DE202015000385U1

DE202015000385U1 - Kraftfahrzeug

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Publication number: DE202015000385U1
Application number: DE202015000385.0U
Authority: DE
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-01-17
Filing date: 2015-01-17
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2025-01-18

Abstract

Kraftfahrzeug (100), das mit einem Verbrennungsmotor (110), einer Kupplung (148), einem Partikelfilter (505) und einem elektronischen Steuergerät (450) ausgestattet ist, das dafür ausgelegt ist, während einer Regeneration des Partikelfilters (505) eine Stopp-Start-Segelstrategie auszuführen, die vorsieht, dass die Kupplung (148) ausgerückt wird und der Motor (110) im Leerlauf betrieben wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor, wie z. B. einem Dieselmotor oder einem Benzinmotor, und mit einem elektronischen Steuergerät ausgestattet ist, das dafür ausgelegt ist, den Verbrennungsmotor gemäß einer Stopp-Start-Segelstrategie zu betreiben.
HINTERGRUND
Um die Schadstoffemissionen des Verbrennungsmotors zu senken, können die Kraftfahrzeuge mit einem Nachbehandlungssystem versehen sein, das Folgendes umfasst: ein Abgasrohr, um die Abgase von einem Auslasskrümmer des Motors in die äußere Umgebung zu befördern, und eine Anzahl von Nachbehandlungsvorrichtungen, die entlang des Abgasrohrs angeordnet sind, um die Zusammensetzung der Abgase zu verändern.
Die Nachbehandlungsvorrichtungen können insbesondere Folgendes umfassen: Oxidationskatalysatoren wie z. B. Dieseloxidationskatalysatoren (DOC), die dazu bestimmt sind, die Oxidierung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid zu fördern, und Partikelfilter wie z. B. Dieselpartikelfilter (DPF), die dazu bestimmt sind, die Partikel oder Rußteilchen aufzufangen, die im Abgasstrom vorhanden sein können.
Da er wie ein Filter funktioniert, muss der DPF periodisch von den angesammelten Partikeln oder Rußteilchen befreit werden, um seinen ursprünglichen Wirkungsgrad wiederherzustellen.
Dieser Vorgang wird gewöhnlich als Regeneration des DPF bezeichnet und kann durchgeführt werden, indem die Temperatur der Abgase bis auf eine Temperatur (z. B. 600°C) erhöht wird, die in der Lage ist, die Verbrennung der Partikel oder Rußteilchen zu fördern, die sich im DPF angesammelt haben.
Zur Durchführung dieser Regeneration kann die Temperatur der Abgase erhöht werden, indem der Verbrennungsmotor in einem spezifischen Verbrennungsmodus betrieben wird, der vorsieht, dass Kraftstoff durch so genannte späte Einspritzungen in die Zylinder des Motors eingespritzt wird, bei denen es sich um kleine Kraftstoffmengen handelt, die zu Beginn des Arbeitstakts in den Zylinder des Motors eingespritzt werden, nachdem der Kolben den oberen Totpunkt (OTP) passiert hat.
Die späten Einspritzungen können sekundäre Einspritzungen und/oder Nacheinspritzungen umfassen. Die sekundären Einspritzungen erfolgen vor dem Öffnen des Auslassventils, so dass sie einen vernachlässigbaren Einfluss auf das vom Motor erzeugte Drehmoment haben, aber tatsächlich in den Zylindern verbrennen, wodurch die Temperatur der Abgase erhöht wird. Die Nacheinspritzungen erfolgen nach dem Öffnen des Auslassventils, so dass sie die Zylinder unverbrannt verlassen und im DOC verbrennen, wodurch sie heiße Abgase erzeugen, die den stromabwärts angeordneten DPF erhitzen können.
Um die Schadstoffemissionen und den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors weiter zu senken, können manche Kraftfahrzeug auch gemäß einer ”Stopp-Start-Segelstrategie” betrieben werden.
Die Stopp-Start-Segelstrategie sieht im Allgemeinen vor, dass das vom Lenker angeforderte Drehmoment überwacht wird und das Kraftfahrzeug jedes Mal selektiv in einen ”Segel-Betriebsmodus” versetzt wird, wenn das angeforderte Drehmoment zwischen dem Drehmoment, welches das Kraftfahrzeug benötigt, um sich mit konstanter Geschwindigkeit fortzubewegen, und dem Drehmoment liegt, das durch die mechanische Reibung des für sich allein betrachteten (d. h. vom Antriebsstrang des Fahrzeugs entkoppelten) Verbrennungsmotors verbraucht wird.
Nach der Aktivierung sieht der oben genannte Segel-Betriebsmodus herkömmlicherweise vor, dass der Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang entkoppelt wird, typischerweise durch Ausrücken der Kupplung, und dass die Drehung des Motors anschließend gestoppt wird, wodurch die Kraftstoffeinspritzung vollständig abgeschaltet wird, während das Kraftfahrzeug ausrollt (d. h. sich durch Trägheit bewegt).
Dieser herkömmliche Segel-Betriebsmodus kann jedoch erhebliche Auswirkungen auf die Regeneration des DPF haben.
Wenn der Segel-Betriebsmodus während der Ausführung einer DPF-Regeneration betrieben wird, so wird insbesondere der Motor abgeschaltet und ist nicht mehr in der Lage, die heißen Abgase zu erzeugen, die zur Fortsetzung der Regeneration notwendig sind.
In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht ein Ziel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, die Stopp-Start-Segelstrategie mit den herkömmlichen Strategien zu koordinieren, welche die Regeneration des DPF steuern, so dass sie gleichzeitig ausgeführt werden können, ohne die oben erwähnten Nebenwirkungen hervorzurufen.
Ein anderer Zweck besteht darin, die oben genannten Ziele durch eine einfache, rationelle und relativ kostengünstige Lösung zu erzielen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese und andere Ziele werden durch die Ausführungsformen der Erfindung erreicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind. Die abhängigen Ansprüche umfassen bevorzugte und/oder vorteilhafte Aspekte dieser Ausführungsformen.
Eine Ausführungsform der Erfindung schafft insbesondere ein Kraftfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor, einer Kupplung, einem Partikelfilter und einem elektronischen Steuergerät ausgestattet ist, das dafür ausgelegt ist, während einer Regeneration des Partikelfilters eine Stopp-Start-Segelstrategie auszuführen, die vorsieht, dass die Kupplung ausgerückt wird und der Motor im Leerlauf betrieben wird.
