT3norm, welche sich berechnet aus dem Absolutwert von DeltaT3 geteilt durch den initialen Absolutwert von DeltaT30 lässt sich die endgültige Drehmomentanforderung T3maxTrq begrenzen durch den Zusammenhang: T 3 max T rq = IvsTrqT 3 max + ( ( ActTrq 0 − IvsTrqT 3 max 0 ) × DeltaT 3 norm × Pwr 2 TrqFAC )

Figure DE102022205990A1_0001
Using a conversion factor Pwr2TrqFAC, which is the product of the initial engine speed nEng0 divided by the current engine speed nEng and a gain rate of the system DeltaT3 norm , which is calculated from the absolute value of DeltaT3 divided by the initial absolute value of DeltaT3 0 , the final one can be obtained Torque request T3 max Trq limit by the relationship: T 3 Max T rq = IvsTrqT 3 Max + ( ( ActTrq 0 − IvsTrqT 3 Max 0 ) × DeltaT 3 standard × Pwr 2 TrqFAC )
Figure DE102022205990A1_0001

Mit Blick in 2 wird hierbei ersichtlich, dass bei Initialisierung des Systems, also bei Erkennen, dass innerhalb oder nach dem vorgebbaren Zeitfenster T1-T0 die voraussichtliche IST-Abgastemperatur T3est die Maximal-Abgastemperatur T3max erreicht, das fahrerangeforderte Maximal-Drehmoment DrvTrqRqT3max derart auf eine endgültige Drehmomentanforderung T3maxTrq reduziert wird, dass der Anstieg der IST-Abgastemperatur T3 derart reduziert wird, dass es nicht oder gerade so die Maximal-Abgastemperatur T3max erreicht.Looking in 2 It can be seen here that when the system is initialized, i.e. when it is recognized that the expected ACTUAL exhaust gas temperature T3 est reaches the maximum exhaust gas temperature T3 max within or after the predeterminable time window T 1 -T 0 , the driver-requested maximum torque DrvTrqRqT3 max increases in this way a final torque requirement T3maxTrq is reduced so that the increase in the ACTUAL exhaust gas temperature T3 is reduced in such a way that it does not or just barely reaches the maximum exhaust gas temperature T3 max .

Die endgültige Drehmomentanforderung T3maxTrq begrenzt das fahrerangeforderte maximale Drehmoment DrvTrqRqT3max und passt dieses an die endgültige Drehmomentanforderung T3maxTrq an.The final torque request T3maxTrq limits the driver-requested maximum torque DrvTrqRqT3max and adapts this to the final torque request T3maxTrq.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen im Rahmen des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the claims and in the drawing may be essential both individually and in any combination in the implementation of the invention in its various embodiments within the scope of the following claims.

BezugszeichenlisteReference symbol list

T3T3
IST-AbgastemperaturACTUAL exhaust gas temperature
T3maxT3max
Maximal-TemperaturMaximum temperature
T3max0T3max0
initiale Maximal-Abgastemperaturinitial maximum exhaust gas temperature
T30T30
initiale IST-Abgastemperaturinitial ACTUAL exhaust gas temperature
DeltaT3DeltaT3
Abgas-Temperatur-Differenz zu T3max Exhaust gas temperature difference to T3 max
DeltaT3normDeltaT3norm
Verstärkungsrate des SystemsGain rate of the system
DeltaT30DeltaT30
initiale Abgas-Temperatur-Differenz zu T3max initial exhaust gas temperature difference to T3 max
ActTrqActTrq
IST-LuftmomentACTUAL air moment
ActTrq0ActTrq0
initiales IST-Luftmomentinitial ACTUAL air torque
IvsTrqT3maxIvsTrqT3max
Maximales SOLL-LuftmomentMaximum TARGET air torque
IvsTrqT3max0IvsTrqT3max0
initiales SOLL-Luftmomentinitial TARGET air torque
DrvTrqRqDrvTrqRq
fahrerangefordertes Drehmomentdriver requested torque
DrvTrqRqT3maxDrvTrqRqT3max
fahrerangefordertes maximales Drehmomentdriver requested maximum torque
T3maxTrqT3maxTrq
endgültige Drehmomentanforderungfinal torque requirement
nEngnEng
MotordrehzahlEngine speed
nEng0nEng0
initiale Motordrehzahlinitial engine speed
Pwr2TrqFacPwr2TrqFac
UmrechnungsfaktorConversion factor

