WO2019076807A1 - Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines kraftwagens - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines kraftwagens Download PDF

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Berthold Keppeler
Jürgen Kuckelsberg
Siegfried Mueller
Thorsten Woog
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle.
  • DE 10 2010 025 791 A1 discloses a method for pollutant reduction by determining a route from a starting point to a destination point in one
  • Pollutant emissions for the return of the route is taken into account. It is envisaged that the opposing fuel consumption and NOx raw emissions will be taken into account.
  • Object of the present invention is to provide a method by which a particularly low-emission operation of an internal combustion engine
  • the internal combustion engine has a exhaust gas from at least one, for example designed as a cylinder combustion chamber of the internal combustion engine through exhaust system.
  • the exhaust gas system comprises at least one nitrogen oxide storage catalytic converter, which also acts as NSK or storage catalytic converter or storage catalytic converter referred to as.
  • the exhaust system comprises at least one designed for example as a diesel particulate filter particulate filter, which is preferably arranged downstream of the storage catalytic converter.
  • the exhaust system comprises at least one SCR catalyst, by means of which the exhaust gas can be de-embroidered.
  • the SCR catalytic converter is designed to effect or support the SCR, with any nitrogen oxides contained in the exhaust gas reacting with nitrogen and water as part of the SCR.
  • the SCR catalytic converter comprises, for example, a first catalytic converter element catalytically active with regard to the SCR or for the SCR, which is formed, for example, by at least one first catalyst layer.
  • the first catalyst element or the first catalyst layer is integrated into the particulate filter, for example, so that, for example, the particulate filter has the catalytically effective first layer for the SCR.
  • the particulate filter is designed for example as SDPF.
  • the SCR catalyst comprises, for example, at least one second catalyst element which is catalytically active, for example with respect to or for the selective catalytic reduction.
  • the second catalyst element is formed by a second catalyst layer, which is catalytically active for the SCR.
  • the SCR catalytic converter has a third, for the SCR or with respect to the SCR catalytically active third catalyst element, which may be formed for example by a third catalyst layer.
  • the third catalyst layer is catalytically active for the SCR. It is conceivable that the third catalyst element
  • the third catalyst layer is arranged upstream of the particulate filter and / or upstream of the second catalyst element.
  • the respective layer is formed for example by a corresponding coating, which is applied, for example, to a carrier.
  • the SCR catalytic converter is arranged downstream of the particle filter and thus configured as a component arranged downstream of the particle filter.
  • the particulate filter at least one for the or with regard to the SCR catalytically active layer or coating, so that, for example, the particulate filter is designed as a particulate filter with an SCR coating, in particular as SDPF.
  • the particulate filter designed in particular as an SDPF and the SCR catalytic converter arranged downstream of the particulate filter are arranged, for example, in a common housing and / or form an exhaust gas aftertreatment unit, which is also referred to as a bush or combi bushing.
  • the method according to the invention comprises a first step in which prediction data, which characterize at least one expected future operating state of the internal combustion engine, are determined predictively by means of an electronic computing device, in particular the internal combustion engine. Predictive determination is also referred to as predictive determination, since the
  • Combustion engine does not currently have the predictive determined operating condition, but will probably have in particular near future.
  • the operating state is determined at a first time, but the internal combustion engine does not have the operating state at the first time, but is likely to have a second time following in the future at the first time point.
  • At least one current nitrogen oxide emission of the internal combustion engine is determined, in particular detected, by means of at least one nitrogen oxide sensor device.
  • at least one current reducing agent emission of the internal combustion engine is determined, in particular detected, by means of the nitrogen oxide sensor device.
  • the nitrogen oxide and / or reducing agent emission is determined or detected, for example, at a respective detection point, wherein the detection point, for example, downstream of the storage catalyst, downstream of the particulate filter and downstream of the SCR catalyst or downstream of the second catalyst element is arranged.
  • reducing agent emission is meant, for example, an amount of reducing agent contained in the exhaust gas, in particular at the corresponding detection point, the reducing agent being used, for example, for removing the exhaust gas.
  • the reducing agent reacts with nitrogen oxides contained in the exhaust gas to form water and nitrogen.
  • the reducing agent it is preferably ammonia (NH 3 ) or the reducing agent comprises at least ammonia or releases ammonia, especially when the reducing agent is introduced into the, in particular over the reducing agent hotter, exhaust gas, in particular metered, is.
  • NH 3 ammonia
  • the reducing agent comprises at least ammonia or releases ammonia, especially when the reducing agent is introduced into the, in particular over the reducing agent hotter, exhaust gas, in particular metered, is.
  • Reducing agent is an aqueous urea solution (HWL) is used, which is introduced into the exhaust gas and thereby provides ammonia for the SCR.
  • HWL aqueous urea solution
  • the amount of ammonia contained in the exhaust gas, in particular at the corresponding detection point, is to be understood as meaning in particular the reduction agent emission, which is, for example, the reducing agent or is provided by it.
  • a third step of the method according to the invention is a current
  • Fuel consumption of the internal combustion engine determined.
  • Internal combustion engine is operated, for example during the process in a fired operation. During the fired operation will be in the
  • cylinder designed as a combustion chamber at least introduced air and fuel for operating the internal combustion engine in the fired operation.
  • the fuel is, for example, a liquid fuel, in particular a diesel fuel or a gasoline fuel.
  • the introduced into the combustion chamber air and introduced into the combustion chamber, in particular liquid, fuel form a fuel-air mixture, which is burned. This results in the exhaust gas.
  • a plurality of mixtures are sequentially formed and burned in the combustion chamber in the manner described, whereby fuel is consumed.
  • the fuel consumption thus characterizes a consumed by the internal combustion engine amount of fuel, in particular based on a predetermined period of time or a predetermined distance of the
  • At least one actual particle emission of the internal combustion engine is determined.
  • the particle emission is determined in particular at or for a further measuring point, in particular detected.
  • the particle emission characterizes, for example, an amount of particles, in particular at the further detection point, contained in the exhaust gas, in particular
  • Soot particles wherein the further measuring point, for example, upstream or downstream of the particulate filter is arranged.
  • a current reducing agent level of the SCR catalytic converter is determined. Below the reductant level, one in the SCR Catalyst contained amount of the particular formed as ammonia
  • Reductant level is to be understood as an amount of ammonia contained in the SCR catalyst.
  • the current Reduktionsstoffyogllstand currently characterized in the SCR catalyst amount of reducing agent, in particular ammonia (NH 3 ).
  • a current nitrogen oxide loading of the nitrogen oxide storage catalyst is determined.
  • the nitrogen oxide storage catalyst is used to absorb or retain nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
  • at least a portion of the nitrogen oxides possibly contained in the exhaust gas is stored by means of or in the nitrogen oxide storage catalytic converter.
  • a quantity of nitrogen oxide stored in the nitrogen oxide storage catalytic converter or of nitrogen oxides stored in the nitrogen oxide storage catalytic converter increases, wherein the amount of nitrogen oxides stored in the nitrogen oxide storage catalytic converter is also referred to as the charge of the nitrogen oxide storage catalytic converter.
  • the current nitrogen oxide loading of the nitrogen oxide storage catalyst characterizes a currently recorded in the nitrogen oxide storage catalytic converter or
  • the method according to the invention further comprises a seventh step, which is carried out in dependence on the first step, the second step, the third step, the fourth step, the fifth step and the sixth step.
  • operating parameters are determined by means of the electronic computing device, in particular calculated, on the basis of which
  • the operating parameters are determined as a function of the first step, the second step, the third step, the fourth step, the fifth step and the sixth step, in particular as a function of their results or query values.
  • the first step, the second step, the third step, the fourth step, the fifth step, and the sixth step are queries in which the
  • Forecast data, the current nitrogen oxide emission, the current reductant emission, the current fuel consumption, the current particle emission, the current reductant level and the current nitrogen oxide load are queried or determined.
  • the operating parameters are dependent on the mentioned
  • At least one desired reducing agent level of the SC R catalytic converter is calculated.
  • the ascertained current reducing agent level of the SCR catalytic converter is an actual reductant level or an actual value, the nominal reductant level being a desired value which is particularly advantageous, for example for the particular future operation of the internal combustion engine, to realize a particularly low-emission operation can.
  • the actual reducing agent level it is possible for the actual reducing agent level to be compared with the desired reducing agent level. If, for example, the actual reducing agent level deviates from the desired reducing agent level or if, for example, a difference between the actual reducing agent level and the desired reducing agent level exceeds a predefinable limit, then at least one measure, in particular by means of the electronic computing device, can be taken or carried out, so that the measure any difference between the actual reducing agent level and the target Reduktionsstoffyogllstand is at least reduced or even repealed. This measure is, for example, an increase in the amount of
  • Reducing agent which is introduced into the exhaust gas.
  • the actual reducing agent level can be increased and, in particular, adjusted to the desired reducing agent level or at least approximated to it.
  • Reduktionsstoffdosiermenge is calculated.
  • said reducing agent metering amount is calculated as a function of said sample values.
  • the amount of reducing agent to be introduced into the exhaust gas is characterized an amount of the reducing agent to be introduced into the exhaust gas.
  • the amount of reducing agent to be introduced into the exhaust gas is such an amount of
  • Reducing agent which is to be introduced into the exhaust gas to at least reduce or even cancel any difference between the actual reducing agent level and the desired reducing agent level, in particular within a predeterminable or desired time.
  • a respective time of the next regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst and the particulate filter is calculated.
  • the respective time of the next regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst and of the particulate filter is calculated by means of the electronic computing device as a function of the query values.
  • the regeneration of the nitrogen oxide storage catalytic converter is a process in which or by which the nitrogen oxide charge of the nitrogen oxide storage catalytic converter is at least reduced. In other words, for example, during the regeneration of the storage catalytic converter, at least a portion of the nitrogen oxides initially stored in the storage catalytic converter is removed from the storage catalytic converter
  • Particulate loading of the particulate filter is also referred to as soot loading or soot particulate loading, and characterizes an amount of particulate matter captured or stored in or through the particulate filter.
  • any particles contained in the exhaust gas, in particular soot particles are at least partially filtered out of the exhaust gas.
  • the particulate filter settles with a
  • the particle loading of the particulate filter is at least reduced. This means that the amount of particles received in the particle filter is at least reduced by or during the regeneration of the particle filter.
  • the respective regeneration is effected for example by a sufficiently high temperature of the exhaust gas or carried out at a sufficiently high temperature of the exhaust gas, so that the respective regeneration example is effected or started by the fact that the temperature of the exhaust gas is increased specifically targeted or active. Measures to increase the temperature of the exhaust gas are also referred to as temperature increase measures or EGTM.
  • the seventh step is carried out such that at least one first condition is met.
  • the first condition includes that during operation of the internal combustion engine at least their nitrogen oxide, hydrocarbon and particulate emissions below respective, in one
  • the hydrocarbon emissions designate emissions of unburned hydrocarbon (HC), the seventh step being carried out in such a way and thus determining the operating parameters and subsequently operating the internal combustion engine on the basis of the determined operating parameters such that, in particular under all circumstances, the nitrogen oxide , Hydrocarbon and particulate emissions are below the limits.
  • HC unburned hydrocarbon
  • Compliance with the first conditions is performed such that at least a second condition is met, which includes that the fuel consumption is minimal.
  • the seventh step is performed such that the first condition among all Circumstances is met or can be met.
  • the first condition has a higher priority than the second condition, so that the second condition does not necessarily have to be met, but can advantageously be fulfilled and is satisfied, in particular, if such operation of the internal combustion engine is possible on the basis of the operating parameters first condition as well as the second condition are met.
  • the operating parameters are determined in such a way and thus the
  • pollutant emissions of the internal combustion engine are further optimized in the seventh step while maintaining the first condition and the second condition, that is reduced.
  • the operating parameters are determined in such a way and consequently the internal combustion engine is operated in such a way that
  • the further optimization of the pollutant emissions is, for example, a third priority, whereby the first condition and the second condition are respectively prioritized higher than the further optimization of the pollutant emissions.
  • a third priority whereby the first condition and the second condition are respectively prioritized higher than the further optimization of the pollutant emissions.
  • the pollutant emissions are optimized in compliance with the first condition and the second condition in particular such that the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst is planned ahead.
  • the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst it is provided, for example, that the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst then
  • the internal combustion engine when driving a route or a track already provides such a high load that it comes to such high temperatures of the exhaust gas, which cause the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst or are advantageous for the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst.
  • the nitrogen oxide storage catalyst is regenerated during a period of time during which the internal combustion engine does not have a high load for driving the engine
  • Storage catalytic converter to low temperatures prevail. This can be dispensed with an extra performed for the regeneration of the storage catalyst increase in the temperature of the exhaust gas, since the storage catalytic converter is regenerated during such a period, during which, for example, due to a slope that is driven up the motor vehicle, anyway high and thus for the regeneration of Storage catalytic converter prevail sufficient or advantageous temperatures of the exhaust gas.
  • the pollutant emissions are further optimized so that the reducing agent level of the SCR catalyst is controlled in a forward-looking manner. In this way it can be ensured that the SCR catalyst reaches a sufficiently high level at exactly such times
  • Reductant level has, for which such a high Reduktionsstoffyogllstand is required or is advantageous to de-stiffen the exhaust gas sufficiently.
  • a further embodiment is characterized in that the first condition also includes that nitrous oxide (N 2 0) and reducing agent emissions of
  • Forecast data expected future speeds of the motor vehicle and / or a predefined route profile and thus, for example, at least one slope and / or at least one slope and / or a remaining distance to a destination.
  • a route in particular its topography, is to be understood, the motor vehicle traveling the route in the near future.
  • the remaining distance to the destination can be determined, for example, by means of a route planned by means of a navigation system of the motor vehicle.
  • the route passes from a starting location to the destination so that the motor vehicle arrives at the destination as it is driven along the route.
  • the navigation system for example, at least one current position of the motor vehicle on the earth is determined. By determining the current position of the
  • Polling values are constantly being determined and the operating parameters are constantly being determined and updated so that both emissions and fuel consumption can be kept very low while driving.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine of a
  • FIG. 2 diagram for illustrating the method
  • Fig. 3 is another diagram for further illustrating the method
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine designated as a whole by 10 of a motor vehicle, in particular a motor vehicle and preferably a passenger car.
  • the internal combustion engine 10 is designed for example as a diesel engine, but may alternatively be designed as a gasoline engine. The following is a method of operating the internal combustion engine 10
  • the example designed as a reciprocating engine internal combustion engine 10 has at least one motor housing 12 through which at least one or more combustion chambers 14 of the internal combustion engine 10 is formed.
  • the respective combustion chamber 14 is designed, for example, as a cylinder.
  • the respective combustion chamber 14 is supplied with at least air and a fuel for operating the internal combustion engine 10.
  • the fuel is preferably a liquid fuel which is used to realize the fired operation of the internal combustion engine 10.
  • the fuel and the air form in the respective combustion chamber 14 a mixture which is burned.
  • exhaust gas which for example flows out of the combustion chamber 14 and flows into an exhaust system 16 of the internal combustion engine 10 and flows through the exhaust system 16.
  • Fig. 1 by an arrow 18.
  • the arrow 18 illustrates a flow direction of the exhaust gas flowing through the exhaust system 16.
  • the exhaust system 16 includes a nitrogen oxide storage catalyst 20, which is also referred to simply as NSK or storage catalyst. Furthermore, the nitrogen oxide storage catalyst 20, which is also referred to simply as NSK or storage catalyst. Furthermore, the nitrogen oxide storage catalyst 20, which is also referred to simply as NSK or storage catalyst. Furthermore, the nitrogen oxide storage catalyst 20, which is also referred to simply as NSK or storage catalyst. Furthermore, the nitrogen oxide storage catalyst 20, which is also referred to simply as NSK or storage catalyst. Furthermore, the
  • Exhaust system 16 at least one particulate filter 22, which, for example, when the internal combustion engine 10 is designed as a diesel engine, is designed as a diesel particulate filter (DPF).
  • the exhaust system 16 includes at least one SCR catalyst 24, which is catalytically effective with respect to or for the selective catalytic reduction (SCR).
  • SCR selective catalytic reduction
  • the SCR catalyst 24 causes or supports the SCR.
  • the SCR catalytic converter 24 has an external exhaust gas filter 22, which is provided additionally and in particular in the flow direction of the exhaust gas system 16
  • the particle filter 22 is designed as an SCR catalytic converter
  • the particle filter 22 has a catalytically active for the SCR layer or coating, which is also referred to as SCR coating or SCR coating.
  • the particulate filter 22 is thus designed, for example, as SDPF.
  • the particulate filter 22 and the SCR catalyst 24 may be arranged, for example, in a common housing. Alternatively or additionally form the
  • the motor housing 12 and thus the respective combustion chamber 14 are, for example, in an engine compartment of
  • the particulate filter 22 and the SCR catalytic converter 24 and thus the exhaust aftertreatment unit 26 are preferably designed as components close to the engine, which are likewise arranged in the engine compartment.
  • the exhaust system 16 includes further exhaust aftertreatment components in the form of a second SCR catalyst 28, an ammonia slip catalyst 30, and a third SCR catalyst 32.
  • the further exhaust aftertreatment components may all be common and thus in the combination shown in FIG. 1 or in any other Combination and in particular individually used.
  • the further exhaust aftertreatment components are optionally provided and need not necessarily be provided, but rather can also be dispensed with.
  • the second SCR catalyst 28 is catalytically active for the SCR and thereby arranged downstream of the particulate filter 22 and downstream of the first SCR catalyst 24.
  • the ammonia slip catalyst 30 is downstream of the second SCR catalyst 28 and thereby downstream of the particulate filter 22 and downstream of the SCR catalyst 24.
  • the third SCR catalytic converter 32 is catalytically active for the SCR and is arranged upstream of the particulate filter 22 and upstream of the SCR catalytic converter 24 and downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter 20.
  • the SCR catalytic converter 32 it is possible for the SCR catalytic converter 32 to be accommodated in the aforementioned housing and / or to be part of the exhaust gas aftertreatment unit 26.
  • the third SCR catalyst 32 is a close-coupled component, which is also located in the engine compartment.
  • the second SCR catalyst 28 and the ammonia slip catalyst 30 are underbody components disposed outside the engine compartment in the region below a subfloor of the motor vehicle.
  • the subfloor is formed for example by a structure of the motor vehicle, wherein the structure may be formed in particular as a self-supporting body.
  • the second SCR catalyst 28 and the ammonia slip catalyst 30 form another exhaust aftertreatment unit, which is also referred to as aftertreatment system.
  • the aftertreatment system is
  • the second SCR catalyst 28 and the ammonia slip catalyst 30 are arranged below the subfloor, as a UB-SCR system.
  • the subsoil is also referred to as UB.
  • the UB-SCR system comes as an option and in particular for a high-load operation of the
  • the exhaust system 16 further comprises a metering device 34, by means of which a particular liquid reducing agent at an insertion point E in the exhaust gas flowing through the exhaust system 16 can be introduced, in particular injectable, is.
  • a particular liquid reducing agent at an insertion point E in the exhaust gas flowing through the exhaust system 16 can be introduced, in particular injectable, is.
  • the reducing agent is introduced, in particular injected, into the exhaust gas at the point of introduction E by means of the metering device 34.
  • the respective SCR catalytic converter 24, 28 or 32 and thus the particle filter 22 or its catalytic layer which is catalytically active for the SCR are used to de-stiffen the exhaust gas.
  • the exhaust gas is to be understood that any nitrogen oxides contained in the exhaust gas (NO x ) are at least partially removed from the exhaust gas.
  • the nitrogen oxides contained in the exhaust gas in the context of the SCR react with the introduced into the exhaust reducing agent to nitrogen and water.
  • the reducing agent is in particular ammonia (NH 3 ), which
  • Metering device 34 is introduced at the introduction point E in the exhaust gas.
  • a second metering device 36 is provided, by means of which the
  • Reducing agent can be introduced into the exhaust gas at a second introduction point E2 or is introduced.
  • the first introduction point E is arranged downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter 20 and upstream of the particle filter 22, in particular upstream of the third SCR catalytic converter 32.
  • the second introduction point E2 is arranged downstream of the SCR catalytic converter 24 and upstream of the second SCR catalytic converter 28.
  • an arrow 38 illustrates any ammonia slip.
  • an ammonia slip occurs, for example, if at least part of the reducing agent introduced into the exhaust gas does not take part in the SCR and thus does not react within the scope of the SCR to form water and nitrogen, but, for example
  • an ammonia slip occurs when at least part of the reducing agent in the SCR catalysts 24 and 32 or in the particle filter 22 does not react with the nitrogen oxides and water in the SCR with the nitrogen oxides.
  • the ammonia slip catalyst 30 is thereby used to at least partially, in particular at least predominantly or completely, capture and retain in the exhaust gas any contained, unused ammonia and convert it, for example, into nitrogen and water. This can avoid excessive ammonia emissions.
  • forecasting data are determined by means of an electronic computing device, shown particularly schematically in FIG. 1, which forecasts at least one expected future operating state or preferably several expected future operating states
  • Method is determined by means of at least one nitrogen oxide sensor device 42 shown particularly schematically in FIG. 1, at least one current nitrogen oxide and reducing agent emission of the internal combustion engine 10.
  • a current fuel consumption of the internal combustion engine 10 is determined, in particular by means of the computing device 40.
  • a fourth step of the method in particular by means of the electronic
  • a current reducing agent level of the SCR catalytic converter 24 and / or the particulate filter 22 or the exhaust gas after-treatment unit 26 is determined, in particular by means of the electronic computing device 40, wherein the reducing agent level also as a degree of filling, Reduktionsstoff spallgrad,
  • Ammonia Playing or NH 3 filling level is called.
  • a current nitrogen oxide loading of the nitrogen oxide storage catalyst 20 is determined.
  • a seventh step of the method are by means of the electronic
  • Computing device 40 as a function of the first step, the second step, the third step, the fourth step, the fifth step and the sixth step of the method determines operating parameters, based on which the internal combustion engine 10, in particular by means of the electronic computing device 40, operated
  • the seventh step in particular by means of the electronic computing device 40, at least one desired reducing agent level of the SCR catalytic converter 24 and / or of the particulate filter 22 and thus, in particular, of the exhaust gas after-treatment unit 26 is calculated.
  • the seventh step of the method by means of the computing device 40 is introduced into the exhaust gas
  • Reducing agent dosage calculated.
  • a respective time of the next regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst 20 and the particulate filter 22 is calculated.
  • Fig. 2 shows a diagram on the abscissa 46 as the NH 3 designated filling level NH 3 -Füllgrad is applied, in particular in the unit of percent.
  • a so-called nitrogen oxide conversion is plotted, which is also referred to as NO x - turnover.
  • the nitrogen oxide conversion describes, for example, a ratio of nitrogen oxides removed from the exhaust gas removed by the ablation described above to a total of nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
  • the nitrogen oxide conversion describes a ratio of an amount of nitrogen oxides removed from the exhaust gas by the Entsticken to a total amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
  • the nitrogen oxide conversion is 100 percent, all nitrogen oxides are removed from the exhaust gas by means of the exhaust system 16.
  • Traces 50, 52 and 54 illustrate the nitrogen oxide conversion over the NH 3 fill level at a respective temperature of the exhaust gas.
  • the course 50 illustrates the nitrogen oxide conversion over the NH 3 filling level at a temperature of the exhaust gas of 300 degrees Celsius
  • the curve 52 shows the nitrogen oxide conversion at a temperature of 250 degrees Celsius
  • the course 54 the nitrogen oxide conversion at a Temperature of 200 degrees Celsius illustrated.
  • Fig. 3 shows a diagram, based on which the predictive or
  • FIG. 3 shows the motor vehicle designated by 56 in FIG. 3 at different times t1, t2 and t3, which follow one another, the motor vehicle 56 having a first track section 58 at the point in time t1
  • Time t2 travels to the second track section 60 following the track section 58 and at the time t3 travels to a track section 62 of a track 64 following the track section 60.
  • the route 64 is a route or a
  • Route profile which is already known before the motor vehicle 56 has traveled or driven on the route 64.
  • the route 64 and thus the route sections 58, 60 and 62 are known at a time tO, at which the motor vehicle 56 has not yet traveled the route sections 58, 60 and 62, but, for example, at a location or on a route section located in front of the track sections 58, 60 and 62 and thus before the track 64.
  • the route 64 is thus, for example, a route profile initially ahead of the motor vehicle 56, along which the motor vehicle will travel in the near future, but currently does not drive.
  • the route 64 ahead of the motor vehicle 56 is already known at the time t0, for example, in that a route is or is planned by means of a navigation system of the motor vehicle 56.
  • the route includes, for example, the route 64 and thus the route sections 58, 60 and 62 as well as, for example, at least one further route section not shown in FIG. 3.
  • the route is planned, for example, at the time t0 or is already planned at the time t0.
  • the route extends from a starting location to a destination at which, for example, the route 64 ends.
  • the start location is the aforementioned location.
  • the route 64 ahead of the motor vehicle 56 is already known, before the motor vehicle 56 has traveled the route 64.
  • the route and in particular on the basis of information about the route it is possible, for example, to obtain information which characterizes the respective operating or load conditions which the internal combustion engine 10 will have when the motor vehicle 56 travels the route 64.
  • the exhaust gas has a first temperature, while the motor vehicle 56 has traveled along the track section 58 becomes. Furthermore, it can be determined, for example, that the exhaust gas is a second
  • the second temperature is greater than the first temperature.
  • the third temperature is less than the first temperature and less than the second temperature.
  • the predictively determined forecast data are thus data which are used, for example, for a predictive regeneration of the storage catalytic converter and / or the particle filter 22 and for a filling, in particular pre-filling, of the exhaust gas aftertreatment unit 26 with reducing agent (NH 3 ).
  • reducing agent NH 3
  • the following situations are considered in the context of the forward-looking determination of the forecast data: temporal and / or spatial proximity to a storage location, the storage catalytic converter being regenerated as a function of this and the reducing agent level being increased.
  • Internal combustion engine 10 can be realized.
  • Traffic conditions such as traffic jams; depending on that, the
  • Storage catalytic converter regenerated and the reducing agent level can be raised to create 16 for example, for low temperatures of the exhaust system advantageous nitrogen oxide conversion conditions. temporal and / or spatial proximity to a longer slope and in
  • situations for this are, for example, longer slopes and / or gradients, speed limits, longer parking phases, traffic obstructions or extreme accelerations.
  • the forecast data for example, as a function of chemical-physical data on the exhaust system 16 and / or temperature trends and / or nitrogen oxide raw emission trends and / or trends in the exhaust gas mass flow and / or in terms of capacity of the exhaust system 16 for receiving
  • Reducing agent determined determined.
  • a simulative definition of an optimal operating strategy with the aid of the predictively predicted forecast data is carried out in order thereby to keep particularly low fuel consumption and nitrogen oxide emissions, in particular to minimize ammonia slip and deposits of the fuel
  • FIG. 4 shows a flow chart for further illustrating the method.
  • queries 68 are made
  • frames of the queries 68 are an activity factor A, a grade slope, a speed forecast, a proximity to the destination, and a negative Temperature trend queried or determined.
  • the queries 68 are an activity factor A, a grade slope, a speed forecast, a proximity to the destination, and a negative Temperature trend queried or determined.
  • the activity factor is, for example, a factor which determines the activity of the exhaust system 16 with respect to the removal of carbon monoxide (CO) and unburned
  • Hydrocarbon (HC) characterized from the exhaust gas. For example, enter
  • Activity model 70 that the activity factor falls below a predefinable limit, for example, 0.2 and 0.4, for example, an activation, in particular of the storage catalyst, in particular until the activity factor exceeds a predetermined limit, for example, 0.8.
  • a negative temperature trend in particular with respect to T4 and / or T5
  • the nitrogen oxide loading is more than 1 gram per liter volume and, for example, T5 is more than 200 degrees Celsius
  • denitrification in particular of the storage catalytic converter, takes place, in particular, until the nitrogen oxide charge is less than 1 gram per liter of volume. This takes place, for example, at a block 72.
  • Speed forecast and the slope considered. For example, if the local and / or temporal proximity to the destination is less than 5 kilometers
  • the nitrogen oxide loading is more than
  • the storage catalyst is enteckickt, especially until the nitrogen oxide loading is less than 1 gram per liter volume.
  • the speed prognosis indicates that the vehicle speed is less than 50 kilometers per hour for a period of more than 10 minutes, and the nitrogen oxide loading is greater than 1 gram per liter volume, for example, T5 is greater than 200 degrees centigrade and, for example, T4 is less than 250 degrees Celsius, for example, the
  • Storage catalyst entstickt, in particular until the nitrogen oxide loading is less than 1 gram per liter volume. If, for example, the gradient or a slope forecast yields a gradient that is more than 5 percent for more is greater than 1 gram per liter of volume, and if, for example, T5 is greater than 200 degrees Celsius and / or T4 is less than 250 degrees Celsius, then in particular the storage catalytic converter is de-embroidered, in particular until the Nitrogen oxide loading is less than 1 gram per liter of volume. All this takes place, for example, taking into account the aging of the exhaust system 16
  • Fig. 4 describes triggering conditions for the regeneration of the
  • Storage catalyst is the regeneration of the storage catalyst.
  • Fig. 5 shows a flow chart for further illustrating the method.
  • FIG. 5 illustrates an optimized loading strategy in which
  • the exhaust aftertreatment unit 26 is loaded with reducing agent.
  • the reducing agent level of the exhaust gas aftertreatment unit 26 is adjusted, in particular raised.
  • queries 68 take place in which a gradient, a speed, a proximity to the destination and a negative temperature trend, in particular with regard to the first temperature T5 of the exhaust system 16
  • a negative trend of the first temperature T5 of the exhaust system 16 or of the exhaust gas is determined over a period of more than 10 minutes, in particular at T5 ⁇ 300 degrees Celsius, then, for example
  • Reducing agent level raised to a value which is 50 percent greater than a target value, in particular during normal operation 66, is. If, for example, the proximity to the destination is less than 5 kilometers or less than 5 minutes and the temperature T5 is less than 250 degrees Celsius, for example, the
  • Reducing agent level is set to a value which is 50 percent greater than the target value, in particular during normal operation 66. If, for example, the speed prognosis indicates that the speed of the motor vehicle will be less than 50 kilometers per hour for a period of more than 10 minutes and T5 is less than 250 degrees Celsius, for example
  • Reducing agent level is set to a value which is 50 percent greater than the target value, in particular during normal operation 66. If, for example, then the temperature T5 is more than 250 degrees Celsius, then the normal operation 66 is set or performed again.
  • Fig. 6 shows another flowchart for further illustrating the method. For example, starting from an engine start 76, in which the
  • queries 78 are performed. As part of the queries 78, for example, the current nitrogen oxide load of the storage catalytic converter and the current Reduktionsstoffyogllstand the queries 78.
  • Fig. 6 illustrates a functional structure for the cold start or restart of the internal combustion engine 10. For example, if the nitrogen oxide loading more than 1 gram per liter volume, the temperature of the exhaust gas is actively raised, in particular until the temperature T4 greater than 220 Celsius is. Then, for example, is transferred to normal operation 66.
  • the nitrogen oxide loading of the storage catalytic converter is less than 1 gram liters volume and the temperature T4 is more than 80 degrees Celsius, then in particular directly into the normal operation 66, in particular without actively increasing the temperature of the exhaust gas. If, for example, the nitrogen oxide charge of the storage catalytic converter is less than 1 gram per liter volume and the temperature T4 is less than 80 degrees Celsius, measures are taken to increase the temperature of the exhaust gas, for example, so that the temperature of the exhaust gas is specifically raised. If, for example, the temperature T4 is more than 120 degrees Celsius, then the normal mode 66 is then transferred. If, for example, the temperature T5 is more than 200 degrees Celsius, the transition to normal operation 66 takes place directly. As already illustrated with reference to FIG. 4, the method further illustrated with reference to FIG. 5 and with reference to FIG. 6 takes place

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs (56), welche eine von Abgas aus wenigstens einem Brennraum (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbare und wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator (20), wenigstens einen Partikelfilter (22) und wenigstens einen SCR-Katalysator (24) umfassende Abgasanlage (16) aufweist.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens.
Die DE 10 2010 025 791 A1 offenbart ein Verfahren zur Schadstoffreduktion durch Bestimmung einer Route von einem Ausgangs- zu einem Zielpunkt in einem
Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug, wobei bei der Routenbestimmung der
Schadstoffausstoß für das Zurücklegen der Route berücksichtigt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass die Gegenläufigkeit von Kraftstoffverbrauch und NOx-Rohemissionen berücksichtigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem ein besonders emissionsarmer Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer insbesondere als
Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens, weist die Verbrennungskraftmaschine eine von Abgas aus wenigstens einem beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasanlage auf. Die Abgasanlage umfasst wenigstens einen Stickoxid- Speicherkatalysator, welcher auch als NSK oder Speicherkatalysator oder Speicherkat bezeichnet wird. Außerdem umfasst die Abgasanlage wenigstens einen beispielsweise als Dieselpartikelfilter ausgebildeten Partikelfilter, welcher vorzugsweise stromab des Speicherkatalysators angeordnet ist. Außerdem umfasst die Abgasanlage wenigstens einen SCR-Katalysator, mittels welchem das Abgas entstickt werden kann. Unter dem Entsticken des Abgases ist zu verstehen, dass im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide (ΝΟχ) durch die selektive katalytische Reduktion (SCR - Selective Catalytic Reduction) zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt werden können. Der SCR-Katalysator ist dabei zum Bewirken beziehungsweise Unterstützen der SCR ausgebildet, wobei im Rahmen der SCR im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide zu Stickstoff und Wasser reagieren.
Der SCR-Katalysator umfasst beispielsweise ein hinsichtlich der SCR beziehungsweise für die SCR katalytisch wirksames erstes Katalysatorelement, welches beispielsweise durch wenigstens eine erste Katalysatorschicht gebildet ist. Das erste Katalysatorelement beziehungsweise die erste Katalysatorschicht ist beispielsweise in den Partikelfilter integriert, sodass beispielsweise der Partikelfilter die für die SCR katalytisch wirksame erste Schicht aufweist. Somit ist der Partikelfilter beispielsweise als SDPF ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich umfasst der SCR-Katalysator beispielsweise wenigstens ein zweites Katalysatorelement, welches beispielsweise hinsichtlich der beziehungsweise für die selektive katalytische Reduktion katalytisch wirksam ist. Beispielsweise ist das zweite Katalysatorelement durch eine zweite Katalysatorschicht gebildet, welche für die SCR katalytisch wirksam ist. Dabei ist beispielsweise das zweite Katalysatorelement in
Strömungsrichtung des die Abgasanlage durchströmenden Abgases stromab des Partikelfilters angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der SCR- Katalysator ein drittes, für die SCR beziehungsweise hinsichtlich der SCR katalytisch wirksames drittes Katalysatorelement aufweist, welches beispielsweise durch eine dritte Katalysatorschicht gebildet sein kann. Dabei ist die dritte Katalysatorschicht für die SCR katalytisch wirksam. Dabei ist es denkbar, dass das dritte Katalysatorelement
beziehungsweise die dritte Katalysatorschicht stromauf des Partikelfilters und/oder stromauf des zweiten Katalysatorelements angeordnet ist. Die jeweilige Schicht ist beispielsweise durch eine entsprechende Beschichtung gebildet, welche beispielsweise auf einen Träger aufgebracht ist.
Ferner ist es denkbar, dass der SCR-Katalysator stromab des Partikelfilters angeordnet und somit als stromab des Partikelfilters angeordnete Komponente ausgebildet ist. Dabei ist es insbesondere möglich, dass der Partikelfilter wenigstens eine für die beziehungsweise hinsichtlich der SCR katalytisch wirksame Schicht beziehungsweise Beschichtung aufweist, sodass beispielsweise der Partikelfilter als Partikelfilter mit einer SCR-Beschichtung, insbesondere als SDPF, ausgebildet ist. Der insbesondere als SDPF ausgebildete Partikelfilter und der stromab des Partikelfilters angeordnete SCR- Katalysator sind beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und/oder bilden eine Abgasnachbehandlungseinheit, welche auch als Büchse oder Kombibüchse bezeichnet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, Vorausschaudaten, welche wenigstens einen erwarteten zukünftigen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine charakterisieren, prädiktiv ermittelt wird. Das prädiktive Ermitteln wird auch als vorausschauendes Ermitteln bezeichnet, da die
Verbrennungskraftmaschine den prädiktiv ermittelten Betriebszustand nicht aktuell aufweist, sondern in insbesondere naher Zukunft wahrscheinlich aufweisen wird. Mit anderen Worten wird beispielsweise der Betriebszustand zu einem ersten Zeitpunkt ermittelt, wobei die Verbrennungskraftmaschine den Betriebszustand jedoch nicht zu dem ersten Zeitpunkt aufweist, sondern zu einem in Zukunft auf den ersten Zeitpunkt folgenden zweiten Zeitpunkt wahrscheinlich aufweisen wird.
Bei einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels wenigstens einer Stickoxid-Sensoreinrichtung wenigstens eine aktuelle Stickoxid-Emission der Verbrennungskraftmaschine ermittelt, insbesondere erfasst. Ferner wird mittels der Stickoxid-Sensoreinrichtung wenigstens eine aktuelle Reduktionsmittel-Emission der Verbrennungskraftmaschine ermittelt, insbesondere erfasst. Die Stickoxid- und/oder Reduktionsmittel-Emission wird beispielsweise an einer jeweiligen Erfassungsstelle ermittelt beziehungsweise erfasst, wobei die Erfassungsstelle beispielsweise stromab des Speicherkatalysators, stromab des Partikelfilters und stromab des SCR-Katalysators beziehungsweise stromab des zweiten Katalysatorelements angeordnet ist.
Unter der Stickoxid-Emission ist beispielsweise eine, insbesondere an der
Erfassungsstelle, in dem Abgas enthaltene Menge an Stickoxiden (NOx) zu verstehen. Unter der Reduktionsmittel-Emission ist beispielsweise eine, insbesondere an der entsprechenden Erfassungsstelle, in dem Abgas enthaltene Menge an Reduktionsmittel zu verstehen, wobei das Reduktionsmittel beispielsweise zum Entsticken des Abgases genutzt wird. Im Rahmen der SCR reagiert beispielsweise das Reduktionsmittel mit im Abgas enthaltenen Stickoxiden zu Wasser und Stickstoff. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich vorzugsweise um Ammoniak (NH3) oder das Reduktionsmittel umfasst zumindest Ammoniak oder setzt Ammoniak frei, insbesondere wenn das Reduktionsmittel in das, insbesondere gegenüber dem Reduktionsmittel heißere, Abgas eingebracht, insbesondere eindosiert, wird. Insbesondere ist es denkbar, dass als das
Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung (HWL) genutzt wird, welche in das Abgas eingebracht wird und dadurch Ammoniak für die SCR bereitstellt. Dabei ist insbesondere unter der Reduktionsmittel-Emission ein im Abgas, insbesondere an der entsprechenden Erfassungsstelle, enthaltene Menge an Ammoniak zu verstehen, was beispielsweise das Reduktionsmittel ist beziehungsweise von diesem bereitgestellt wird.
Bei einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein aktueller
Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Die
Verbrennungskraftmaschine wird beispielsweise während des Verfahrens in einem befeuerten Betrieb betrieben. Während des befeuerten Betriebs werden in den
insbesondere als Zylinder ausgebildeten Brennraum zumindest Luft und Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in dem befeuerten Betrieb eingebracht. Bei dem Kraftstoff handelt es sich beispielsweise um einen flüssigen Kraftstoff, insbesondere um einen Dieselkraftstoff oder aber um einen Ottokraftstoff. Die in den Brennraum eingebrachte Luft und der in den Brennraum eingebrachte, insbesondere flüssige, Kraftstoff bilden ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches verbrannt wird. Daraus resultiert das Abgas. Insbesondere werden während des befeuerten Betriebs mehrere Gemische auf die beschriebene Weise nacheinander in dem Brennraum gebildet und verbrannt, wodurch Kraftstoff verbraucht wird. Der Kraftstoffverbrauch charakterisiert somit eine von der Verbrennungskraftmaschine verbrauchte Menge des Kraftstoffes, insbesondere bezogen auf eine vorgebbare Zeitspanne oder eine vorgebbare Fahrstrecke des
Kraftfahrzeugs.
Bei einem vierten Schritt des Verfahrens wird wenigstens eine aktuelle Partikel-Emission der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Die Partikel-Emission wird insbesondere an einer beziehungsweise für eine weitere Messstelle ermittelt, insbesondere erfasst. Die Partikel-Emission charakterisiert beispielsweise eine, insbesondere an der weiteren Erfassungsstelle, in dem Abgas enthaltene Menge an Partikeln, insbesondere an
Rußpartikeln, wobei die weitere Messstelle beispielsweise stromauf oder stromab des Partikelfilters angeordnet ist.
Bei einem fünften Schritt des Verfahrens wird ein aktueller Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators ermittelt. Unter dem Reduktionsmittelfüllstand ist eine in dem SCR- Katalysator enthaltene Menge des insbesondere als Ammoniak ausgebildeten
Reduktionsmittels zu verstehen, sodass beispielsweise unter dem
Reduktionsmittelfüllstand eine Menge an in dem SCR-Katalysator aufgenommenen Ammoniaks zu verstehen ist. Somit charakterisiert der aktuelle Reduktionsmittelfüllstand eine aktuell in dem SCR-Katalysator aufgenommene Menge an Reduktionsmittel, insbesondere an Ammoniak (NH3).
Bei einem sechsten Schritt des Verfahrens wird eine aktuelle Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators ermittelt. Der Stickoxid-Speicherkatalysator wird genutzt, um im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide aufzufangen beziehungsweise rückzuhalten. Hierzu wird zumindest ein Teil der im Abgas etwaig enthaltenen Stickoxide mittels des beziehungsweise in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeichert. Mit zunehmender Betriebsdauer nimmt eine Menge an in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeichertem Stickoxid beziehungsweise an in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxiden zu, wobei die Menge an in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxiden auch als Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators bezeichnet wird. Somit charakterisiert die aktuelle Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators eine aktuell in dem Stickoxid-Speicherkatalysator aufgenommene beziehungsweise
gespeicherte Menge an Stickoxiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen siebten Schritt, welcher in Abhängigkeit von dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt durchgeführt wird. Bei dem siebten Schritt des Verfahrens werden mittels der elektronischen Recheneinrichtung Betriebsparameter ermittelt, insbesondere berechnet, auf deren Basis die
Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in ihrem befeuerten Betrieb, betrieben, insbesondere geregelt, wird. Somit werden die Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt, insbesondere in Abhängigkeit von deren Ergebnissen beziehungsweise Abfragewerten, ermittelt. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt um Abfragen, in deren Rahmen die
Vorausschaudaten, die aktuelle Stickoxid-Emission, die aktuelle Reduktionsmittel- Emission, der aktuelle Kraftstoffverbrauch, die aktuelle Partikel-Emission, der aktuelle Reduktionsmittelfüllstand und die aktuelle Stickoxid-Beladung abgefragt beziehungsweise ermittelt werden. Somit sind beispielsweise die prädiktiv ermittelten Vorausschaudaten, die ermittelte aktuelle Stickoxid-Emission, die ermittelte aktuelle Reduktionsmittel- Emission, der ermittelte Kraftstoffverbrauch, die ermittelte aktuelle Partikel-Emission, der ermittelte aktuelle Reduktionsmittelfüllstand und die ermittelte aktuelle Stickoxid-Beladung Abfragewerte oder Abfrageergebnisse, auf deren Basis der siebte Schritt durchgeführt wird. Somit werden die Betriebsparameter in Abhängigkeit von den genannten
Abfragewerten ermittelt, insbesondere berechnet, woraufhin beispielsweise die
Verbrennungskraftmaschine auf Basis der Betriebsparameter betrieben, insbesondere geregelt, wird.
Des Weiteren wird bei dem siebten Schritt des Verfahrens und somit in Abhängigkeit von den Abfragewerten wenigstens ein Soll-Reduktionsmittelfüllstand des SC R- Katalysators berechnet. Der ermittelte aktuelle Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators ist ein Ist-Reduktionsmittelfüllstand beziehungsweise ein Ist-Wert, wobei der Soll- Reduktionsmittelfüllstand ein Soll-Wert ist, welcher beispielsweise für das insbesondere zukünftige Betreiben der Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft ist, um einen besonders emissionsarmen Betrieb realisieren zu können.
Insbesondere ist es möglich, dass der Ist-Reduktionsmittelfüllstand mit dem Soll- Reduktionsmittelfüllstand verglichen wird. Weicht beispielsweise der Ist- Reduktionsmittelfüllstand von dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand ab beziehungsweise überschreitet beispielsweise ein Unterschied zwischen dem Ist-Reduktionsmittelfüllstand und dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand eine vorgebbare Grenze, so kann wenigstens eine Maßnahme, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, ergriffen beziehungsweise durchgeführt werden, sodass mittels der Maßnahme ein etwaiger Unterschied zwischen dem Ist-Reduktionsmittelfüllstand und dem Soll- Reduktionsmittelfüllstand zumindest verringert oder gar aufgehoben wird. Bei dieser Maßnahme handelt es sich beispielsweise um eine Erhöhung der Menge des
Reduktionsmittels, die in das Abgas eingebracht wird. Dadurch kann beispielsweise der Ist-Reduktionsmittelfüllstand erhöht und insbesondere an den Soll- Reduktionsmittelfüllstand angeglichen beziehungsweise diesem zumindest angenähert werden.
Des Weiteren ist es bei dem siebten Schritt vorgesehen, dass, insbesondere in
Abhängigkeit von dem genannten Vergleich des Ist-Reduktionsmittelfüllstands mit dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand, eine in das Abgas einzubringende
Reduktionsmitteldosiermenge berechnet wird. Mit anderen Worten wird die genannte Reduktionsmitteldosiermenge in Abhängigkeit von den genannten Abfragewerten berechnet. Die in das Abgas einzubringende Reduktionsmitteldosiermenge charakterisiert eine in das Abgas einzubringende Menge des Reduktionsmittels. Insbesondere ist die in das Abgas einzubringende Reduktionsmitteldosiermenge eine solche Menge des
Reduktionsmittels, die in das Abgas einzubringen ist, um einen etwaigen Unterschied zwischen dem Ist-Reduktionsmittelfüllstand und dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand, insbesondere innerhalb einer vorgebbaren beziehungsweise gewünschten Zeit, zumindest zu verringern oder gar aufzuheben.
Des Weiteren ist es bei dem siebten Schritt des Verfahrens vorgesehen, dass ein jeweiliger Zeitpunkt der nächsten Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators und des Partikelfilters berechnet wird. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von den Abfragewerten der jeweilige Zeitpunkt der nächsten Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators und des Partikelfilters berechnet wird.
Unter der Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators ist ein Vorgang zu verstehen, bei dem beziehungsweise durch den die Stickoxid-Beladung des Stickoxid- