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DE112017003919T5 - Method and device for engine control - Google Patents

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DE112017003919T5
DE112017003919T5 DE112017003919.3T DE112017003919T DE112017003919T5 DE 112017003919 T5 DE112017003919 T5 DE 112017003919T5 DE 112017003919 T DE112017003919 T DE 112017003919T DE 112017003919 T5 DE112017003919 T5 DE 112017003919T5
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DE
Germany
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particulate filter
oxygen content
exhaust gas
exhaust system
downstream
Prior art date
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Pending
Application number
DE112017003919.3T
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German (de)
Inventor
Nick Wicks
Michael Davies
David Blaikley
Ian Parsons
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.)
Jaguar Land Rover Ltd
Original Assignee
Jaguar Land Rover Ltd
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Publication date
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Motorsteuereinheit (7) zum Steuern eines Verbrennungsmotors (2) zum Regenerieren eines in einem Abgassystem (3) angeordneten Partikelfilters (6). Die Motorsteuereinheit (7) weist zumindest einen Prozessor (8) auf, der konfiguriert ist, um ein erstes Signal (SIG1) von einem ersten Sauerstoffsensor (10) zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem (3) stromabwärts des Partikelfilters (6) zu empfangen. Eine Speichervorrichtung (9) mit darin gespeicherten Befehlen ist mit dem zumindest einen Prozessor (8) gekoppelt. Der zumindest eine Prozessor (8) ist konfiguriert, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors (2) in Abhängigkeit vom ersten Signal (SIG1) zu steuern. Die Motorsteuereinheit (7) findet insbesondere Anwendung bei der Steuerung eines Benzinmotors. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf ein Fahrzeug (1) mit einer Motorsteuereinheit (7) zum Steuern des Verbrennungsmotors (2) und auf ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (2).

Figure DE112017003919T5_0000
The present disclosure relates to an engine control unit (7) for controlling an internal combustion engine (2) for regenerating a particulate filter (6) disposed in an exhaust system (3). The engine control unit (7) has at least one processor (8) configured to receive a first signal (SIG1) from a first oxygen sensor (10) for determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system (3) downstream of the particulate filter (6) receive. A memory device (9) having instructions stored therein is coupled to the at least one processor (8). The at least one processor (8) is configured to control the lambda (λ) of the internal combustion engine (2) in response to the first signal (SIG1). The engine control unit (7) finds particular application in the control of a gasoline engine. The present disclosure also relates to a vehicle (1) having an engine control unit (7) for controlling the internal combustion engine (2) and a method for controlling an internal combustion engine (2).
Figure DE112017003919T5_0000

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Verfahren und die Vorrichtung zur Motorsteuerung. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Motorsteuereinheit, auf ein Fahrzeug und auf ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors. Die Motorsteuereinheit wird insbesondere bei Benzinmotoren eingesetzt.The present disclosure relates to the method and apparatus for engine control. More particularly, but not exclusively, the present disclosure relates to an engine control unit, a vehicle, and a method of controlling an internal combustion engine. The engine control unit is used in particular in gasoline engines.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor beinhaltet typischerweise Nachbehandlungssysteme zur Behandlung von Abgasen, die während eines Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors ausgestoßen werden. Die Nachbehandlungssysteme sind in einem Abgassystem zum Führen von Abgasen aus dem Verbrennungsmotor vorgesehen. Es ist bekannt, dass ein oder mehrere Katalysatoren, wie beispielsweise ein Dreiwegekatalysator (Three-Way Catalyst (TWC)) zur Reduzierung von Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC) und Stickoxiden (NOx), vorgesehen sind. Das Abgassystem eines Benzinmotors kann beispielsweise einen Starterkatalysator und einen Hauptkatalysator umfassen. Das Nachbehandlungssystem kann auch einen Partikelfilter beinhalten. Der Partikelfilter fängt kohlenstoffhaltiges Partikelmaterial ein, um zu verhindern, dass es mit dem Abgas in die Atmosphäre abgegeben wird. Der Partikelfilter wird durch Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials regeneriert. Die Oxidation wird bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff durchgeführt. Oxidation kann bei Temperaturen von über 400 °C auftreten, aber die Rate steigt exponentiell mit der Temperatur. Die Oxidationsrate im Temperaturbereich von 400 °C bis 500 °C kann beispielsweise relativ niedrig sein (obwohl sie sich für die passive Regeneration des Partikelfilters als nützlich erweisen kann). Bei Temperaturen von über 500 °C ist die Oxidationsrate höher und die Regeneration des Partikelfilters kann durchgeführt werden, um angesammeltes kohlenstoffhaltiges Partikelmaterial zu oxidieren. Bei Benzinpartikelfiltern ist die Oxidationstemperatur für einen beschichteten Benzinpartikelfilter vorzugsweise höher als 600 °C und für einen unbeschichteten Benzinpartikelfilter vorzugsweise höher als 650 °C.A vehicle having an internal combustion engine typically includes aftertreatment systems for treating exhaust gases discharged during a combustion cycle of the internal combustion engine. The aftertreatment systems are provided in an exhaust system for carrying exhaust gases from the internal combustion engine. It is known that one or more catalysts, such as a Three-Way Catalyst (TWC), are provided to reduce carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxides (NOx). The exhaust system of a gasoline engine may include, for example, a starter catalyst and a main catalyst. The aftertreatment system may also include a particulate filter. The particulate filter traps carbonaceous particulate matter to prevent it from being released into the atmosphere with the exhaust gas. The particulate filter is regenerated by oxidation of the carbonaceous particulate material. The oxidation is carried out at high temperatures with oxygen. Oxidation can occur at temperatures above 400 ° C, but the rate increases exponentially with temperature. For example, the oxidation rate in the temperature range of 400 ° C to 500 ° C may be relatively low (although it may prove useful for the passive regeneration of the particulate filter). At temperatures above 500 ° C, the oxidation rate is higher and the regeneration of the particulate filter can be performed to oxidize accumulated carbonaceous particulate material. For gasoline particulate filters, the oxidation temperature for a coated gasoline particulate filter is preferably higher than 600 ° C, and for an uncoated gasoline particulate filter, preferably higher than 650 ° C.

Bei Dieselpartikelfiltern steht überschüssiger Sauerstoff zur Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im Partikelfilter zur Verfügung. Allerdings ist die Abgastemperatur bei normalem Gebrauch möglicherweise nicht ausreichend, und möglicherweise bedarf es Regenerationsstrategien, um die Temperatur des Dieselpartikelfilters zu erhöhen, um eine aktive Regeneration durchzuführen. Im Falle eines Benzinpartikelfilters (gasoline particulate filter, (GPF)) hat das Abgas eine höhere Temperatur und überschreitet dabei regelmäßig den für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials erforderlichen Schwellenwert von 500 °C. Es ist zu beachten, dass die Betriebsbedingungen des GPF von seiner Lage im Verhältnis zum Verbrennungsmotor abhängig sind, zum Beispiel ist die Betriebstemperatur niedriger, je größer der Abstand zwischen Verbrennungsmotor und GPF ist. Im Normalbetrieb arbeitet der Benzinmotor unter stöchiometrischen Bedingungen und es steht eine geringe Menge an Sauerstoff im Abgas zur Verfügung, die zur Oxidation von Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (UHC) im Katalysator verwendet wird. Für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF steht jedoch kein Sauerstoff im Abgas zur Verfügung. Die wichtigste Sauerstoffquelle für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF im Normalbetrieb stellt die Kraftstoffzufuhrunterbrechung durch Schubabschaltung dar, jedoch nicht während Kundenbetriebszyklen, bei denen keine ausreichende Verlangsamung und/oder Kraftstoffzufuhrunterbrechung auftritt. Darüber hinaus können Steuerungsmodi wie „Ausrollen“ und „Segeln“ implementiert werden, die die Anzahl der für die Regeneration des Partikelfilters geeigneten Verlangsamungsereignisse reduzieren können. Die Häufigkeit, mit der geeignete Verlangsamungsereignisse bei Elektrofahrzeugen mit Mild-Hybrid (Mild Hybrid Electric Vehicles (MHEV)) und Elektrofahrzeugen mit Plug-in-Hybrid (Hybrid Electric Vehicles (PHEV)) auftreten, kann zudem geringer sein.In diesel particulate filters, excess oxygen is available for oxidation of the carbonaceous particulate matter in the particulate filter. However, the exhaust gas temperature may not be sufficient under normal use, and regeneration strategies may be needed to increase the temperature of the diesel particulate filter to perform active regeneration. In the case of a gasoline particulate filter (GPF), the exhaust gas has a higher temperature and regularly exceeds the threshold of 500 ° C. required for the oxidation of the carbonaceous particulate material. It should be noted that the operating conditions of the GPF are dependent on its location relative to the internal combustion engine, for example the lower the operating temperature, the greater the distance between the engine and the GPF. In normal operation, the gasoline engine operates under stoichiometric conditions and there is a small amount of oxygen in the exhaust gas used to oxidize carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (UHC) in the catalyst. However, no oxygen is available in the exhaust gas for the oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF. The most important source of oxygen for the oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF in normal operation is the fuel cut through fuel cut, but not during customer operating cycles where there is not sufficient deceleration and / or fuel cut. In addition, control modes such as "coasting" and "sailing" may be implemented, which may reduce the number of slowdown events suitable for particulate filter regeneration. The frequency with which appropriate slowdown events may occur in mild hybrid electric vehicles (MHEVs) and plug-in hybrids (PHEVs) may also be less.