Claims (15)

Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit mindestens einer in einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebetteten Regelung, durch die ein IST-Luftmoment (ActTrq) und ein fahrerangefordertes Drehmoment (DrvTrqRq) erfassbar und regelbar ist, durch die eine IST-Abgastemperatur (T3) eines Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere auf Grundlage des IST-Luftmoments (ActTrq), ermittel- oder erfassbar und regelbar ist, und in der der eine Maximal-Abgastemperatur (T3max) ermittelbar, hinterlegbar und/oder hinterlegt ist, mit den Schritten: a. Erfassen einer Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) zwischen der Maximal-Abgastemperatur (T3max) und der IST-Abgastemperatur (T3); b. Berechnen eines Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) aus einer vorangegangenen vorgegebenen Zeitspanne und durch Berechnen einer voraussichtlichen IST-Abgastemperatur (T3) nach einem vorgebbaren Zeitfenster (t1-t0) auf Grundlage des berechneten Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) und auf Grundlage des aktuellen fahrerangefordertes Drehmoments (DrvTrqRq) und/oder des aktuellen IST-Luftmoments (ActTrq); und c. Absenken des IST-Luftmoments (ActTrq) durch die Motorsteuerung auf ein SOLL-Luftmoment (IvsTrqT3max), wenn die berechnete voraussichtliche IST-Abgastemperatur (T3) innerhalb oder am Ende des Zeitfensters (t1-t0) die Maximal-Abgastemperatur (T3max) überschreitet, und Begrenzen und/oder Absenken des fahrerangeforderten Drehmoments (DrvTrqRq) auf das SOLL-Luftmoment (IvsTrqT3max).Method for exhaust gas temperature control for a motor vehicle powered by an internal combustion engine with at least one control embedded in an engine control system of the motor vehicle, through which an actual air torque (ActTrq) and a driver-requested torque (DrvTrqRq) can be detected and controlled, through which an actual exhaust gas temperature (T3) of a Exhaust gas of an internal combustion engine, in particular based on the ACTUAL air torque (ActTrq), can be determined or recorded and controlled, and in which a maximum exhaust gas temperature (T3 max ) can be determined, stored and / or stored, with the steps: a. Detecting an exhaust gas temperature difference (DeltaT3) between the maximum exhaust gas temperature (T3 max ) and the ACTUAL exhaust gas temperature (T3); b. Calculating a gradient of the exhaust gas temperature difference (DeltaT3) from a previous predetermined period of time and by calculating a probable ACTUAL exhaust gas temperature (T3) after a predeterminable time window (t 1 -t 0 ) based on the calculated gradient of the exhaust gas temperature difference (DeltaT3) and based on the current driver requested torque (DrvTrqRq) and/or the current ACTUAL air torque (ActTrq); and c. Lowering the ACTUAL air torque (ActTrq) by the engine control to a TARGET air torque (IvsTrqT3 max ) if the calculated expected ACTUAL exhaust gas temperature (T3) reaches the maximum exhaust gas temperature (T3.) within or at the end of the time window (t 1 -t 0 ). max ), and limiting and/or reducing the driver-requested torque (DrvTrqRq) to the TARGET air torque (IvsTrqT3 max ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen der voraussichtlichen IST-Abgastemperatur (T3) innerhalb oder am Ende des Zeitfensters (t1-t0) auf Grundlage des berechneten Gradienten der Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) und auf Grundlage des aktuellen IST-Luftmoments (ActTrq) ein lineares Extrapolieren des Anstiegs der IST-Abgastemperatur (T3) umfasst.Procedure according to Claim 1 , characterized in that calculating the expected ACTUAL exhaust gas temperature (T3) within or at the end of the time window (t 1 -t 0 ) based on the calculated gradient of the exhaust gas temperature difference (DeltaT3) and based on the current ACTUAL air torque (ActTrq) includes a linear extrapolation of the increase in the ACTUAL exhaust gas temperature (T3). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die IST-Abgastemperatur (T3) des Abgases des Verbrennungsmotors mittels eines Sensormittels real erfasst wird und/oder dass die IST-Abgastemperatur (T3) des Abgases des Verbrennungsmotors in der Regelung durch ein Abgastemperaturmodell modellierbar und regelbar ist und/oder dass das IST-Luftmoment (ActTrq) mittels eines funktional zugeordneten Sensormittels real erfasst wird oder in der Regelung durch ein Motormodell modellierbar und regelbar ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the actual exhaust gas temperature (T3) of the exhaust gas of the internal combustion engine is actually detected by means of a sensor means and/or that the actual exhaust gas temperature (T3) of the exhaust gas of the internal combustion engine can be modeled and controlled in the control by an exhaust gas temperature model and/or that the ACTUAL air torque (ActTrq) is actually detected by means of a functionally assigned sensor means or can be modeled and controlled in the control system by an engine model. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abgastemperaturmodell die Abgastemperatur als Funktion des Luftmoments des Motors, insbesondere unter Berücksichtigung des volumetrischen Wirkungsgrads des Zylinders des Motors, der Motordrehzahl, des Funkenwirkungsgrads, der Kühlmittel- und Ladelufttemperaturen und der Phasenlage, modelliert wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that in the exhaust gas temperature model, the exhaust gas temperature is modeled as a function of the air torque of the engine, in particular taking into account the volumetric efficiency of the cylinder of the engine, the engine speed, the spark efficiency, the coolant and charge air temperatures and the phase position. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximal-Abgastemperatur (T3max) in der Motorsteuerung hinterlegbar oder hinterlegt ist und oder dass die Maximal-Abgastemperatur (T3max) in Abhängigkeit einer IST-Bauteiltemperatur eines Bauteils im sich der Brennkammer baulich anschließenden Abgastrakt ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum exhaust gas temperature (T3 max ) can be stored or stored in the engine control and or that the maximum exhaust gas temperature (T3 max ) is structurally dependent on an ACTUAL component temperature of a component in the combustion chamber subsequent exhaust tract is determined. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal-Abgastemperatur (T3max) einer Temperatur entspricht, bei der die IST-Bauteiltemperatur unterhalb einer Maximal-Bauteiltemperatur ist oder bei der die IST-Bauteiltemperatur die Maximal-Bauteiltemperatur umfasst.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the maximum exhaust gas temperature (T3 max ) corresponds to a temperature at which the actual component temperature is below a maximum component temperature or at which the actual component temperature includes the maximum component temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftmoment berechnet wird durch ein Invertieren des Abgastemperaturmodells basierend auf der Abgastemperatur, wobei das SOLL-Luftmoment (IvsTrqT3max) berechnet wird durch Invertieren des Abgastemperaturmodells bei Maximal-Abgastemperatur (T3max).Procedure according to one of the Claims 3 until 6 , characterized in that the air torque is calculated by inverting the exhaust gas temperature model based on the exhaust gas temperature, wherein the TARGET air torque (IvsTrqT3 max ) is calculated by inverting the exhaust gas temperature model at maximum exhaust gas temperature (T3 max ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei initialem Erfassen eines Überschreitens der Maximal-Abgastemperatur (T3max) durch die berechneten voraussichtlichen IST-Abgastemperatur (T3) innerhalb oder am Ende des Zeitfensters eine initiale Abgas-Temperatur-Differenz zwischen der initialen Maximal-Abgastemperatur (T3max0) und der initialen IST-Abgastemperatur (T30), eine initiale Luftmoment Differenz zwischen dem initialen IST-Luftmoment (ActTrq0) bei initialer IST-Abgastemperatur (T30) und dem initialen Maximalen SOLL-Luftmoment (lvsTrqT3max0) bei Maximal-Abgastemperatur (T3max) und eine initiale Motordrehzahl (nEng0) erfasst oder ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the maximum exhaust gas temperature (T3 max ) is initially detected by the calculated expected actual exhaust gas temperature (T3) within or at the end of the time window, an initial exhaust gas temperature difference between the initial Maximum exhaust gas temperature (T3 max0 ) and the initial ACTUAL exhaust gas temperature (T3 0 ), an initial air torque difference between the initial ACTUAL air torque (ActTrq 0 ) at the initial ACTUAL exhaust gas temperature (T3 0 ) and the initial maximum TARGET air torque (lvsTrqT3 max0 ) at the maximum exhaust gas temperature (T3 max ) and an initial Engine speed (nEng 0 ) is recorded or determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrerangeforderte Drehmoment (DrvTrqRq) begrenzt wird auf ein fahrerangefordertes Maximal-Drehmoment (DrvTrqRqT3max) bei Maximal Abgastemperatur (T3max).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the driver-requested torque (DrvTrqRq) is limited to a driver-requested maximum torque (DrvTrqRqT3 max ) at the maximum exhaust gas temperature (T3 max ). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrerangeforderte Maximal-Drehmoment (DrvTrqRqT3max) beschränkt oder gleichgesetzt wird mit einer endgültige Drehmomentanforderung (T3maxTrq), die bei Maximal-Abgastemperatur (T3max) berechnet wird aus dem Maximal-Luftmoment (IvsTrqT3max) bei Maximal-Abgastemperatur (T3max) addiert mit dem Produkt aus einer proportionalen Verstärkungsrate des Systems (DeltaT3norm) mit einem Umrechnungsfaktor (Pwr2TrqFac) und mit der Subtraktion eines initialen SOLL-Luftmoments (lvsTrqT3max0) bei initialer SOLL-Abgastemperatur (T3max0) von einem initialen IST-Luftmoment (ActTrq0).Procedure according to Claim 9 , characterized in that the driver-requested maximum torque (DrvTrqRqT3 max ) is limited or equated with a final torque request (T3maxTrq), which is calculated at maximum exhaust gas temperature (T3 max ) from the maximum air torque (IvsTrqT3 max ) at maximum exhaust gas temperature (T3 max ) is added with the product of a proportional amplification rate of the system (DeltaT3 norm ) with a conversion factor (Pwr2TrqFac) and with the subtraction of an initial TARGET air torque (lvsTrqT3 max0 ) at an initial TARGET exhaust gas temperature (T3 max0 ) from an initial ACTUAL -Air torque (ActTrq 0 ). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die proportionale Verstärkungsrate des Systems (DeltaT3norm) berechnet wird aus der aktuellen Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT3) dividiert durch die initiale Abgas-Temperatur-Differenz (DeltaT30).Procedure according to Claim 10 , characterized in that the proportional amplification rate of the system (DeltaT3 norm ) is calculated from the current exhaust gas temperature difference (DeltaT3) divided by the initial exhaust gas temperature difference (DeltaT3 0 ). Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrechnungsfaktor (Pwr2TrqFac) ermittelt wird aus der initialen Motordrehzahl (nEng0) durch die aktuelle Motordrehzahl (nEng) dividiert wird.Procedure according to Claim 10 or 11 , characterized in that the conversion factor (Pwr2TrqFac) is determined from dividing the initial engine speed (nEng 0 ) by the current engine speed (nEng). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorangegangene vorgegebene Zeitspanne 100 ms und dass das vorgebbare Zeitfenster (t1-t0) kalibrierbar ist und insbesondere mindestens 1 Sekunde umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the previous predetermined period of time is 100 ms and that the predeterminable time window (t 1 -t 0 ) can be calibrated and in particular comprises at least 1 second. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebettete Regelung eine kaskadierte, entkoppelte Regelung umfasst, die einen inneren Regelkreis zur Regelung der modellierten IST-Abgastemperatur (T3) des Abgases des Verbrennungsmotors und die einen äußeren Regelkreis zum Regeln einer modellierten IST-Bauteiltemperatur eines durch das Abgas Wärme aufnehmenden oder abgebenden Bauteils umfasst, wobei zumindest bei Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens der modellierten und/oder realen IST-Bauteiltemperatur des Bauteils über eine in der Motorsteuerung hinterlegte maximale Bauteiltemperatur durch den äußeren Regelkreis bzw. durch einen realen Temperatursensor die IST-Abgastemperatur (T3) durch die SOLL-Abgastemperatur (T3max) beschränkt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control embedded in the engine control of the motor vehicle comprises a cascaded, decoupled control, which has an inner control loop for controlling the modeled actual exhaust gas temperature (T3) of the exhaust gas of the internal combustion engine and which has an outer control loop for controlling a modeled actual component temperature of a component that absorbs or releases heat through the exhaust gas, at least when the modeled and/or real actual component temperature of the component is detected or exceeded via a maximum component temperature stored in the engine control by the external control loop or . the ACTUAL exhaust gas temperature (T3) is limited by the TARGET exhaust gas temperature (T3 max ) by a real temperature sensor. Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausführbar ist und in die eine Regelung eingebettet ist.Engine control of a motor vehicle, on which a method for exhaust gas temperature control according to one of Claims 1 until 14 is executable and in which a regulation is embedded.
DE102022205990.5A 2022-06-14 2022-06-14 Method for controlling the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine control of a motor vehicle Pending DE102022205990A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022205990.5A DE102022205990A1 (en) 2022-06-14 2022-06-14 Method for controlling the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine control of a motor vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022205990.5A DE102022205990A1 (en) 2022-06-14 2022-06-14 Method for controlling the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine control of a motor vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022205990A1 true DE102022205990A1 (en) 2023-12-14