Dank dieser Lösung wird der Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang entkoppelt, aber nicht abgeschaltet, wenn die DPF-Regeneration und die Stopp-Start-Segelstrategie gleichzeitig ausgeführt werden, so dass die Regeneration des DPF fortgesetzt werden kann, während der Motor im Leerlauf betrieben wird.
Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch noch immer deutlich gesenkt, ohne dass dies den Wirkungsgrad der DPF-Regeneration beeinträchtigt.
Wenn der Motor in den Leerlauf versetzt wird, kann es jedoch zu einem abrupten Rückgang sowohl der Motordrehzahl als auch der Motorlast kommen, wodurch aufgrund des Rückgangs der Motorlast (d. h. der eingespritzten Kraftstoffmenge) der Gehalt an Sauerstoff (O₂) der Abgase sinkt und wodurch aufgrund des Rückgangs der Motordrehzahl auch der Durchsatz der Abgase sinkt. Dies hat folgende Konsequenzen: Während die Kühlwirkung sinkt, die durch die im DPF strömenden Abgase hervorgerufen wird, führt der hohe Sauerstoffgehalt zu einer erheblichen Förderung der Verbrennung von Ruß und Partikeln.
Wenn die im DPF angesammelte Menge an Ruß und Partikeln noch hoch ist, typischerweise während der ersten Momente nach dem Beginn der Regeneration, kann es daher unter diesen Umständen zu einer unkontrollierten Verbrennung des Rußes kommen, was zu hohen Temperaturgradienten und Temperaturspitzen führt, die eine starke thermische Belastung des DPF zur Folge haben können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die oben genannte Stopp-Start-Segelstrategie somit umfassen, dass eine Strategie zum Schutz des Partikelfilters ausgeführt wird, die vorsieht, dass ein Zielwert für eine Kraftstoffmenge gesenkt wird, die mittels einer Nacheinspritzung in den Motor einzuspritzen ist.
Anders ausgedrückt bedeutet dies: Während ein Zielwert der Kraftstoffmenge, die bei jeder Nacheinspritzung einzuspritzen ist, durch eine laufende DPF-Regenerationsstrategie bestimmt wird, kann die Schutzstrategie aktiv werden, um den Zielwert zu senken, so dass die Kraftstoffmenge, die durch die Nacheinspritzungen tatsächlich eingespritzt wird, kleiner als die Menge ist, die von der DPF-Regenerationsstrategie angefordert wird.
Auf diese Weise wird die Temperatur der durch den DPF strömenden Abgase auf günstige Weise gesenkt, und unkontrollierte exotherme Reaktionen können vermieden werden, wodurch die thermische Belastung des Bauteils verringert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann diese Schutzstrategie insbesondere vorsehen, dass ein vorbestimmter Korrekturversatz vom Zielwert der Kraftstoffmenge subtrahiert wird.
Dieser Aspekt der Erfindung schafft eine einfache und zuverlässige Lösung zur Senkung der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann diese Schutzstrategie vorsehen, dass der Zielwert der Kraftstoffmenge mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor multipliziert wird.
Dieser Aspekt der Erfindung schafft eine andere einfache und zuverlässige Lösung zur Senkung der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass die Durchführung einer Nacheinspritzung verhindert wird.
Anders ausgedrückt kann die Schutzstrategie aktiv werden, um (z. B. mit einem EIN/AUS-Befehl) die Ausführung der Nacheinspritzungen zu verhindern, die ansonsten durch die laufende DPF-Regenerationsstrategie angefordert werden könnten.
Auf diese Weise wird die Temperatur der durch den DPF strömenden Abgase weiter gesenkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass eine Rückführung von Abgasen von einem Auslasskrümmer zu einem Einlasskrümmer des Motors ermöglicht wird.
Dank dieser Lösung bewirkt die Abgasmenge, die während der Regeneration zum Einlasskrümmer zurückgesendet wird, dass der Sauerstoffgehalt und die Temperatur der Abgase gesenkt werden, die aus den Zylindern des Motors austreten und durch den DPF strömen, wodurch die Verbrennung des Rußes und der Partikel im DPF erschwert wird und somit unkontrollierte Temperaturgradienten und Temperaturspitzen vermieden werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass mehrere sekundäre Einspritzungen durchgeführt werden
Die im Zylinder erfolgende Verbrennung der durch diese sekundären Einspritzungen eingespritzten Kraftstoffmengen bewirkt, dass ein Teil des in der Verbrennungsluft enthaltenen Sauerstoffs verbraucht wird, wodurch dieser Sauerstoff daran gehindert wird, den DPF zu erreichen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die oben genannte Schutzstrategie dann (und nur dann) ausgeführt werden, wenn eine Temperatur des Partikelfilters einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Dieser Aspekt der Erfindung ermöglicht es, die Schutzstrategie nur dann auszuführen, wenn die Temperatur des DPF bereits hoch genug ist, um die Verbrennung der Partikel und des Rußes zu bewirken.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Schutzstrategie dann (und nur dann) ausgeführt werden, wenn eine im Partikelfilter aufgefangene Rußmenge einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Dank dieses Aspekts der Erfindung kann die Schutzstrategie nur dann ausgeführt werden, wenn die im DPF aufgefangene Rußmenge so hoch ist, dass eine reale Möglichkeit besteht, dass die Regeneration außer Kontrolle gerät.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung schafft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, das mit einem Verbrennungsmotor, einer Kupplung und einem Partikelfilter ausgestattet ist, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, während einer Regeneration des Partikelfilters eine Stopp-Start-Segelstrategie auszuführen, die vorsieht, dass die Kupplung ausgerückt wird und der Motor im Leerlauf betrieben wird.
Diese Ausführungsform der Erfindung erzielt im Wesentlichen den gleichen Effekt, wie er oben unter Bezugnahme auf das Kraftfahrzeug beschrieben wurde, insbesondere den Effekt, dass die Stopp-Start-Segelstrategie ausgeführt wird, ohne den Wirkungsgrad der DPF-Regeneration zu beeinträchtigen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass ein Zielwert einer Kraftstoffmenge gesenkt wird, die mittels einer Nacheinspritzung in den Motor einzuspritzen ist.
Auf diese Weise wird die Temperatur der durch den DPF strömenden Abgase auf günstige Weise gesenkt, und unkontrollierte exotherme Reaktionen können vermieden werden, wodurch die thermische Belastung des Bauteils verringert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Schutzstrategie insbesondere vorsehen, dass ein vorbestimmter Korrekturversatz vom Zielwert der Kraftstoffmenge subtrahiert wird.