Typische Benzinsysteme platzieren einen beheizten Abgas-Sauerstoffsensor (HEGO(Heated Exhaust Gas Oxygen)-Sensor) hinter dem Starterkatalysator und vor dem Hauptkatalysator. Der GPF wird typischerweise in der Hauptkatalysatorposition (z. B. ein beschichteter GPF als Ersatz für TWC) oder weiter hinten im Abgassystem (z. B. ein zusätzlicher unbeschichteter GPF) platziert. Die Motorsteuereinheit ist jedoch konfiguriert, um die Kraftstoffzufuhr des Benzinmotors zu steuern, um Lambda (λ) zumindest im Wesentlichen gleich eins (1) zu halten, basierend auf einem Gleichgewicht der im TWC reagierenden gasförmigen Abgasemissionen. Dies begrenzt die Sauerstoffmenge, die für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF während des Betriebs im geschlossenen Regelkreis zur Verfügung steht.Typical gasoline systems place a heated exhaust gas oxygen sensor (HEGO) behind the starter catalyst and upstream of the main catalyst. The GPF is typically placed in the main catalyst position (eg, a coated GPF replacing TWC) or further back in the exhaust system (eg, an additional uncoated GPF). However, the engine control unit is configured to control the fueling of the gasoline engine to maintain lambda (λ) at least substantially one (1) based on an equilibrium of gaseous exhaust emissions reacting in the TWC. This limits the amount of oxygen available for oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF during closed loop operation.

Zumindest in bestimmten Ausführungsformen zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu Steuerung bereitzustellen, die bzw. das zumindest einige der Einschränkungen bei Systemen des Standes der Technik überwindet oder verbessert.In at least certain embodiments, the present invention aims to provide a control apparatus and method that overcomes or ameliorates at least some of the limitations of prior art systems.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Motorsteuereinheit, auf ein Fahrzeug und auf ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors, wie es in den beigefügten Ansprüchen beansprucht wird.Aspects of the present invention relate to an engine control unit, a vehicle, and a method of controlling an internal combustion engine, as claimed in the appended claims.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuereinheit zum Steuern eines Verbrennungsmotors vorgesehen, um einen in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilter zu regenerieren, wobei die Motorsteuereinheit umfasst:

  • zumindest einen Prozessor, der konfiguriert ist, um ein erstes Signal von einem ersten Sauerstoffsensor zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu empfangen und um ein zweites Signal von einem zweiten Sauerstoffsensor zu empfangen, der im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters angeordnet ist, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das erste und zweite Signal zu vergleichen, um eine Erhöhung oder eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu erfassen; und
  • eine Speichervorrichtung mit darin gespeicherten Befehlen, die mit dem zumindest einen Prozessor gekoppelt ist;
  • wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Erhöhung oder einer Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu steuern. Das Abgassystem ist mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Im Einsatz wird das Abgas des Verbrennungsmotors durch das Abgassystem geleitet und durchströmt den Partikelfilter. Der Partikelfilter fängt kohlenstoffhaltiges Partikelmaterial im Abgas ab. Um den Partikelfilter zu regenerieren, wird das eingeschlossene kohlenstoffhaltige Partikelmaterial oxidiert und dieser Prozess verbraucht Sauerstoff. Durch Überwachen des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters kann die Motorsteuereinheit bestimmen, dass im Partikelfilter eine Oxidation stattfindet. Die Motorsteuereinheit kann möglicherweise eine Rate bestimmen, mit der die Oxidation im Partikelfilter stattfindet, um beispielsweise zu bestimmen, dass die Oxidation bei oder über einer vorbestimmten Schwellenrate stattfindet. Der zumindest eine Prozessor ist konfiguriert, um den Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von einer Erhöhung oder Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu steuern. Die Motorsteuereinheit kann den Betrieb des Verbrennungsmotors steuern, um den Partikelfilter zu regenerieren. Insbesondere kann die Motorsteuereinheit den Betrieb des Verbrennungsmotors so steuern, dass die Abgase Sauerstoff enthalten, um kohlenstoffhaltiges Partikelmaterial im Partikelfilter zu oxidieren. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen ist die Motorsteuereinheit betreibbar, um den Motor zu steuern, um die Regeneration des Partikelfilters zu fördern, wenn die vorherrschenden Bedingungen im Partikelfilter für die Oxidation von eingeschlossenem kohlenstoffhaltigen Partikelmaterial geeignet sind.
According to one aspect of the present invention, there is provided an engine control unit for controlling an internal combustion engine to regenerate a particulate filter disposed in an exhaust system, the engine control unit comprising:
  • at least one processor configured to receive a first signal from a first oxygen sensor for determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter and to receive a second signal from a second oxygen sensor disposed in the exhaust system upstream of the particulate filter, wherein the at least one processor is configured to compare the first and second signals to detect an increase or a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter; and
  • a memory device having instructions stored therein coupled to the at least one processor;
  • wherein the at least one processor is configured to control the lambda (λ) of the internal combustion engine in response to an increase or a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. The exhaust system is connected to the internal combustion engine. In use, the exhaust gas of the internal combustion engine is passed through the exhaust system and flows through the particulate filter. The particulate filter traps carbonaceous particulate matter in the exhaust gas. To regenerate the particulate filter, the entrapped carbonaceous particulate material is oxidized and this process consumes oxygen. By monitoring the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter, the engine control unit may determine that oxidation occurs in the particulate filter. The engine controller may possibly determine a rate at which oxidation occurs in the particulate filter to determine, for example, that the oxidation occurs at or above a predetermined threshold rate. The at least one processor is configured to control the internal combustion engine in response to an increase or decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. The engine control unit may control the operation of the internal combustion engine to regenerate the particulate filter. In particular, the engine control unit may control the operation of the internal combustion engine so that the exhaust gases contain oxygen to oxidize carbonaceous particulate matter in the particulate filter. In at least certain embodiments, the engine control unit is operable to control the engine to promote the regeneration of the particulate filter when the prevailing conditions in the particulate filter are suitable for the oxidation of trapped particulate carbonaceous material.

Die Motorsteuereinheit findet besonders bei einem Benzinmotor Verwendung, in dem Benzin (Motorenbenzin) verbrannt wird, typischerweise durch Fremdzündung. Im Normalbetrieb kann die Motorsteuereinheit konfiguriert werden, um den (Benzin-)Verbrennungsmotor unter stöchiometrischen Bedingungen zu betreiben. In bestimmten Szenarien, z. B. bei der aktiven Regeneration des Partikelfilters, kann die Motorsteuereinheit den Benzin-Verbrennungsmotor aktiv steuern, um die Bedingungen im Partikelfilter für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials herzustellen. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Steuerungsstrategie die Häufigkeit, mit der solche aktiven Regenerationsereignisse erforderlich sein können, verringern.The engine control unit finds particular use in a gasoline engine in which gasoline (motor gasoline) is burned, typically by spark ignition. In normal operation, the engine control unit can be configured to operate the (gasoline) internal combustion engine under stoichiometric conditions. In certain scenarios, e.g. During the active regeneration of the particulate filter, for example, the engine control unit may actively control the gasoline combustion engine to establish the conditions in the particulate filter for the oxidation of the particulate carbonaceous material. At least in certain embodiments, the control strategy described herein may reduce the frequency with which such active regeneration events may be required.

Das erste Signal des ersten Sauerstoffsensors kann ein erstes Sauerstoffgehaltssignal umfassen oder aus diesem bestehen. Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert sein, um Veränderungen des Sauerstoffgehalts des Abgases zu erfassen. Der zumindest eine Prozessor kann eine Erhöhung oder Verringerung des Sauerstoffgehalts feststellen. Durch Überwachen des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters kann der zumindest eine Prozessor erkennen, wann eine Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials stattfindet. Wenn der Verbrennungsmotor unter stöchiometrischen Bedingungen betrieben wird (λ=1), kann eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters darauf hinweisen, dass eine Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials innerhalb des Partikelfilters stattfindet. Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert werden, um Lambda (λ) zu erhöhen, wenn der Vergleich des ersten und zweiten Signals eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt. Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert werden, um Lambda (λ) zu erhöhen, wenn der Vergleich des ersten und zweiten Signals anzeigt, dass der Sauerstoffgehalt des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters kleiner oder gleich einem vordefinierten Sauerstoffgehaltsschwellenwert ist. Der vordefinierte Sauerstoffgehaltsschwellenwert kann als Null (0) oder als größer als Null (0) definiert werden. Wenn der Verbrennungsmotor unter stöchiometrischen Bedingungen betrieben wird (λ=1), kann eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters darauf hinweisen, dass die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials innerhalb des Partikelfilters nicht mehr stattfindet oder dass die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials verringert wird. Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert werden, um Lambda (λ) zu verringern, wenn der Vergleich des ersten und zweiten Signals eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt.The first signal of the first oxygen sensor may include or consist of a first oxygen content signal. The at least one processor may be configured to detect changes in the oxygen content of the exhaust gas. The at least one processor may detect an increase or decrease in oxygen content. By monitoring the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter, the at least one processor can detect when oxidation of the carbonaceous particulate matter is occurring. When the engine is operated under stoichiometric conditions (λ = 1), reducing the oxygen content of the exhaust downstream of the particulate filter may indicate that oxidation of the carbonaceous particulate material occurs within the particulate filter. The at least one processor may be configured to increase lambda (λ) when the comparison of the first and second signals indicates a decrease in the oxygen content of the exhaust in the exhaust system downstream of the particulate filter. The at least one processor may be configured to increase lambda (λ) when the comparison of the first and second signals indicates that the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter is less than or equal to a predefined oxygen content threshold. The predefined oxygen content threshold can be used as Zero (0) or greater than zero (0). When the engine is operated under stoichiometric conditions (λ = 1), increasing the oxygen content of the exhaust downstream of the particulate filter may indicate that the oxidation of the carbonaceous particulate material within the particulate filter is no longer occurring or the oxidation of the carbonaceous particulate material is reduced. The at least one processor may be configured to decrease lambda (λ) when the comparison of the first and second signals indicates an increase in the oxygen content of the exhaust in the exhaust system downstream of the particulate filter.

Der zweite Sauerstoffsensor kann als vorgeschalteter Sauerstoffsensor bezeichnet werden, da er stromaufwärts des Partikelfilters angeordnet ist. Das Abgassystem kann einen Katalysator umfassen. Der zweite Sauerstoffsensor kann zwischen dem Katalysator und dem Partikelfilter angeordnet sein. Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert sein, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der erfassten Erhöhung oder Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters zu steuern. Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert sein, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Veränderung des ersten Signals gegenüber dem zweiten Signal zu steuern. Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert werden, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Erhöhung oder einer Verringerung des ersten Signals gegenüber dem zweiten Signal zu steuern.The second oxygen sensor may be referred to as an upstream oxygen sensor since it is located upstream of the particulate filter. The exhaust system may include a catalyst. The second oxygen sensor may be disposed between the catalyst and the particulate filter. The at least one processor may be configured to control the lambda (λ) of the internal combustion engine as a function of the detected increase or decrease in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter. The at least one processor may be configured to control the lambda (λ) of the internal combustion engine in response to a change in the first signal relative to the second signal. The at least one processor may be configured to control the lambda (λ) of the internal combustion engine in response to an increase or decrease in the first signal versus the second signal.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das eine Motorsteuereinheit, wie hierin beschrieben, einen Verbrennungsmotor und ein Abgassystem mit einem Partikelfilter umfasst, wobei ein erster Sauerstoffsensor im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters und ein zweiter Sauerstoffsensor im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases vorgesehen ist. Der Partikelfilter kann Teil eines Nachbehandlungssystems zur Behandlung von aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgasen sein.According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle including an engine control unit as described herein, an internal combustion engine, and an exhaust system having a particulate filter, wherein a first oxygen sensor in the exhaust system downstream of the particulate filter and a second oxygen sensor in the exhaust system upstream of the particulate filter for determining an oxygen content of the exhaust gas is provided. The particulate filter may be part of an aftertreatment system for treating exhaust gases emitted from the internal combustion engine.

Der erste Sauerstoffsensor kann als nachgeschalteter Sauerstoffsensor bezeichnet werden, da er stromabwärts des Partikelfilters angeordnet ist. Der erste Sauerstoffsensor kann einen beheizten Abgas-Sauerstoffsensor (HEGO(Heated Exhaust Gas Oxygen)-Sensor) umfassen. Alternativ kann der erste Sauerstoffsensor auch einen beheizten Breitband-Abgas-Sauerstoffsensor (UHEGO(Universal Heating Exhaust Gas Oxygen)-Sensor) umfassen.The first oxygen sensor may be referred to as a downstream oxygen sensor since it is located downstream of the particulate filter. The first oxygen sensor may include a heated exhaust gas oxygen (HEGO) sensor. Alternatively, the first oxygen sensor may also include a heated broadband exhaust gas oxygen sensor (UHEGO (Universal Heating Exhaust Gas Oxygen) sensor).

Das Abgassystem kann einen Katalysator umfassen. Der Katalysator kann zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Partikelfilter angeordnet sein. Der zweite Sauerstoffsensor kann im Abgassystem zwischen dem Partikelfilter und dem Katalysator angeordnet sein. Der zweite Sauerstoffsensor kann einen beheizten Abgas-Sauerstoffsensor (HEGO(Heated Exhaust Gas Oxygen)-Sensor) umfassen.The exhaust system may include a catalyst. The catalyst may be disposed between the engine and the particulate filter. The second oxygen sensor may be disposed in the exhaust system between the particulate filter and the catalyst. The second oxygen sensor may include a heated exhaust gas oxygen sensor (HEGO).

Der erste Sauerstoffsensor kann in einer ersten Lambdasonde vorgesehen sein, die stromabwärts des Partikelfilters angeordnet ist. Die erste Lambdasonde kann konfiguriert sein, um ein erstes Lambdasignal in Abhängigkeit von einem gemessenen Sauerstoffgehalt des Abgases zu erzeugen.The first oxygen sensor may be provided in a first lambda probe located downstream of the particulate filter. The first lambda probe may be configured to generate a first lambda signal in response to a measured oxygen content of the exhaust gas.

Der Verbrennungsmotor kann ein Benzinmotor sein; und der Partikelfilter kann ein Benzinpartikelfilter (GPF) sein. Der Partikelfilter kann ein beschichteter Benzinpartikelfilter (coated gasoline particulate filter, cGPF) sein. Insbesondere kann eine Katalysatorbeschichtung auf den Partikelfilter aufgebracht werden. Die Katalysatorbeschichtung kann einen Dreiwegekatalysator (TWC) umfassen. Durch die Steuerung von Lambda in Abhängigkeit von einer Erhöhung oder einer Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters kann die Behandlung von NOx durch das Nachbehandlungssystem während der Regeneration des Partikelfilters aufrechterhalten werden.The internal combustion engine may be a gasoline engine; and the particulate filter may be a gasoline particulate filter (GPF). The particulate filter may be a coated gasoline particulate filter (cGPF). In particular, a catalyst coating can be applied to the particulate filter. The catalyst coating may comprise a three-way catalyst (TWC). By controlling lambda in response to an increase or decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter, the treatment of NOx by the after-treatment system can be maintained during the regeneration of the particulate filter.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors vorgesehen, um einen in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilter zu regenerieren, wobei das Verfahren umfasst:

  • Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters;
  • Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters;
  • Vergleichen des Sauerstoffgehalts des Abgases stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters, um eine Verringerung oder eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters zu identifizieren; und
  • Steuern von Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Verringerung oder Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an internal combustion engine to regenerate a particulate filter disposed in an exhaust system, the method comprising:
  • Determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter;
  • Determining an oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system upstream of the particulate filter;
  • Comparing the oxygen content of the exhaust gas upstream and downstream of the particulate filter to identify a decrease or an increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter; and
  • Controlling lambda (λ) of the internal combustion engine in response to a decrease or increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter.

Das Verfahren kann das Erhöhen von Lambda (λ) umfassen, wenn eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters festgestellt wird.The method may include increasing lambda (λ) when a decrease in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter is detected.

Das Verfahren kann das Verringern von Lambda (λ) umfassen, wenn eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters festgestellt wird. The method may include decreasing lambda (λ) if an increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter is detected.

Das Verfahren kann das Steuern von Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der festgestellten Erhöhung oder Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters umfassen. Das Verfahren kann das Steuern von Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Veränderung des ersten Signals gegenüber dem zweiten Signal umfassen. Das Verfahren kann das Steuern von Lambda (λ) des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Erhöhung oder einer Verringerung des ersten Signals gegenüber dem zweiten Signal umfassen.The method may include controlling lambda (λ) of the internal combustion engine as a function of the detected increase or decrease in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter. The method may include controlling lambda (λ) of the internal combustion engine in response to a change in the first signal relative to the second signal. The method may include controlling lambda (λ) of the internal combustion engine in response to an increase or decrease in the first signal versus the second signal.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuereinheit zum Steuern eines Verbrennungsmotors vorgesehen, um einen in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilter zu regenerieren, wobei die Motorsteuereinheit umfasst: zumindest einen Prozessor, der konfiguriert ist, um ein erstes Signal von einem ersten Sauerstoffsensor zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu empfangen und um ein zweites Signal von einem zweiten Sauerstoffsensor zu empfangen, der im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters angeordnet ist, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das erste und zweite Signal zu vergleichen, um eine Erhöhung oder eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu erfassen; und eine Speichervorrichtung mit darin gespeicherten Befehlen, die mit dem zumindest einen Prozessor gekoppelt sind; wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das Lambda des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von dem ersten Signal zu steuern.According to another aspect of the present invention, there is provided an engine control unit for controlling an internal combustion engine to regenerate an exhaust particulate filter, the engine control unit comprising: at least one processor configured to generate a first signal from a first oxygen sensor to determine a first oxygen sensor Receive oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter and to receive a second signal from a second oxygen sensor disposed in the exhaust system upstream of the particulate filter, wherein the at least one processor is configured to compare the first and second signal to a Increase or decrease the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter; and a memory device having instructions stored therein coupled to the at least one processor; wherein the at least one processor is configured to control the lambda of the internal combustion engine in response to the first signal.

Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert sein, um Lambda zu erhöhen, wenn das erste Signal eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt.The at least one processor may be configured to increase lambda when the first signal indicates a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter.

Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert werden, um Lambda zu erhöhen, wenn das erste Signal anzeigt, dass der Sauerstoffgehalt des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters kleiner oder gleich einem vordefinierten Sauerstoffgehaltsschwellenwert ist.The at least one processor may be configured to increase lambda when the first signal indicates that the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter is less than or equal to a predefined oxygen content threshold.

Der zumindest eine Prozessor kann konfiguriert sein, um Lambda zu verringern, wenn das empfangene erste Signal eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt.The at least one processor may be configured to decrease lambda when the received first signal indicates an increase in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das eine Motorsteuereinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen Verbrennungsmotor und ein Abgassystem mit einem Partikelfilter umfasst; wobei ein erster Sauerstoffsensor im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases vorgesehen ist. Der erste Sauerstoffsensor kann einen beheizten Abgas-Sauerstoffsensor umfassen. Das Abgassystem kann einen Katalysator umfassen, der zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Partikelfilter angeordnet ist. Der zweite Sauerstoffsensor kann im Abgassystem zwischen dem Partikelfilter und dem Katalysator angeordnet sein. Der Verbrennungsmotor kann ein Benzinmotor sein und der Partikelfilter kann ein Benzinpartikelfilter sein. Der Partikelfilter kann ein beschichteter Benzinpartikelfilter sein.According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle including an engine control unit according to an aspect of the present invention, an internal combustion engine and an exhaust system including a particulate filter; wherein a first oxygen sensor is provided in the exhaust system downstream of the particulate filter for determining an oxygen content of the exhaust gas. The first oxygen sensor may include a heated exhaust gas oxygen sensor. The exhaust system may include a catalyst disposed between the engine and the particulate filter. The second oxygen sensor may be disposed in the exhaust system between the particulate filter and the catalyst. The internal combustion engine may be a gasoline engine and the particulate filter may be a gasoline particulate filter. The particulate filter may be a coated gasoline particulate filter.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors vorgesehen, um einen in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilter zu regenerieren, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters; Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters; Vergleichen des Sauerstoffgehalts des Abgases stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters, um eine Verringerung oder eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters zu identifizieren; und Steuern von Lambda des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit vom bestimmten Sauerstoffgehalt eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters. Das Verfahren kann das Erhöhen von Lambda umfassen, wenn sich der bestimmte Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des Partikelfilters verringert. Das Verfahren kann das Verringern von Lambda umfassen, wenn sich der bestimmte Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des Partikelfilters erhöht.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an internal combustion engine to regenerate a particulate filter disposed in an exhaust system, the method comprising: determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter; Determining an oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system upstream of the particulate filter; Comparing the oxygen content of the exhaust gas upstream and downstream of the particulate filter to identify a decrease or an increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter; and controlling Lambda of the internal combustion engine as a function of the determined oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. The method may include increasing lambda as the determined oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter decreases. The method may include decreasing lambda as the determined oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter increases.

Jede hierin beschriebene Steuereinheit oder Steuerung kann in geeigneter Weise eine Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Das System kann eine einzelne Steuereinheit oder eine elektronische Steuerung umfassen, oder alternativ können verschiedene Funktionen der Steuerung in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuerungen ausgeführt oder in diesen enthalten sein. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Steuerung“ oder „Steuereinheit“ sowohl eine einzelne Steuereinheit oder Steuerung als auch eine Vielzahl von Steuereinheiten oder Steuerungen, die zusammen betrieben werden, um eine bestimmte Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Um eine Steuerung oder Steuereinheit zu konfigurieren, kann ein geeigneter Satz von Befehlen bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt werden, die Steuereinheit oder die Rechenvorrichtung veranlassen, die hierin beschriebenen Steuerungstechniken zu implementieren. Der Befehlssatz kann geeignet in den einen oder die mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein. Alternativ kann der Befehlssatz auch als Software bereitgestellt werden, die in einem oder mehreren Speichern gespeichert ist, die der Steuerung zugeordnet sind, um auf der Rechenvorrichtung ausgeführt zu werden. Die Steuereinheit oder Steuerung kann in einer Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft. Eine oder mehrere andere Steuereinheiten oder Steuerungen können in einer Software implementiert sein, die auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, optional auf demselben einen oder denselben mehreren Prozessoren wie die erste Steuerung. Es können auch andere geeignete Anordnungen verwendet werden.Any controller or controller described herein may suitably include a computing device having one or more electronic processors. The system may include a single controller or an electronic controller, or alternatively, various functions of the controller may be implemented in or included in various controllers or controllers. As used herein, the term "controller" or "controller" includes both a single controller or controller and a plurality of controllers or controllers that are operated together to provide a particular controller functionality. To configure a controller or control unit, an appropriate set of instructions may be provided which, when executed, the Control unit or the computing device to implement the control techniques described herein. The instruction set may be suitably embedded in the one or more electronic processors. Alternatively, the instruction set may also be provided as software stored in one or more memories associated with the controller for execution on the computing device. The controller or controller may be implemented in software running on one or more processors. One or more other controllers or controllers may be implemented in software executing on one or more processors, optionally on the same one or more processors as the first controller. Other suitable arrangements may be used.

Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den folgenden Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination eingesetzt werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, einen ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern, dass dieser von einem anderen Anspruch abhängig wird und/oder ein Merkmal eine anderen Anspruchs aufzunehmen, obwohl es ursprünglich nicht auf diese Weise beansprucht wurde.It is expressly intended in the context of this application that the various aspects, embodiments, examples and alternatives set forth in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following description and the following drawings, and in particular the individual features thereof, independently can be used from each other or in any combination. That is, all embodiments and / or features of an embodiment may be combined in any manner and / or combination, unless these features are incompatible. The Applicant reserves the right to change a claim originally filed or to file a new claim, including the right to change an original claim, to become dependent on another claim and / or to include one feature in another claim, although it was not originally claimed that way.

Figurenlistelist of figures

Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun rein exemplarisch mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Motorsteuereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine schematische Darstellung des Abgassystems des in 1 dargestellten Fahrzeugs ist; und
  • 3 eine Reihe von Diagrammen ist, die den Betrieb der Motorsteuereinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
One or more embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 shows a schematic representation of a vehicle with a motor control unit according to an embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic representation of the exhaust system of in 1 shown vehicle is; and
  • 3 Figure 5 is a series of diagrams illustrating the operation of the engine control unit according to one aspect of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ein Fahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Das Fahrzeug 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 mit einem Abgassystem 3 zum Führen von Abgasen aus dem Verbrennungsmotor 2. Das Fahrzeug 1 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Automobil, aber die vorliegende Erfindung kann sinnvollerweise in anderen Fahrzeugtypen eingesetzt werden.A vehicle 1 according to one embodiment of the present invention is in 1 shown. The vehicle 1 includes an internal combustion engine 2 with an exhaust system 3 for guiding exhaust gases from the internal combustion engine 2 , The vehicle 1 in the present embodiment is an automobile, but the present invention can be usefully employed in other types of vehicles.

Der Verbrennungsmotor 2 ist ein Benzinmotor, der Benzin in einer oder mehreren Brennkammern verbrennt (nicht dargestellt). In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 2 ein Benzin-Leichtmotor, der für den Betrieb unter stöchiometrischen Bedingungen ausgelegt ist. Die Abgase aus dem Verbrennungszyklus werden aus dem Verbrennungsmotor 2 in das Abgassystem 3 zur Behandlung durch Nachbehandlungssysteme (bezeichnet durch Bezugsnummer 4) ausgestoßen, einschließlich eines Katalysators 5 und eines Benzinpartikelfilters (GPF) 6. Der Katalysator 5 ist ein Dreiwegekatalysator (TWC) und dient zur Kombination von Sauerstoff (02) mit Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (UHC) und zur Reduzierung der Stickoxide (NOx), insbesondere der Monostickoxide Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (N02). Der GPF 6 sammelt kohlenstoffhaltiges Partikelmaterial aus dem Abgas. Das kohlenstoffhaltige Partikelmaterial kann Ruß umfassen oder aus ihm bestehen. Der GPF 6 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein beschichteter Benzinpartikelfilter (cGPF) mit einer Katalysatorbeschichtung. Der GPF 6 wird durch Oxidation des eingeschlossenen kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials regeneriert. Der Oxidationsprozess erfordert Sauerstoff und eine hohe Temperatur, z. B. eine Temperatur größer oder gleich 500 °C oder 600 °C.The internal combustion engine 2 is a gasoline engine that burns gasoline in one or more combustion chambers (not shown). In the present embodiment, the internal combustion engine 2 a gasoline light engine designed to operate under stoichiometric conditions. The exhaust gases from the combustion cycle are removed from the internal combustion engine 2 in the exhaust system 3 for treatment by aftertreatment systems (designated by reference number 4 ), including a catalyst 5 and a gasoline particle filter (GPF) 6 , The catalyst 5 is a three-way catalyst (TWC) and is used to combine oxygen ( 02 ) with carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (UHC) and for the reduction of nitrogen oxides (NOx), in particular monoxide oxides nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide ( N02 ). The GPF 6 collects carbonaceous particulate matter from the exhaust gas. The carbonaceous particulate material may include or consist of carbon black. The GPF 6 in the present embodiment is a coated gasoline particle filter (cGPF) with a catalyst coating. The GPF 6 is regenerated by oxidation of the entrapped carbonaceous particulate material. The oxidation process requires oxygen and a high temperature, eg. B. a temperature greater than or equal to 500 ° C or 600 ° C.

Das Fahrzeug 1 umfasst eine Motorsteuereinheit 7 zum Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors 2. Die Motorsteuereinheit 7 umfasst einen Prozessor 8, der mit einer Speichervorrichtung 9 verbunden ist. Der Prozessor 8 ist konfiguriert, um einen Satz von Dauerrechenbefehlen zu implementieren, die auf der Speichervorrichtung 9 gespeichert sind. Wenn die Rechenbefehle ausgeführt werden, veranlassen sie den Prozessor, eine Motorsteuerstrategie zur Steuerung des Betriebs des Verbrennungsmotors 2 zu implementieren. Der Prozessor 8 ist konfiguriert, um ein Lambda-Steuersignal CON1 zum Steuern von Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 auszugeben. Lambda (λ) ist das Verhältnis des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AFR) zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFRstoich) und wird durch die folgende Gleichung definiert: λ = AFR AFR s t o i c h

Figure DE112017003919T5_0001
The vehicle 1 includes a motor control unit 7 for controlling the operation of the internal combustion engine 2 , The engine control unit 7 includes a processor 8th that with a storage device 9 connected is. The processor 8th is configured to implement a set of persistent computing instructions residing on the storage device 9 are stored. When the computational instructions are executed, they cause the processor to perform an engine control strategy to control the operation of the internal combustion engine 2 to implement. The processor 8th is configured to provide a lambda control signal CON1 for controlling lambda (λ) of the internal combustion engine 2 issue. Lambda (λ) is the ratio of the actual air-fuel ratio (AFR) to the stoichiometric air-fuel ratio (AFR stoich ) and is defined by the following equation: λ = AFR AFR s t O i c H
Figure DE112017003919T5_0001

Wie vorstehend beschrieben, ist der Verbrennungsmotor 2 für den Betrieb unter stöchiometrischen Bedingungen konfiguriert, d. h. Lambda (λ) ist zumindest im Wesentlichen gleich eins (1). Das Lambda-Steuersignal CON1 kann das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 erhöhen oder verringern. Durch Variation des Lambdas (λ) kann der Gehalt des aus dem Verbrennungsmotor 2 ausgestoßenen Abgases selektiv gesteuert werden. Um einen effizienten Betrieb der Nachbehandlungssysteme 4 aufrechtzuerhalten, ist die Motorsteuereinheit 7 konfiguriert, um Lambda (λ) einzustellen, um den Sauerstoffgehalt des in das Abgassystem 3 eingeleiteten Abgases zu steuern.As described above, the internal combustion engine 2 configured for operation under stoichiometric conditions, ie lambda (λ) is at least substantially equal to one (1). The lambda control signal CON1 can be the lambda (λ) of the internal combustion engine 2 increase or decrease. By varying the lambda (λ), the content of the from the internal combustion engine 2 discharged exhaust gas are selectively controlled. To ensure efficient operation of the aftertreatment systems 4 Maintain is the engine control unit 7 configured to adjust lambda (λ) to the oxygen content of the exhaust system 3 to control introduced exhaust gas.

Unter Bezugnahme auf 2 ist die Motorsteuereinheit 7 mit einem ersten Sauerstoffsensor 10, einem zweiten Sauerstoffsensor 11 und einem dritten Sauerstoffsensor 12 verbunden. Der erste und zweite Sauerstoffsensor 10, 11 in der vorliegenden Ausführungsform umfassen jeweils einen beheizten Abgas-Sauerstoffsensor (HEGO(Heated Exhaust Gas Oxygen)-Sensor) (auch Lambdasonden oder „schmalbandige“ Sensoren genannt). Der erste Sauerstoffsensor 10 ist im Abgassystem 3 stromabwärts des GPF 6 angeordnet. Der zweite Sauerstoffsensor 11 ist im Abgassystem 3 stromabwärts des Katalysators 5 und stromaufwärts des GPF 6 angeordnet. Der dritte Sauerstoffsensor 12 in der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen beheizten Breitband-Abgas-Sauerstoffsensor (UHEGO(Universal Heating Exhaust Gas Oxygen)-Sensor) (auch als Universal-Lambdasonde oder „Breitbandsonde“ bezeichnet). Der dritte Sauerstoffsensor 12 ist im Abgassystem 3 zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Katalysator 5 angeordnet. Der erste Sauerstoffsensor 10, der zweite Sauerstoffsensor 11 und der dritte Sauerstoffsensor 12 sind ausgebildet, um den Sauerstoffgehalt des Abgases zu überwachen. Der erste, zweite und dritte Sauerstoffsensor 10, 11, 12 sind konfiguriert, um das jeweilige erste, zweite und dritte Sauerstoffgehaltssignal SIG1, SIG2, SIG3 an die Motorsteuereinheit 7 auszugeben. Das erste, zweite und dritte Sauerstoffgehaltssignal SIG1, SIG2, SIG3 liefern eine Rückmeldung an die Motorsteuereinheit 7, die eine Steuerungsstrategie für den geschlossenen Tankvorgang zur Steuerung von Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 implementiert. Eines oder mehrere des ersten, zweiten und dritten Sauerstoffgehaltssignals SIG1, SIG2, SIG3 können für die On-Board-Diagnose (OBD) verwendet werden.With reference to 2 is the engine control unit 7 with a first oxygen sensor 10 a second oxygen sensor 11 and a third oxygen sensor 12 connected. The first and second oxygen sensor 10 . 11 In the present embodiment, each includes a heated exhaust gas oxygen (HEGO) sensor (also called lambda probes or "narrowband" sensors). The first oxygen sensor 10 is in the exhaust system 3 downstream of the GPF 6 arranged. The second oxygen sensor 11 is in the exhaust system 3 downstream of the catalyst 5 and upstream of the GPF 6 arranged. The third oxygen sensor 12 in the present embodiment includes a heated broadband exhaust gas oxygen sensor (UHEGO (Universal Heating Exhaust Gas Oxygen) sensor (also referred to as a universal lambda probe or "wideband probe"). The third oxygen sensor 12 is in the exhaust system 3 between the internal combustion engine 2 and the catalyst 5 arranged. The first oxygen sensor 10 , the second oxygen sensor 11 and the third oxygen sensor 12 are designed to monitor the oxygen content of the exhaust gas. The first, second and third oxygen sensor 10 . 11 . 12 are configured to receive the respective first, second and third oxygen content signals SIG1 . SIG2 . SIG3 to the engine control unit 7 issue. The first, second and third oxygen content signal SIG1 . SIG2 . SIG3 provide feedback to the engine control unit 7 , which is a closed-tank fueling control strategy for controlling lambda (λ) of the internal combustion engine 2 implemented. One or more of the first, second, and third oxygen content signals SIG1 . SIG2 . SIG3 can be used for on-board diagnostics (OBD).

Die Motorsteuereinheit 7 ist konfiguriert, um die Kraftstoffzufuhr des Verbrennungsmotors 2 zur Aufrechterhaltung des stöchiometrischen Betriebs zu steuern (λ=1). Die Motorsteuereinheit 7 arbeitet auf konventionelle Weise in Abhängigkeit vom zweiten und dritten Sauerstoffgehaltssignal SIG2, SIG3. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert das erste Sauerstoffgehaltssignal SIG1 auch eine Rückmeldung an die Motorsteuereinheit 7. Wenn die Temperatur des GPF 6 hoch genug ist und im Abgas Sauerstoff vorhanden ist, wird das im GPF 6 eingeschlossene kohlenstoffhaltige Partikelmaterial oxidiert. Der Oxidationsprozess verringert den Sauerstoffgehalt des Abgases und diese Veränderung des Sauerstoffgehalts kann stromabwärts des GPF 6 durch den ersten Sauerstoffsensor 10 erfasst werden. Es versteht sich, dass Kohlenmonoxid (CO) und/oder unverbrannte Kohlenwasserstoffe (UHC) auch im GPF 6 oxidiert werden können und diese Prozesse ebenfalls Sauerstoff verbrauchen.The engine control unit 7 is configured to control the fuel supply of the internal combustion engine 2 to control the stoichiometric operation (λ = 1). The engine control unit 7 operates in a conventional manner depending on the second and third oxygen content signal SIG2 . SIG3 , In accordance with one aspect of the present invention, the first oxygen content signal provides SIG1 also a feedback to the engine control unit 7 , When the temperature of the GPF 6 high enough and oxygen is present in the exhaust gas, that is in the GPF 6 enclosed carbonaceous particulate material oxidizes. The oxidation process reduces the oxygen content of the exhaust gas and this change in oxygen content can be downstream of the GPF 6 through the first oxygen sensor 10 be recorded. It is understood that carbon monoxide (CO) and / or unburned hydrocarbons (UHC) also in the GPF 6 can be oxidized and these processes also consume oxygen.

Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 2, der auf stöchiometrische Bedingungen abzielt, ist eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des GPF 6 ein Indikator dafür, dass eine Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials innerhalb des GPF 6 stattgefunden hat (oder stattfindet). Nach dem Erkennen einer Verringerung des Sauerstoffgehalts ist die Motorsteuereinheit 7 konfiguriert, um Lambda (λ) einzustellen, um die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials zu fördern. Insbesondere wenn das erste Sauerstoffgehaltssignal SIG1 eine Verringerung des Sauerstoffgehalts stromabwärts des GPF 6 anzeigt, ist die Motorsteuereinheit 7 konfiguriert, um Lambda zu erhöhen (λ). Ein zunehmendes Lambda (λ) führt dazu, dass ein Ausgleich nach mager auf den Verbrennungsmotor 2 angewendet wird. Eine entsprechende Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases trägt dazu bei, dass Sauerstoff für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF 6 zur Verfügung steht, während die stöchiometrischen Bedingungen über das gesamte Nachbehandlungssystem 4 erhalten bleiben. Die Motorsteuereinheit 7 kann Lambda (λ) so steuern, dass ein vorgegebener Sauerstoffgehalt im Abgas aufrechterhalten wird, bestimmt durch den geschlossenen Rückkopplungskreislauf, der mit dem ersten Sauerstoffsensor 10 hergestellt wurde.During operation of the internal combustion engine 2 which aims at stoichiometric conditions is a reduction in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 an indicator that oxidation of the carbonaceous particulate material within the GPF 6 took place (or takes place). Upon detecting a reduction in oxygen content, the engine control unit is 7 configured to adjust lambda (λ) to promote oxidation of the carbonaceous particulate material. In particular, when the first oxygen content signal SIG1 a decrease in the oxygen content downstream of the GPF 6 indicates is the engine control unit 7 configured to increase lambda (λ). An increasing lambda (λ) causes a balance to lean on the internal combustion engine 2 is applied. A corresponding increase in the oxygen content of the exhaust gas contributes to oxygen for the oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF 6 is available while the stoichiometric conditions throughout the aftertreatment system 4 remain. The engine control unit 7 Lambda (λ) may be controlled to maintain a predetermined oxygen content in the exhaust gas as determined by the closed loop feedback loop associated with the first oxygen sensor 10 was produced.

Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 2, der auf stöchiometrische Bedingungen abzielt, ist eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des GPF 6 ein Indikator dafür, dass keine Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials mehr stattfindet. So kann beispielsweise die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials abgeschlossen sein oder die Temperatur des GPF 6 gesunken sein. Die Motorsteuereinheit 7 überwacht das erste Sauerstoffgehaltssignal SIG1 und verringert Lambda (λ), wenn eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts festgestellt wird.During operation of the internal combustion engine 2 which aims at stoichiometric conditions is an increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 an indicator that no oxidation of the carbonaceous particulate material takes place any more. For example, the oxidation of the carbonaceous particulate material may be completed or the temperature of the GPF 6 have sunk. The engine control unit 7 monitors the first oxygen content signal SIG1 and decreases lambda (λ) when an increase in oxygen content is detected.

Im normalen (stöchiometrischen) Betrieb des Verbrennungsmotors 2 ist typischerweise eine geringe Menge an Sauerstoff im Abgas vorhanden, der zur Oxidation von Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (UHC) im Katalysator 5 verwendet wird. Der dritte Sauerstoffsensor 12 und der zweite Sauerstoffsensor 11 werden verwendet, um zu erkennen, wann der verfügbare Sauerstoff vollständig genutzt wird, und um Lambda (λ) zu erhöhen, um im Verbrennungsmotor 2 eine entsprechende Abmagerung herbeizuführen. Jeglicher Sauerstoff im Abgas stromabwärts des Katalysators 5 ermöglicht die Oxidation einer kleinen Menge des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF 6, sofern die Temperatur des GPF 6 hoch genug ist. Der zweite und dritte Sauerstoffsensor 11, 12 arbeiten aktiv, um die für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF 6 verfügbare Sauerstoffmenge zu verringern. Durch die Verwendung des ersten Sauerstoffsensors 10, der hinter dem GPF 6 angeordnet ist, um eine zusätzliche Lambda(λ)-Regelung zu implementieren, kann die Motorsteuereinheit 7 den Sauerstoff, der zur Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF 6 verwendet wird, erkennen und darauf reagieren. Die Motorsteuereinheit 7 ist konfiguriert, um Lambda (λ) zu modifizieren, um die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials zu erhöhen. Insbesondere ist die Motorsteuereinheit 7 konfiguriert, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 in Abhängigkeit von der Erkennung einer Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des GPF 6 zu erhöhen. Die Motorsteuereinheit 7 kann dadurch die Kraftstoffzufuhr des Verbrennungsmotors 2 steuern, um stöchiometrische Gesamtbedingungen über das gesamte Nachbehandlungssystem 4 bereitzustellen. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen führt die Erhöhung des Lambdas (λ) des Verbrennungsmotors dazu, dass im Abgas zusätzlicher Sauerstoff zur Oxidation von kohlenstoffhaltigem Partikelmaterial im GPF 6 enthalten ist. Dies kann dazu beitragen, die Ansammlung von kohlenstoffhaltigem Partikelmaterial über einen größeren Bereich von Betriebszyklen zu verhindern und/oder die Anforderungen/Häufigkeit aktiver Regenerationsereignisse zu verringern. Die Aufrechterhaltung der stöchiometrischen Bedingungen ermöglicht die Reduktion von Stickoxiden (NOx) und die Oxidation von Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffen (HC) im Katalysator 5 sowie die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF 6. Die Motorsteuereinheit 7 kann konfiguriert werden, um die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials sowie die Umwandlung von gasförmigen Emissionen während des stöchiometrischen Betriebs des Verbrennungsmotors 2 zu verbessern. In normal (stoichiometric) operation of the internal combustion engine 2 There is typically a small amount of oxygen present in the exhaust gas, which is responsible for the oxidation of carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (UHC) in the catalyst 5 is used. The third oxygen sensor 12 and the second oxygen sensor 11 are used to detect when the available oxygen is fully utilized and to increase lambda (λ) in the combustion engine 2 to bring about a corresponding emaciation. Any oxygen in the exhaust downstream of the catalyst 5 allows the oxidation of a small amount of the carbonaceous particulate material in the GPF 6 provided the temperature of the GPF 6 is high enough. The second and third oxygen sensor 11 . 12 work actively for the oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF 6 reduce available amount of oxygen. By using the first oxygen sensor 10 who is behind the GPF 6 is arranged to implement an additional lambda (λ) control, the engine control unit 7 the oxygen used to oxidize the carbonaceous particulate material in the GPF 6 is used, recognize and react to. The engine control unit 7 is configured to modify lambda (λ) to increase the oxidation of the carbonaceous particulate material. In particular, the engine control unit 7 configured to the lambda (λ) of the internal combustion engine 2 depending on the detection of a reduction in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 to increase. The engine control unit 7 can thereby the fuel supply of the internal combustion engine 2 control to stoichiometric overall conditions throughout the aftertreatment system 4 provide. At least in certain embodiments, increasing the lambda (λ) of the internal combustion engine results in additional oxygen in the exhaust gas for oxidation of carbonaceous particulate material in the GPF 6 is included. This may help to prevent the accumulation of carbonaceous particulate matter over a wider range of operating cycles and / or reduce the requirement / frequency of active regeneration events. The maintenance of the stoichiometric conditions allows the reduction of nitrogen oxides (NOx) and the oxidation of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) in the catalyst 5 and the oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF 6 , The engine control unit 7 can be configured to control the oxidation of the carbonaceous particulate material as well as the conversion of gaseous emissions during stoichiometric operation of the internal combustion engine 2 to improve.

Die Funktionsweise der Motorsteuereinheit 7 wird nun anhand von 3 beschrieben. Ein erstes Diagramm 105 zeigt ein Temperaturdiagramm für den GPF 6; ein zweites Diagramm 110 zeigt einen Sauerstoffgehalt (%) des Abgases stromabwärts des GPF 6; und ein drittes Diagramm 115 zeigt Lambda (λ), das von der Motorsteuereinheit 7 eingestellt wurde. Wie im ersten Diagramm 105 dargestellt, steigt die Temperatur des GPF 6 an, bis es ausreicht, die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF 6 einzuleiten (Zeit t=t1). Die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials verringert den Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des GPF 6. Die Messung des Sauerstoffgehalts durch den ersten Sauerstoffsensor 10 ist im zweiten Diagramm 110 dargestellt. Die Motorsteuereinheit 7 steuert Lambda (λ) in Abhängigkeit vom ersten Sauerstoffgehaltssignal SIG1. Insbesondere erhöht die Motorsteuereinheit 7 Lambda (λ), wenn eine Verringerung des Sauerstoffgehalts festgestellt wird (Zeit t=t2), wie im dritten Diagramm 115 dargestellt. Die daraus resultierende Abmagerung des Verbrennungsmotors 2 bewirkt eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des dem GPF zugeführten Abgases und trägt so zur Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials bei. Die Motorsteuereinheit 7 steuert weiterhin Lambda (λ) in Abhängigkeit vom gemessenen Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des GPF 6. Insbesondere kann Lambda (λ) gesteuert werden, um den Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des GPF 6 im Wesentlichen konstant zu halten, wie im zweiten Diagramm 110 (Zeit t2-t3) dargestellt. So kann beispielsweise Lambda (λ) so gesteuert werden, dass der Sauerstoffgehalt auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird, das für die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials geeignet ist. Alternativ kann Lambda (λ) gesteuert werden, um den Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des GPF 6 zu erhöhen. Die Motorsteuereinheit 7 überwacht das erste Sauerstoffgehaltssignal SIG1 und verringert Lambda (λ), wenn eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts festgestellt wird (Zeit t=t3), wie m dritten Diagramm 115 dargestellt.The operation of the engine control unit 7 will now be based on 3 described. A first diagram 105 shows a temperature diagram for the GPF 6 ; a second diagram 110 shows an oxygen content (%) of the exhaust gas downstream of the GPF 6 ; and a third diagram 115 shows lambda (λ) emitted by the engine control unit 7 was set. As in the first diagram 105 shown, the temperature of the GPF rises 6 until sufficient, the oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF 6 initiate (time t = t1). The oxidation of the carbonaceous particulate material reduces the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 , The measurement of the oxygen content by the first oxygen sensor 10 is in the second diagram 110 shown. The engine control unit 7 controls lambda (λ) as a function of the first oxygen content signal SIG1 , In particular, the engine control unit increases 7 Lambda (λ) when a decrease in oxygen content is detected (time t = t2) as in the third graph 115 shown. The resulting emaciation of the internal combustion engine 2 causes an increase in the oxygen content of the exhaust gas supplied to the GPF and thus contributes to the oxidation of the carbonaceous particulate material. The engine control unit 7 Also controls Lambda (λ) as a function of the measured oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 , In particular, lambda (λ) may be controlled to determine the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 essentially constant, as in the second diagram 110 (Time t2-t3). For example, lambda (λ) may be controlled to maintain the oxygen content at a predetermined level suitable for the oxidation of the carbonaceous particulate material. Alternatively, lambda (λ) may be controlled to determine the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 to increase. The engine control unit 7 monitors the first oxygen content signal SIG1 and decreases lambda (λ) when an increase in oxygen content is detected (time t = t3), as in the third diagram 115 shown.

Die Motorsteuereinheit 7 kann die Abnahme des Sauerstoffgehalts ausschließlich in Abhängigkeit vom ersten Sauerstoffgehaltssignal SIG1 erfassen. Alternativ kann die Motorsteuereinheit 7 die Verringerung des Sauerstoffgehalts in Abhängigkeit vom ersten und zweiten Sauerstoffgehaltssignal SIG1, SIG2 erfassen, z. B. durch Vergleichen des Sauerstoffgehalts des in den GPF 6 eingeleiteten Abgases mit dem Sauerstoffgehalt des aus dem GPF 6 austretenden Abgases.The engine control unit 7 The decrease of the oxygen content can only depend on the first oxygen content signal SIG1 to capture. Alternatively, the engine control unit 7 the reduction of the oxygen content as a function of the first and second oxygen content signal SIG1 . SIG2 capture, z. B. by comparing the oxygen content of the in the GPF 6 introduced exhaust gas with the oxygen content of the GPF 6 exiting exhaust gas.

Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Motorsteuereinheit 7 gemäß der vorliegenden Erfindung die Oxidation des kohlenstoffhaltigen Partikelmaterials im GPF 6 verbessern, beispielsweise bei längerem Betrieb ohne Kraftstoffzufuhrunterbrechung durch Schubabschaltung. Die Anhäufung von kohlenstoffhaltigem Partikelmaterial im GPF 6 kann über ein breiteres Spektrum von Betriebszyklen teilweise oder vollständig verringert werden, wodurch auch die Anforderungen/Häufigkeit aktiver Regenerationsereignisse verringert werden können. Bei jedem Betrieb, bei dem die Abgas-/GPF-Temperatur nicht hoch genug ist, um das kohlenstoffhaltige Partikelmaterial zu oxidieren, oder bei dem kein zu oxidierendes kohlenstoffhaltiges Partikelmaterial vorhanden ist, wird kein Sauerstoff verbraucht und die Steuerstrategie für die Kraftstoffzufuhr im geschlossenen Regelkreis funktioniert wie gewohnt für den Katalysator 5 und den GPF 6.At least in certain embodiments, the engine control unit 7 according to the present invention, the oxidation of the carbonaceous particulate material in the GPF 6 improve, for example, during prolonged operation without fuel supply interruption by fuel cut. The accumulation of carbonaceous particulate material in the GPF 6 can be partially or fully reduced over a wider range of operating cycles, which can also reduce the requirements / frequency of active regeneration events. In any operation where the exhaust gas / GPF temperature is not high enough to oxidize the carbonaceous particulate material or there is no carbonaceous particulate material to be oxidized, no oxygen is consumed and the closed loop fuel control strategy operates as usual for the catalyst 5 and the GPF 6 ,

Es wird darauf hingewiesen, dass an der hierin beschriebenen Motorsteuereinheit 7 verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die hierin beschriebene Ausführungsform beinhaltet einen beschichteten GPF 6. In alternativen Ausführungsformen kann ein unbeschichteter GPF stromabwärts des Katalysators 5 verwendet werden.It should be noted that on the engine control unit described herein 7 Various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. The embodiment described herein includes a coated GPF 6 , In alternative embodiments, an uncoated GPF may be downstream of the catalyst 5 be used.

Die Motorsteuereinheit 7 wurde hierin beschrieben, dass sie das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 in Abhängigkeit von der Erkennung einer Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des GPF 6 erhöht. Alternativ oder zusätzlich kann die Motorsteuereinheit 7 konfiguriert werden, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 in Abhängigkeit davon zu erhöhen, ob der Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des GPF 6 unter einem vorgegebenen Sauerstoffgehaltsschwellenwert liegt.The engine control unit 7 has been described herein as being the lambda (λ) of the internal combustion engine 2 depending on the detection of a reduction in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 elevated. Alternatively or additionally, the engine control unit 7 be configured to the lambda (λ) of the internal combustion engine 2 depending on whether the oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 is below a predetermined oxygen content threshold.

Die Motorsteuereinheit 7 wird hierin beschrieben, dass sie ein erstes Signal SIG1 von einem ersten Sauerstoffsensor 10 empfängt, der stromabwärts des GPF 6 angeordnet ist. Es versteht sich, dass der erste Sauerstoffsensor 10 in einer ersten Lambdasonde vorgesehen werden kann. In dieser Anordnung kann die Lambdasonde ein Lambdasignal an die Motorsteuereinheit 7 ausgeben, das in Abhängigkeit vom gemessenen Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des GPF 6 erzeugt wird. Die Motorsteuereinheit 7 kann konfiguriert werden, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 in Abhängigkeit von diesem Lambdasignal zu steuern. Eine Verringerung des gemessenen Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des GPF 6 führt zu einer Verringerung des Lambdasignals. Es versteht sich daher, dass der Betrieb der Motorsteuereinheit 7 in dieser Anordnung im Wesentlichen unverändert bleibt. Insbesondere kann die Motorsteuereinheit 7 konfiguriert werden, um das Lambda (λ) des Verbrennungsmotors 2 zu erhöhen, wenn das erste Signal SIG1 eine Verringerung des Lambdasignals von der stromabwärts des GPF 6 angeordneten Lambdasonde anzeigt.The engine control unit 7 is described herein as being a first signal SIG1 from a first oxygen sensor 10 which is downstream of the GPF 6 is arranged. It is understood that the first oxygen sensor 10 can be provided in a first lambda probe. In this arrangement, the lambda probe may output a lambda signal to the engine control unit 7 Depending on the measured oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 is produced. The engine control unit 7 can be configured to the lambda (λ) of the internal combustion engine 2 in response to this lambda signal. A reduction in the measured oxygen content of the exhaust gas downstream of the GPF 6 leads to a reduction of the lambda signal. It is therefore understood that the operation of the engine control unit 7 essentially unchanged in this arrangement. In particular, the engine control unit 7 be configured to the lambda (λ) of the internal combustion engine 2 increase when the first signal SIG1 a decrease in the lambda signal from downstream of the GPF 6 arranged lambda sensor indicates.

Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere mit Bezug auf einen Benzin-Leichtmotor 2 beschrieben, der für den Betrieb unter stöchiometrischen Bedingungen ausgestaltet ist. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Fremdzündungsverbrennungsmotoren 2 verwendet werden kann, die andere Kraftstoffe als Benzin unter stöchiometrischen Bedingungen verbrennen. So könnte beispielsweise der Verbrennungsmotor 2 so ausgestaltet werden, dass er komprimiertes Erdgas (CNG), Alkohol oder Flüssiggas (LPG) als Kraftstoffquelle verwendet.The present invention has been more particularly related to a gasoline light engine 2 described, which is designed for operation under stoichiometric conditions. It will be understood that the present invention relates to spark-ignition internal combustion engines 2 can be used which burn fuels other than gasoline under stoichiometric conditions. For example, the internal combustion engine could 2 be designed to use compressed natural gas (CNG), alcohol or liquefied petroleum gas (LPG) as the fuel source.

Claims (26)

Motorsteuereinheit zum Steuern eines Verbrennungsmotors zum Regenerieren eines in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilters, wobei die Motorsteuereinheit umfasst: zumindest einen Prozessor, der konfiguriert ist, um ein erstes Signal von einem ersten Sauerstoffsensor zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu empfangen und um ein zweites Signal von einem zweiten Sauerstoffsensor zu empfangen, der im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters angeordnet ist, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das erste und zweite Signal zu vergleichen, um eine Erhöhung oder eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu erfassen; und eine Speichervorrichtung mit darin gespeicherten Befehlen, die mit dem zumindest einen Prozessor gekoppelt ist; wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das Lambda des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Erhöhung oder einer Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu steuern.An engine control unit for controlling an internal combustion engine to regenerate a particulate filter disposed in an exhaust system, the engine control unit comprising: at least one processor configured to receive a first signal from a first oxygen sensor for determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter and to receive a second signal from a second oxygen sensor disposed in the exhaust system upstream of the particulate filter, wherein the at least one processor is configured to compare the first and second signals to detect an increase or a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter; and a memory device having instructions stored therein coupled to the at least one processor; wherein the at least one processor is configured to control the lambda of the internal combustion engine in response to an increase or a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um Lambda zu erhöhen, wenn der Vergleich des ersten und zweiten Signals eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt.Engine control unit after Claim 1 wherein the at least one processor is configured to increase lambda when the comparison of the first and second signals indicates a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um Lambda zu erhöhen, wenn der Vergleich des ersten und zweiten Signals anzeigt, dass der Sauerstoffgehalt des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters kleiner oder gleich einem vordefinierten Sauerstoffgehaltsschwellenwert ist.Engine control unit after Claim 1 or Claim 2 wherein the at least one processor is configured to increase lambda when the comparison of the first and second signals indicates that the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter is less than or equal to a predefined oxygen content threshold. Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um Lambda zu verringern, wenn der Vergleich des ersten und zweiten Signals eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt.Engine control unit according to one of Claims 1 . 2 or 3 wherein the at least one processor is configured to decrease lambda when the comparison of the first and second signals is an increase indicates the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. Fahrzeug, umfassend eine Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einen Verbrennungsmotor und ein Abgassystem mit einem Partikelfilter; wobei ein erster Sauerstoffsensor im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters und ein zweiter Sauerstoffsensor im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases vorgesehen ist.A vehicle comprising an engine control unit according to any one of the preceding claims, an internal combustion engine and an exhaust system having a particulate filter; wherein a first oxygen sensor in the exhaust system downstream of the particulate filter and a second oxygen sensor in the exhaust system upstream of the particulate filter for determining an oxygen content of the exhaust gas is provided. Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der erste Sauerstoffsensor einen beheizten Abgas-Sauerstoffsensor umfasst.Vehicle after Claim 5 wherein the first oxygen sensor comprises a heated exhaust gas oxygen sensor. Fahrzeug nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei das Abgassystem einen Katalysator umfasst, der zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Partikelfilter angeordnet ist.Vehicle after Claim 5 or Claim 6 wherein the exhaust system comprises a catalyst disposed between the engine and the particulate filter. Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei der zweite Sauerstoffsensor im Abgassystem zwischen dem Partikelfilter und dem Katalysator angeordnet ist.Vehicle after Claim 7 wherein the second oxygen sensor is disposed in the exhaust system between the particulate filter and the catalyst. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Verbrennungsmotor ein Benzinmotor ist; und der Partikelfilter ein Benzinpartikelfilter ist.Vehicle after one of the Claims 5 to 8th wherein the internal combustion engine is a gasoline engine; and the particulate filter is a gasoline particulate filter. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei der Partikelfilter ein beschichteter Benzinpartikelfilter ist.Vehicle after Claim 9 wherein the particulate filter is a coated gasoline particulate filter. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors zum Regenerieren eines in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilters, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters; Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters; Vergleichen des Sauerstoffgehalts des Abgases stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters, um eine Verringerung oder eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters zu identifizieren; und Steuern von Lambda des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Verringerung oder Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters.A method of controlling an internal combustion engine to regenerate a particulate filter disposed in an exhaust system, the method comprising: Determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter; Determining an oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system upstream of the particulate filter; Comparing the oxygen content of the exhaust gas upstream and downstream of the particulate filter to identify a decrease or an increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter; and Controlling lambda of the internal combustion engine in response to a decrease or increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter. Verfahren nach Anspruch 11, umfassend das Erhöhen von Lambda, wenn eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters identifiziert wird.Method according to Claim 11 comprising increasing lambda when a decrease in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter is identified. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, umfassend das Verringern von Lambda, wenn eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters identifiziert wird.Method according to Claim 11 or 12 comprising reducing lambda when an increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter is identified. Motorsteuereinheit zum Steuern eines Verbrennungsmotors zum Regenerieren eines in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilters, wobei die Motorsteuereinheit umfasst: zumindest einen Prozessor, der konfiguriert ist, um ein erstes Signal von einem ersten Sauerstoffsensor zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu empfangen und um ein zweites Signal von einem zweiten Sauerstoffsensor zu empfangen, der im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters angeordnet ist, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das erste und zweite Signal zu vergleichen, um eine Erhöhung oder eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zu erfassen; und eine Speichervorrichtung mit darin gespeicherten Befehlen, die mit dem zumindest einen Prozessor gekoppelt ist; wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um das Lambda des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit vom ersten Signal zu steuern.An engine control unit for controlling an internal combustion engine to regenerate a particulate filter disposed in an exhaust system, the engine control unit comprising: at least one processor configured to receive a first signal from a first oxygen sensor for determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter and to receive a second signal from a second oxygen sensor disposed in the exhaust system upstream of the particulate filter, wherein the at least one processor is configured to compare the first and second signals to detect an increase or a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter; and a memory device having instructions stored therein coupled to the at least one processor; wherein the at least one processor is configured to control the lambda of the internal combustion engine in response to the first signal. Motorsteuereinheit nach Anspruch 14, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um Lambda zu erhöhen, wenn das erste Signal eine Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt.Engine control unit after Claim 14 wherein the at least one processor is configured to increase lambda when the first signal indicates a decrease in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. Motorsteuereinheit nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um Lambda zu erhöhen, wenn das erste Signal anzeigt, dass der Sauerstoffgehalt des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters kleiner oder gleich einem vordefinierten Sauerstoffgehaltsschwellenwert ist.Engine control unit after Claim 14 or Claim 15 wherein the at least one processor is configured to increase lambda when the first signal indicates that the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter is less than or equal to a predefined oxygen content threshold. Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, wobei der zumindest eine Prozessor konfiguriert ist, um Lambda zu verringern, wenn das empfangene erste Signal eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters anzeigt.Engine control unit according to one of Claims 14 . 15 or 16 wherein the at least one processor is configured to decrease lambda when the received first signal indicates an increase in the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. Fahrzeug mit einer Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 17, einem Verbrennungsmotor und einem Abgassystem mit einem Partikelfilter; wobei ein erster Sauerstoffsensor im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters zum Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases vorgesehen ist.Vehicle with an engine control unit according to one of Claims 14 to 17 , an internal combustion engine and an exhaust system with a particulate filter; wherein a first oxygen sensor is provided in the exhaust system downstream of the particulate filter for determining an oxygen content of the exhaust gas. Fahrzeug nach Anspruch 18, wobei der erste Sauerstoffsensor einen beheizten Abgas-Sauerstoffsensor umfasst.Vehicle after Claim 18 wherein the first oxygen sensor comprises a heated exhaust gas oxygen sensor. Fahrzeug nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei das Abgassystem einen Katalysator umfasst, der zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Partikelfilter angeordnet ist.Vehicle after Claim 18 or Claim 19 wherein the exhaust system comprises a catalyst disposed between the engine and the particulate filter. Fahrzeug nach Anspruch 20, wobei der zweite Sauerstoffsensor im Abgassystem zwischen dem Partikelfilter und dem Katalysator angeordnet ist. Vehicle after Claim 20 wherein the second oxygen sensor is disposed in the exhaust system between the particulate filter and the catalyst. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei der Verbrennungsmotor ein Benzinmotor ist; und der Partikelfilter ein Benzinpartikelfilter ist.Vehicle after one of the Claims 18 to 21 wherein the internal combustion engine is a gasoline engine; and the particulate filter is a gasoline particulate filter. Fahrzeug nach Anspruch 22, wobei der Partikelfilter ein beschichteter Benzinpartikelfilter ist.Vehicle after Claim 22 wherein the particulate filter is a coated gasoline particulate filter. Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors zum Regenerieren eines in einem Abgassystem angeordneten Partikelfilters, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Sauerstoffgehalts eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters; Bestimmen eines Sauerstoffgehalts des Abgases im Abgassystem stromaufwärts des Partikelfilters; Vergleichen des Sauerstoffgehalts des Abgases stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters, um eine Verringerung oder eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts des Abgases stromabwärts des Partikelfilters zu identifizieren; und Steuern von Lambda des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit vom bestimmten Sauerstoffgehalt eines Abgases im Abgassystem stromabwärts des Partikelfilters.A method of controlling an internal combustion engine to regenerate a particulate filter disposed in an exhaust system, the method comprising: Determining an oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter; Determining an oxygen content of the exhaust gas in the exhaust system upstream of the particulate filter; Comparing the oxygen content of the exhaust gas upstream and downstream of the particulate filter to identify a decrease or an increase in the oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter; and Controlling lambda of the internal combustion engine as a function of the determined oxygen content of an exhaust gas in the exhaust system downstream of the particulate filter. Verfahren nach Anspruch 24, umfassend das Erhöhen von Lambda, wenn sich der bestimmte Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des Partikelfilters verringert.Method according to Claim 24 comprising increasing lambda as the determined oxygen content of the exhaust gas downstream of the particulate filter decreases. Verfahren nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, umfassend das Verringern von Lambda, wenn sich der bestimmte Sauerstoffgehalt des Abgases stromabwärts des Partikelfilters erhöht.Method according to Claim 24 or Claim 25 comprising decreasing lambda as the determined oxygen content of the exhaust gas increases downstream of the particulate filter.
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