Family

ID=88874376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022205990.5A Pending DE102022205990A1 (en) 2022-06-14 2022-06-14 Method for controlling the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine control of a motor vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022205990A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004033394B3 (en) 2004-07-09 2005-12-22 Siemens Ag Method for controlling an internal combustion engine
DE102008030520A1 (en) 2007-07-02 2009-01-29 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Exhaust system control module for, e.g. diesel engine used in vehicle, has protection module that selectively reduces output of engine when temperature of particulate matter filter is greater than threshold
WO2009112056A1 (en) 2008-03-14 2009-09-17 Fev Motorentechnik Gmbh Cylinder pressure guided regeneration operation and operation type change
DE102010031007A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn A method and system for controlling the turbine inlet temperature
DE102017220524B3 (en) 2017-11-17 2019-01-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust system with actuatable exhaust gas turbine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004033394B3 (en) 2004-07-09 2005-12-22 Siemens Ag Method for controlling an internal combustion engine
DE102008030520A1 (en) 2007-07-02 2009-01-29 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Exhaust system control module for, e.g. diesel engine used in vehicle, has protection module that selectively reduces output of engine when temperature of particulate matter filter is greater than threshold
WO2009112056A1 (en) 2008-03-14 2009-09-17 Fev Motorentechnik Gmbh Cylinder pressure guided regeneration operation and operation type change
DE102010031007A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn A method and system for controlling the turbine inlet temperature
DE102017220524B3 (en) 2017-11-17 2019-01-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust system with actuatable exhaust gas turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3056718B1 (en) Method and device for raising and/or lowering an exhaust gas temperature of a combustion engine with an exhaust gas aftertreatment device in an exhaust gas line
DE69535368T2 (en) Method and system for controlling internal combustion engines
DE102009002890B4 (en) Method and device for monitoring a charge air cooler bypass valve
EP1852604B1 (en) Method for operating spark plugs in diesel engines
DE102018121044A1 (en) TURBINE BYPASS FOR MOTOR WITH GEARED TURBOCHARGER
EP2255082B1 (en) Method and device for controlling a drivetrain of a vehicle
WO2005075806A1 (en) Method for equalizing the differences in injection quantities between the cylinders of a combustion engine
DE19711477A1 (en) Control arrangement for motor vehicle IC engine
DE102008002261A1 (en) Method and device for determining one or more combustion starts in a cylinder of an internal combustion engine from a provided cylinder pressure curve
DE102015201061A1 (en) Pumping loss calculating device for internal combustion engine
DE102015205194A1 (en) Regulating / control device
AT516149A4 (en) Method for controlling an engine brake device and engine brake device
DE102018207413A1 (en) Method for operating an engine brake in an internal combustion engine
DE102022205990A1 (en) Method for controlling the exhaust gas temperature for a motor vehicle powered by an internal combustion engine and engine control of a motor vehicle
DE102006002640B4 (en) Method for operating a particle filter arranged in an exhaust gas area of an internal combustion engine and device for carrying out the method
DE10065516B4 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
DE10016123C2 (en) Method for heating an exhaust gas catalytic converter for an internal combustion engine
DE10319330B4 (en) System and method for influencing the intake gas temperature in the combustion chamber of an internal combustion engine
DE10319333A1 (en) System for influencing suction gas temperature and thus power level in combustion chamber of an internal combustion engine, comprises coolant control valve to influence coolant flow through exhaust gas cooler
DE102015208374A1 (en) Method for operating a hybrid drive in a motor vehicle with regenerative catalyst
DE102015005650A1 (en) Method for operating an exhaust system of a vehicle
DE10314677A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102021111118A1 (en) Coolant and fuel enrichment control systems and methods
DE102009052226B4 (en) Method, control device, computer program and computer program product for determining the engine loss torque
EP3181875B1 (en) Reference based intake pipe temperature model

Legal Events

Date Code Title Description
R084 Declaration of willingness to licence
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: STELLANTIS AUTO SAS, FR

Free format text: FORMER OWNER: PSA AUTOMOBILES SA, POISSY, FR