Dieser Aspekt der Erfindung schafft eine einfache und zuverlässige Lösung zur Senkung der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann diese Schutzstrategie vorsehen, dass der Zielwert der Kraftstoffmenge mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor multipliziert wird.
Dieser Aspekt der Erfindung schafft eine andere einfache und zuverlässige Lösung zur Senkung der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass die Durchführung einer Nacheinspritzung verhindert wird.
Auf diese Weise wird die Temperatur der durch den DPF stromenden Abgase weiter gesenkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass eine Rückführung von Abgasen von einem Auslasskrümmer zu einem Einlasskrümmer des Motors ermöglicht wird.
Der Effekt dieser Lösung besteht darin, dass der Sauerstoffgehalt und die Temperatur der Abgase gesenkt werden, die aus den Zylindern des Motors austreten und durch den DPF strömen, wodurch die Verbrennung des Rußes und der Partikel im DPF erschwert werden und somit unkontrollierte Temperaturgradienten und Temperaturspitzen vermieden werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass mehrere sekundäre Einspritzungen durchgeführt werden.
Die im Zylinder erfolgende Verbrennung der durch diese sekundären Einspritzungen eingespritzten Kraftstoffmengen bewirkt, dass ein Teil des in der Verbrennungsluft enthaltenen Sauerstoffs verbraucht wird, wodurch dieser Sauerstoff daran gehindert wird, den DPF zu erreichen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die oben genannte Schutzstrategie dann (und nur dann) ausgeführt werden, wenn eine Temperatur des Partikelfilters einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Dieser Aspekt der Erfindung ermöglicht es, die Schutzstrategie nur dann auszuführen, wenn die Temperatur des DPF bereits hoch genug ist, um die Verbrennung der Partikel und des Rußes zu bewirken.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Schutzstrategie dann (und nur dann) ausgeführt werden, wenn eine im Partikelfilter aufgefangene Rußmenge einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Dank dieses Aspekts der Erfindung kann die Schutzstrategie nur dann ausgeführt werden, wenn die im DPF aufgefangene Rußmenge so hoch ist, dass eine reale Möglichkeit besteht, dass die Regeneration außer Kontrolle gerät.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Hilfe eines Computerprogramms, das einen Programmcode zur Ausführung aller Schritte des oben beschriebenen Verfahrens umfasst, sowie in der Form eines Computerprogramm-Produkts, welches das Computerprogramm enthält, ausgeführt werden. Das Verfahren kann auch als elektromagnetische Signale ausgeführt sein, wobei die Signale derart moduliert werden, dass sie eine Sequenz von Datenbits tragen, die ein Computerprogramm zur Durchführung aller Schritte des Verfahrens darstellen.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung schafft ein Kraftfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor, einer Kupplung, einem Partikelfilter und Mitteln ausgestattet ist, um während einer Regeneration des Partikelfilters eine Stopp-Start-Segelstrategie auszuführen, die vorsieht, dass die Kupplung ausgerückt wird und der Motor im Leerlauf betrieben wird.
Diese Ausführungsform der Erfindung erzielt im Wesentlichen den gleichen Effekt, wie er oben unter Bezugnahme auf das Kraftfahrzeug beschrieben wurde, insbesondere den Effekt, dass die Stopp-Start-Segelstrategie ausgeführt wird, ohne den Wirkungsgrad der DPF-Regeneration zu beeinträchtigen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Mittel zur Ausführung der Stopp-Start-Segelstrategie Mittel zur Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass ein Zielwert einer Kraftstoffmenge gesenkt wird, die mittels einer Nacheinspritzung in den Motor einzuspritzen ist.
Auf diese Weise wird die Temperatur der durch den DPF strömenden Abgase auf günstige Weise gesenkt, und unkontrollierte exotherme Reaktionen können vermieden werden, wodurch die thermische Belastung des Bauteils verringert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Mittel zum Ausführen der Schutzstrategie dafür ausgelegt sein, einen vorbestimmten Korrekturversatz vom Zielwert der Kraftstoffmenge zu subtrahieren.
Dieser Aspekt der Erfindung schafft eine einfache und zuverlässige Lösung zur Senkung der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung können die Mittel zur Ausführung der Schutzstrategie dafür ausgelegt sein, den Zielwert der Kraftstoffmenge mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor zu multiplizieren.
Dieser Aspekt der Erfindung schafft eine andere einfache und zuverlässige Lösung zur Senkung der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung können die Mittel zur Ausführung der Stopp-Start-Segelstrategie Mittel zur Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsehen, dass die Durchführung einer Nacheinspritzung verhindert wird. Auf diese Weise wird die Temperatur der durch den DPF strömenden Abgase weiter gesenkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die Mittel zur Ausführung der Stopp-Start-Segelstrategie Mittel zur Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass eine Rückführung von Abgasen von einem Auslasskrümmer zu einem Einlasskrümmer des Motors ermöglicht wird.
Der Effekt dieser Lösung besteht darin, dass der Sauerstoffgehalt und die Temperatur der Abgase gesenkt werden, die aus den Zylindern des Motors austreten und durch den DPF strömen, wodurch die Verbrennung des Rußes und der Partikel im DPF erschwert wird und somit unkontrollierte Temperaturgradienten und Temperaturspitzen vermieden werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung können die Mittel zur Ausführung der Stopp-Start-Segelstrategie Mittel zur Ausführung einer Partikelfilter-Schutzstrategie umfassen, die vorsieht, dass mehrere sekundäre Einspritzungen durchgeführt werden.
Die im Zylinder erfolgende Verbrennung der durch diese sekundären Einspritzungen eingespritzten Kraftstoffmengen bewirkt, dass ein Teil des in der Verbrennungsluft enthaltenen Sauerstoffs verbraucht wird, wodurch dieser Sauerstoff daran gehindert wird, den DPF zu erreichen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Mittel zur Ausführung der Schutzstrategie dafür ausgelegt sein, die Schutzstrategie dann (und nur dann) auszuführen, wenn eine Temperatur des Partikelfilters einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Dieser Aspekt der Erfindung ermöglicht es, die Schutzstrategie nur dann auszuführen, wenn die Temperatur des DPF bereits hoch genug ist, um die Verbrennung der Partikel und des Rußes zu bewirken.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung können die Mittel zur Ausführung der Schutzstrategie dafür ausgelegt sein, die Schutzstrategie dann (und nur dann) auszuführen, wenn eine im Partikelfilter aufgefangene Rußmenge einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Dank dieses Aspekts der Erfindung kann die Schutzstrategie nur dann ausgeführt werden, wenn die im DPF aufgefangene Rußmenge so hoch ist, dass eine reale Möglichkeit besteht, dass die Regeneration außer Kontrolle gerät.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun soll die vorliegende Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
1 zeigt schematisch ein zu einem Kraftfahrzeug gehörendes Antriebssystem.
2 ist der Querschnitt A-A eines zu dem Antriebssystem von 1 gehörenden Verbrennungsmotors.
3 ist ein Fließdiagramm, das eine Stopp-Start-Segelstrategie für das Kraftfahrzeug von 1 zeigt.
4 ist ein Fließdiagramm, das eine Schutzstrategie für einen Partikelfilter zeigt, der zu dem Antriebssystem von 1 gehört.
GENAUE BESCHREIBUNG
Einige Ausführungsformen können ein Kraftfahrzeug 100 mit einem Antriebssystem 105 umfassen, das in den 1 und 2 gezeigt ist und das einen Verbrennungsmotor (ICE) 110 mit einem Motorblock 120 besitzt, der mindestens einen Zylinder 125 mit einem Kolben 140 definiert, der eine Kopplung aufweist, mit der die Kurbelwelle 145 gedreht wird. Die Kurbelwelle 145 kann eine Kopplung aufweisen, mit der ein Achsantrieb (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 100 gedreht wird, wie z. B. zwei oder mehr Antriebsräder, und zwar über eine Kraftübertragung, die ein Getriebe 147 und eine Kupplung 148 umfassen kann, die dafür ausgelegt ist, die Kurbelwelle 145 selektiv mit dem Getriebe 147 zu verbinden bzw. davon zu trennen. Die Kupplung 148 kann durch einen Elektromotor (nicht dargestellt) betätigt werden.
Ein Zylinderkopf 130 arbeitet mit dem Kolben 140 zusammen, um einen Verbrennungsraum 150 zu definieren. Ein Luft-Kraftstoffgemisch (nicht gezeigt) wird in den Verbrennungsraum 150 eingebracht und entzündet, was zu heißen expandierenden Verbrennungsgasen führt, die zu einer Hin- und Herbewegung des Kolbens 140 führen. Der Kraftstoff wird von mindestens einem Kraftstoffinjektor 160 zur Verfügung gestellt und die Luft durch mindestens einen Einlass 210. Der Kraftstoff wird unter hohem Druck von einem Kraftstoffrohr 170, das fluidzuleitend mit einer Hochdruckpumpe 180, die den Druck des von einer Kraftstoffquelle 190 kommenden Kraftstoffs erhöht, verbunden ist, zum Kraftstoffinjektor 160 geführt. Jeder der Zylinder 125 hat mindestens zwei Ventile 215, die von einer Nockenwelle 135 betrieben werden, die sich zeitgleich mit der Kurbelwelle 145 dreht. Die Ventile 215 lassen selektiv Luft vom Einlass 210 in den Verbrennungsraum 150 und erlauben alternierend den Auslass der Abgase durch den Auslass 220. In einigen Beispielen wird ein Nockenwellenverstellsystem 155 genutzt, um selektiv die zeitliche Abfolge zwischen der Nockenwelle 135 und der Kurbelwelle 145 zu verändern.
Die Luft kann den Lufteinlässen 210 über einen Einlasskrümmer 200 zugeführt werden. Ein Lufteinlassrohr 205 führt dem Einlasskrümmer 200 Umgebungsluft zu. In anderen Ausführungsformen kann eine Drosselklappe 330 gewählt werden, um den Luftstrom zum Einlasskrümmer 200 zu regeln. In weiteren Ausführungsformen wird ein System für komprimierte Luft wie beispielsweise ein Turbolader 230 mit einem Kompressor 240, der sich zusammen mit einer Turbine 250 dreht, eingesetzt. Die Drehung des Kompressors 240 erhöht den Druck und die Temperatur der Luft im Einlassrohr 205 und im Einlasskrümmer 200. Ein im Einlassrohr 205 enthaltender Intercooler 260 kann die Temperatur der Luft reduzieren. Die Turbine 250 dreht sich beim Einströmen der von einem Auslasskrümmer 225 kommenden Abgase, der Abgas vom Auslass 220 durch eine Serie von Leitschaufeln leitet, bevor es durch die Turbine 250 expandiert wird. Dieses Beispiel zeigt eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) mit einem VGT-Aktuator 290, der ausgebildet ist, um die Leitschaufeln bzw. Flügel zu bewegen, damit die Flügel das Strömen des Abgases durch die Turbine 250 ändern. In anderen Ausführungsformen kann der Turbolader 230 eine feste Geometrie haben und/oder ein Wastegate-Ventil umfassen. Einige Ausführungsform können ein Abgasrückführungssystem (EGR) 300 mit einer EGR-Leitung 305 umfassen, die den Auslass des Auslasskrümmers 225 fluidzuleitend mit dem Einlass des Einlasskrümmers 200 verbindet, wodurch ein Teil des Abgases mit der Verbrennungsluft gemischt werden kann. Das EGR-System 300 kann ferner einen in der EGR-Leitung 305 angeordneten EGR-Kühler 310 umfassen, um die Temperatur der Abgase im EGR-System 300 zu senken. Es kann ein EGR-Ventil 320 vorgesehen sein, um den Durchsatz der Abgase in der EGR-Leitung 305 zu regulieren.
Stromabwärts von der Turbine 250 werden die Abgase in ein Nachbehandlungssystem 270 geleitet. Das Nachbehandlungssystem 270 kann ein Abgasrohr 275 aufweisen, das eine oder mehrere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen hat. Nachbehandlungsvorrichtungen können beliebige Vorrichtungen sein, mit denen die Zusammensetzung der Abgase geändert werden kann. Einige Beispiele von Nachbehandlungsvorrichtungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, katalytische (Zwei- und Drei-Wege-)Konverter, Oxidationskatalysatoren, NOx-Fallen für den Magerbetrieb (lean NOx traps), Kohlenwasserstoffadsorber, Systeme für die selektive katalytische Reduktion (SCR) und Partikelfilter.
In der Ausführungsform von 1 umfasst das Nachbehandlungssystem 270 insbesondere einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 500, der im Abgasrohr 275 in der Nähe der Turbine 250 angeordnet ist, und einen Dieselpartikelfilter (DPF) 505, der im Abgasrohr 275 stromabwärts vom DOC 500 angeordnet ist. Der DOC 500 und der DPF 505 können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Eine Lambdasonde 510 und ein Temperatursensor 515 können im Abgasrohr 275 zwischen der Turbine 250 und dem DOC 500 angeordnet sein, um die Sauerstoffkonzentration bzw. die Temperatur des Abgases am Einlass des DOC 500 zu messen. Eine zweite Lambdasonde 520 und ein zweiter Temperatursensor 525 können im Gehäuse zwischen dem DOC 500 und dem DPF 505 angeordnet sein, um die Sauerstoffkonzentration bzw. die Temperatur des Abgases am Einlass des DPF 505 zu messen. Ein Drucksensor 530 kann vorgesehen sein, um den Druckabfall im DPF 505 zu messen. Ein Rußsensor 535 kann ebenfalls im Abgasrohr 275 stromabwärts vom DPF 505 angeordnet sein, um die Rußkonzentration in den Abgasen zu messen.
Das Antriebssystem 105 kann weiterhin ein elektronisches Steuergerät (ECM) 450 aufweisen, das dazu konfiguriert ist, Signale von oder nach verschiedenen, mit dem ICE 110 verbundenen Sensoren und/oder Geräten zu senden bzw. zu empfangen. Das ECM 450 kann Eingangssignale von verschiedenen Sensoren empfangen, die dafür ausgelegt sind, die Signale zu erzeugen, die proportional zu verschiedenen physikalischen Parametern in Zusammenhang mit dem ICE 110 sind. Die Sensoren umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen Luftmassenfluss- und Temperatursensor 340, einen Druck- und Temperatursensor 350 für den Krümmer, einen Sensor 360 für den Druck im Verbrennungsraum, Sensoren 380 für die Kühlflüssigkeits- und die Öltemperatur und/oder den zugehörigen Füllstand, einen Drucksensor 400 für den Kraftstoff, einen Nockenwellenpositionssensor 410, einen Kurbelwellenpositionssensor 420, einen Tachometer 430 zum Messen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100, einen EGR-Temperatursensor 440 sowie einen Positionssensor 445 für das Gaspedal. Zu den Sensoren gehören auch alle oben erwähnten Sensoren des Nachbehandlungssystems 270. Weiterhin kann das ECM 450 an verschiedene Steuergeräte Ausgangssignale ausgeben, um den Betrieb des ICE 110 zu steuern, beispielsweise an Kraftstoffinjektoren 160, an die Drossel 330, an das EGR-Ventil 320, an den VGT-Aktuator 290, an den Aktuator der Kupplung 148 und an das Nockenwellenverstellsystem 155. Es ist anzumerken, dass gestrichelte Linien benutzt werden, um verschiedene Verbindungen zwischen den verschiedenen Sensoren, Vorrichtungen und dem ECM 450 anzudeuten, wobei aber andere zu Zwecken der Klarheit weggelassen sind.
Das Steuergerät 450 kann eine mit einem Speichersystem und einem Bussystem datenverbundene digitale Mikroprozessoreinheit (CPU) besitzen. Die CPU ist ausgebildet, Befehle, die als ein in einem Speichersystem 460 abgelegtes Programm ausgeführt sind, abzuarbeiten, Eingangssignale vom Datenbus zu erfassen und Ausgangssignale an den Datenbus abzugeben. Das Speichersystem 460 kann verschiedene Speichermedien wie optische, magnetische, Festkörper- und andere nicht-flüchtige Medien besitzen. Der Datenbus kann dafür ausgelegt sein, analoge und/oder digitale Signale an die verschiedenen Sensoren und Steuervorrichtungen zu senden, von diesen zu empfangen und diese Signale zu modulieren. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit den ICE 110 steuern kann. Das im Speichersystem 460 abgelegte Programm wird dem Steuergerät von außen kabelgebunden oder per Funk zugeführt. Außerhalb des Antriebssystems 105 tritt es regelmäßigerweise auf einem Computerprogrammprodukt in Erscheinung, welches im Fachgebiet auch als computer- oder maschinenlesbares Medium bezeichnet wird, und das als ein Computerprogrammcode auf einem Träger verstanden werden soll. Der Träger kann dabei flüchtiger oder nicht-flüchtiger Natur sein mit der Folge, dass man auch von einer flüchtigen oder nicht-flüchtigen Natur des Computerprogrammprodukts sprechen kann.
Ein Beispiel für ein flüchtiges Computerprogrammprodukt ist ein Signal, bspw. ein elektromagnetisches Signal wie ein optisches Signal, das ein flüchtiger Träger für den Computerprogrammcode ist. Das Tragen des Computerprogrammcodes kann durch Modulieren des Signals mit einem konventionellen Modulationsverfahren wie QPSK für digitale Daten erreicht werden, so dass binäre Daten, die den Computerprogrammcode repräsentieren, dem flüchtigen elektromagnetischen Signal aufgeprägt sind. Solche Signale werden zum Beispiel benutzt, wenn ein Computerprogrammcode kabellos über eine WiFi-Verbindung zu einem Laptop übertragen wird.
Im Fall eines nicht-flüchtigen Computerprogrammprodukts ist ein Computerprogrammcode in einem substratgebundenen Speichermedium verkörpert. Das Speichermedium ist dann der oben genannte nicht-flüchtige Träger, so dass der Computerprogrammcode permanent oder nicht-permanent auf abrufbare Weise in oder auf dem Speichermedium abgelegt ist. Das Speichermedium kann konventioneller Art sein, wie es im Bereich der Computertechnologie bekannt ist, bspw. ein flash memory, ein Asic, eine CD und dergleichen.
Anstelle eines Motorsteuergeräts 450 kann das Antriebssystem 105 eine andere Art von Prozessor haben, um die elektronische Logik bereitzustellen, bspw. ein eingebettetes Steuergerät (engl. embedded controller), einen Bordcomputer oder jede andere Art von Prozessor, die in einem Fahrzeug verwendet werden kann.
Wie dies im Fließdiagramm von 3 dargestellt wird, kann das ECM 450 dafür ausgelegt sein, den DPF 505 periodisch zu regenerieren (Block S100). Die Regeneration des DPF 505 kann automatisch gestartet werden, wenn die im DPF 505 aufgefangene Rußmenge ein kritisches Niveau übersteigt, das zum Beispiel mit 10 g/l (d. h. Gramm Ruß pro Liter DPF) quantifiziert werden kann.
Zur Durchführung dieser Regeneration kann das ECM 450 dafür ausgelegt sein, eine (an sich bekannte) DPF-Regenerationsstrategie auszuführen, die dazu dient, die Temperatur der Abgase zu erhöhen, die durch den DPF 505 strömen, wodurch der DPF 505 auf eine Temperatur (z. B. 600°C) erhitzt wird, welche die Verbrennung des angesammelten Rußes auslöst. Gemäß dieser DPF-Regenerationsstrategie kann die Abgastemperatur erhöht werden, indem die Kraftstoffinjektoren 160 so betrieben werden, dass sie pro Motorzyklus eine Vielzahl aufeinanderfolgender Kraftstoffeinspritzungen (auch als Einspritzimpulse bezeichnet) gemäß einem vorbestimmten und speziellen Mehrfacheinspritzmuster vornehmen.
Dieses Mehrfacheinspritzmuster kann eine so genannte Haupt-Kraftstoffeinspritzung umfassen, die durchgeführt wird, kurz bevor der Kolben 140 seinen oberen Totpunkt (OTP) am Ende des Verdichtungstakts erreicht. Die Haupt-Kraftstoffeinspritzung stellt eine relativ große Kraftstoffmenge bereit, die an der Kurbelwelle 145 ein den Anforderungen des Lenkers entsprechendes Drehmoment erzeugen kann.
Das Mehrfacheinspritzmuster kann auch eine oder mehrere Voreinspritzungen umfassen, die während des Verdichtungstakts des Kolbens 140 unmittelbar vor der Haupteinspritzung durchgeführt werden. Bei der Kraftstoffmenge, die durch jede Voreinspritzung bereitgestellt wird, handelt es sich normalerweise um eine geringe Menge Kraftstoff, zum Beispiel etwa 1 mm³, die den Effekt hat, die Explosivität der Haupteinspritzung und somit die Vibration des Motors 110 zu reduzieren.
Das Mehrfacheinspritzmuster kann auch eine oder mehrere sekundäre Einspritzungen umfassen. Bei einer sekundären Einspritzung handelt es sich um eine Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsraum 150, die erfolgt, nachdem der Kolben 140 zu Beginn des Arbeitstakts den oberen Totpunkt (OTP) erreicht hat, wobei sie aber vor der Öffnung des Auslasses 220 stattfindet. Die mittels einer sekundären Einspritzung bereitgestellte Kraftstoffmenge, bei der es sich normalerweise um eine geringe Menge (z. B. 1 mm³) handelt, hat eine vernachlässigbare Auswirkung auf das vom Motor 110 erzeugte Drehmoment, verbrennt jedoch im Verbrennungsraum 150, wodurch die Temperatur der Abgase erhöht wird, die nach dem Öffnen des Auslasses 220 durch das Abgasrohr 275 und das Nachbehandlungssystem 270 strömen.
Das Mehrfacheinspritzmuster kann auch eine oder mehrere Nacheinspritzungen umfassen. Eine Nacheinspritzung ist eine Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsraum 150, die nach dem Öffnen des Auslasses 220 am Ende des Arbeitstakts durchgeführt wird. Die mittels einer Nacheinspritzung zugeführte Kraftstoffmenge, bei der es sich normalerweise um eine geringe Menge (z. B. 1 mm³) handelt, verbrennt nicht im Verbrennungsraum 150, sondern wird unverbrannt durch den Auslass 220 ausgestoßen und strömt zum Nachbehandlungssystem 270. Tatsächlich kann diese Kraftstoffmenge entlang des Abgasrohrs 275 und/oder im DOC 500 verbrennen, wodurch heiße Abgase erzeugt werden, die diese Vorrichtungen und die stromabwärts angeordneten Vorrichtungen erwärmen können. Zur Durchführung dieser Nacheinspritzungen kann das ECM 450 im Rahmen der DPF-Regenerationsstrategie in Echtzeit einen Zielwert F_tar der Kraftstoffmenge bestimmen, die durch jede Kraftstoff-Nacheinspritzung einzuspritzen ist, und anschließend die Kraftstoffinjektoren 160 entsprechend betreiben. Der Zielwert F_tar der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge kann auf Basis des Motorbetriebspunkts bestimmt werden, d. h. auf Basis der aktuellen Motordrehzahl- und Motorlastwerte.
Das ECM 450 kann auch dafür ausgelegt sein, das Kraftfahrzeug 100 gemäß einer Stopp-Start-Segelstrategie zu betreiben, die den Zweck hat, den Kraftstoffverbrauch und somit die Schadstoffemissionen des Verbrennungsmotors 110 zu senken (siehe das Fließdiagramm von 3).
Die Stopp-Start-Segelstrategie sieht gewöhnlich vor, einen Wert Q_req des Drehmoments zu bestimmen, das vom Lenker des Kraftfahrzeugs 100 angefordert wird (Block S105). Der angeforderte Drehmomentwert Q_req kann vom ECM 450 auf Basis der Position des Gaspedals bestimmt werden, wie sie vom Sensor 445 gemessen wird.
Der angeforderte Drehmomentwert Q_req wird anschließend mit zwei Schwellenwerten verglichen (Block S110). Ein erster Schwellenwert Q_mot kann für das Drehmoment stehen, das vom für sich allein betrachteten (d. h. vom Antriebsstrang entkoppelten) Verbrennungsmotor 110 aufgrund von mechanischer Reibung und Pumpverlusten verbraucht wird. Ein zweiter Schwellenwert Q_rl kann für das Drehmoment stehen, das vom Kraftfahrzeug 100 (an den Antriebsrädern) benötigt wird, um sich mit konstanter Geschwindigkeit fortzubewegen.
Jedes Mal, wenn sich der Drehmomentwert Q_req zwischen dem ersten Schwellenwert Q_mot und dem zweiten Schwellenwert Q_rl befindet, kann das ECM 450 dafür sorgen, dass ein Segel-Betriebsmodus aktiviert wird (Block S115), der sofort deaktiviert wird, sobald der Drehmomentwert Q_req unter den ersten Schwellenwert Q_mot fällt oder den zweiten Schwellenwert Q_rl übersteigt. Um eine zu häufige Aktivierung des Segel-Betriebsmodus zu verhindern, kann der zweite Schwellenwert Q_rl um einen vorbestimmten Versatz in Bezug auf das Drehmoment vermindert sein, das tatsächlich notwendig ist, um das Kraftfahrzeug 100 mit konstanter Geschwindigkeit anzutreiben.
Wenn der Segel-Betriebsmodus aktiviert wird, während keine DPF-Regeneration läuft, sorgt das ECM 450 herkömmlicherweise im Rahmen der Stopp-Start-Segelstrategie dafür, dass die Kupplung 148 ausgerückt wird, um den Verbrennungsmotor 110 vom Antriebsstrang zu entkoppeln und unmittelbar darauf den Motor 110 zu stoppen. Auf diese Weise wird kein Kraftstoff verbraucht, und das Kraftfahrzeug rollt aus.
Wenn hingegen der Segel-Betriebsmodus aktiviert wird, während eine DPF-Regeneration läuft (Block S120), kann das ECM 405 im Rahmen der Stopp-Start-Segelstrategie die Kupplung 148 ausrücken (Block S125), um den Verbrennungsmotor 110 vom Antriebsstrang zu trennen, und unmittelbar darauf den Motor 110 im Leerlauf, d. h. mit Motordrehzahl- und Motorlast-Mindestwerten, betreiben (Block S130). Während das Kraftfahrzeug ausrollt, ist der Verbrennungsmotor 110 somit immer noch in der Lage, die Kraftstoffeinspritzungen vorzunehmen und die heißen Abgase zu erzeugen, die zur Aufrechterhaltung der DPF-Regeneration notwendig sind.
Das ECM 405 kann in diesem zweiten Fall im Rahmen der Stopp-Start-Segelstrategie einen Wert S einer Rußmenge überwachen, die sich noch immer im DPF 505 befindet (Block S135), und den Rußmengenwert S mit einem vorbestimmten Schwellenwert S_th vergleichen (Block S140). Der Rußmengenwert S kann mittels eines (an sich bekannten) Schätzmodells geschätzt werden, das als Ausgabe einen im DPF 505 verbleibenden Restrußanteil ermittelt. Dieser Anteil wird als jene Rußmenge bezeichnet, die zu Beginn der Regeneration ursprünglich im DPF 505 aufgefangen war. Der Schwellenwert S_th kann ein Rußmengenwert sein, über dem es im DPF 505 zu unkontrollierten exothermen Reaktionen kommen könnte. Der Schwellenwert S_th kann ein Kalibrationsparameter sein, der durch Versuche bestimmt wird und/oder auf theoretischen Überlegungen basiert. Beispielsweise kann der Schwellenwert S_th jeglicher Wert über 80% Restruß sein, wobei er insbesondere auf 85% festgesetzt werden kann.
Gleichzeitig kann das ECM im Rahmen der Stopp-Start-Segelstrategie einen Wert T einer Temperatur des DPF 505 überwachen (Block S145) und diesen Temperaturwert T mit einem vorbestimmten Schwellenwert T_th vergleichen (Block S150). Der Wert T der DPF-Temperatur kann auf Basis der Temperatur der Abgase am DPF-Einlas geschätzt werden, wie sie durch den Temperatursensor 525 gemessen wird. Der Schwellenwert T_th kann ein Temperaturwert sein, unter dem der im DPF 505 enthaltene Ruß nicht verbrennen kann, so dass es zu keiner unkontrollierten exothermen Reaktion kommen kann. Der Schwellenwert T_th kann ein Kalibrationsparameter sein, der durch Versuche bestimmt wird und/oder auf theoretischen Überlegungen basiert. Beispielsweise kann der Schwellenwert T_th jeglicher Wert über 500°C sein, wobei er insbesondere auf 550°C oder 590°C festgesetzt werden kann.
Wenn der Rußmengenwert Q den Schwellenwert Q_th übersteigt und gleichzeitig der Temperaturwert T den Schwellenwert T_th übersteigt (Block S155), kann das ECM 405 im Rahmen der Stopp-Start-Segelstrategie eine Schutzstrategie ausführen, die dazu bestimmt ist, den DPF 505 vor übermäßigen thermischen Belastungen zu schützen (Block S160). Nachdem die Schutzstrategie aktiviert wurde, kann sie so lange ausgeführt werden, wie die oben genannte Bedingung erfüllt ist. Wenn die Bedingung nicht mehr erfüllt ist, kann die Schutzstrategie deaktiviert werden, und die Regeneration des DPF 505 kann fortgesetzt werden, wie dies die laufende Regenerationsstrategie vorsieht.
Wie dies schematisch im Fließdiagramm von 4 dargestellt ist, kann das ECM 450 im Rahmen der Schutzstrategie die mittels der Kraftstoff-Nacheinspritzungen eingespritzte Kraftstoffmenge reduzieren (Block S165). Anders ausgedrückt kann die Schutzstrategie aktiv werden, um den Zielwert F_tar der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge zu senken, die durch die laufende DPF-Regenerationsstrategie bestimmt wird, so dass die Kraftstoffmenge, die durch die Nacheinspritzungen tatsächlich eingespritzt wird, kleiner als die Menge ist, die von der DPF-Regenerationsstrategie angefordert wird.
Dazu kann das ECM 450 einfach einen vorbestimmten Korrekturversatz C vom Zielwert F_tar der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge subtrahieren: F_tar = F_tar – C. Der Korrekturversatz C kann ein Kalibrationsparameter sein, der durch Versuche bestimmt wird und/oder auf theoretischen Überlegungen basiert. Beispielsweise kann der Korrekturversatz C jeglicher Wert zwischen 1 und 2 mm³ sein.
Als Alternative kann das ECM 450 den Zielwert F_tar der Nacheinspritzungs-Kraftstoffmenge mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor G multiplizieren: F_tar = F_tar × G. Der Korrekturfaktor G kann ein Kalibrationsparameter sein, der durch Versuche bestimmt wird und/oder auf theoretischen Überlegungen basiert. Beispielsweise kann der Korrekturfaktor G gleich 0,5 oder ein ähnlicher Wert sein.
In einigen Ausführungsformen kann das ECM 450 im Rahmen der Schutzstrategie jegliche Nacheinspritzung zur Gänze verhindern. Anders ausgedrückt kann die Schutzstrategie aktiv werden, um die Ausführung der Nacheinspritzungen zu verhindern, die ansonsten durch die laufenden DPF-Regenerationsstrategie angefordert werden könnten. Auf diese Weise wird das ECM 450 gezwungen, während der Ausführung der Schutzstrategie den Kraftstoff gemäß einem Einspritzmuster (z. B. einem Mehrfacheinspritzmuster), das keinerlei Nacheinspritzung umfasst, in die Verbrennungsräume 150 des Motors einzuspritzen. Dies kann erfolgen, indem ein EIN/AUS-Befehl ausgeführt wird, der in die DPF-Regenerationsstrategie eingreift, um die Nacheinspritzung selektiv zu aktivieren/zu deaktivieren, oder indem der Korrekturfaktor G selektiv auf null gesetzt wird.
Das ECM 450 kann im Rahmen der Schutzstrategie (alternativ oder zusätzlich) eine Rückführung von Abgasen vom Auslasskrümmer 225 zum Einlasskrümmer 200 des Motors 110 ermöglichen (Block S170). Um diese Rückführung zu bewerkstelligen, kann das ECM 450 dafür ausgelegt sein, das EGR-Ventil 320 zu betätigen, um die EGR-Leitung 305 wenigstens teilweise zu öffnen, so dass die Abgase darin passieren können. Die Menge des rückgeführten Abgases kann durch das ECM 450 reguliert werden, um die Temperatur und den Sauerstoffgehalt der vom Motor 110 erzeugten Abgase entsprechend zu senken.
Das ECM 450 kann im Rahmen der Schutzstrategie (alternativ oder zusätzlich) mehrere sekundäre Einspritzungen vornehmen (Block S175). Anders ausgedrückt kann die Schutzstrategie vorsehen, dass das ECM 450 gezwungen wird, den Kraftstoff gemäß einem Einspritzmuster (z. B. einem Mehrfacheinspritzmuster), das eine Vielzahl sekundärer Einspritzungen umfasst, in die Verbrennungsräume 150 des Motors einzuspritzen. Die im Zylinder erfolgende Verbrennung der durch diese sekundären Einspritzungen eingespritzten Kraftstoffmengen verbraucht einen Teil des in der Verbrennungsluft enthaltenen Sauerstoffs, wodurch der Sauerstoffgehalt der vom Verbrennungsmotor 110 erzeugten Abgase weiter reduziert wird.
Durch diese Vorgänge wird es möglich, die Verbrennung von Ruß und Partikeln im DPF 505 zu erschweren und somit unkontrollierte Temperaturgradienten und Temperaturspitzen zu verhindern.
In der vorstehenden Zusammenfassung und genauen Beschreibung wurde wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt; es sollte jedoch beachtet werden, dass es eine große Anzahl von Abänderungsmöglichkeiten gibt. Es sollte auch beachtet werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu dienen, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder den Aufbau in welcher Weise auch immer einzuschränken. Vielmehr wird die vorstehende Zusammenfassung und genaue Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung zur Umsetzung von wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform bieten, wobei es sich von selbst versteht, dass verschiedene Abänderungen bei den Funktionen und Anordnungen der anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen und ihren rechtlichen Äquivalenten definiert ist.
Bezugszeichenliste

100: Kraftfahrzeug
105: Antriebssystem
110: Verbrennungsmotor
120: Motorblock
125: Zylinder
130: Zylinderkopf
135: Nockenwelle
140: Kolben
145: Kurbelwelle
147: Getriebe
148: Kupplung
150: Verbrennungsraum
155: Nockenwellenverstellsystem
160: Kraftstoffinjektor
170: Kraftstoffrohr
180: Kraftstoffpumpe
190: Kraftstoffquelle
200: Einlasskrümmer
205: Lufteinlassrohr
210: Einlass
215: Ventile
220: Auslass
225: Auslasskrümmer
230: Turbolader
240: Kompressor
250: Turbine
260: Intercooler
270: Nachbehandlungssystem
275: Abgasrohr
290: VGT-Aktuator
300: Abgasrückführungssystem (EGR)
305: EGR-Leitung
310: EGR-Kühler
320: EGR-Ventil
330: Drosselklappe
340: Massenfluss- und Temperatursensor für die Luft
350: Sensor für Krümmerdruck und -temperatur
360: Verbrennungsdrucksensor
380: Sensoren für Kühlflüssigkeits- und Öltemperatur und den zugehörigen Füllstand
400: Kraftstoffleistendrucksensor
410: Nockenwellenpositionssensor
420: Kurbelwellenpositionssensor
430: Tachometer
440: EGR-Temperatursensor
445: Gaspedalpositionssensor
450: elektronisches Steuergerät (ECM)
460: Speichersystem
500: LNT-DOC
505: DPF
510: Lambdasonde
515: Temperatursensor
520: Lambdasonde
525: Temperatursensor
530: Drucksensor
535: Rußsensor
S100: Block
S105: Block
S110: Block
S120: Block
S125: Block
S130: Block
S135: Block
S140: Block
S145: Block
S150: Block
S155: Block
S160: Block
S165: Block
S170: Block
S175: Block

Claims

Kraftfahrzeug (100), das mit einem Verbrennungsmotor (110), einer Kupplung (148), einem Partikelfilter (505) und einem elektronischen Steuergerät (450) ausgestattet ist, das dafür ausgelegt ist, während einer Regeneration des Partikelfilters (505) eine Stopp-Start-Segelstrategie auszuführen, die vorsieht, dass die Kupplung (148) ausgerückt wird und der Motor (110) im Leerlauf betrieben wird.
Kraftfahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Strategie zum Schutz des Partikelfilters (505) umfasst, die vorsieht, dass ein Zielwert einer Kraftstoffmenge gesenkt wird, die mittels einer Nacheinspritzung in den Motor (110) einzuspritzen ist.
Kraftfahrzeug (100) nach Anspruch 2, wobei die Schutzstrategie vorsieht, dass ein vorbestimmter Korrekturversatz vom Zielwert der Kraftstoffmenge subtrahiert wird.
Kraftfahrzeug (100) nach Anspruch 2, wobei die Schutzstrategie vorsieht, dass der Zielwert der Kraftstoffmenge mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor multipliziert wird.
Kraftfahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Strategie zum Schutz des Partikelfilters (505) umfasst, die vorsieht, dass die Durchführung einer Nacheinspritzung verhindert wird.
Kraftfahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Strategie zum Schutz des Partikelfilters (505) umfasst, die vorsieht, dass eine Rückführung von Abgasen von einem Auslasskrümmer (225) zu einem Einlasskrümmer (200) des Motors (110) möglich wird.
Kraftfahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stopp-Start-Segelstrategie die Ausführung einer Strategie zum Schutz des Partikelfilters (505) umfasst, die vorsieht, dass mehrere sekundäre Einspritzungen durchgeführt werden.
Kraftfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das elektronische Steuergerät (450) dafür ausgelegt ist, die Schutzstrategie auszuführen, wenn eine Temperatur des Partikelfilters (505) einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Kraftfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das elektronische Steuergerät (450) dafür ausgelegt ist, die Schutzstrategie auszuführen, wenn eine im Partikelfilter (505) aufgefangene Rußmenge einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.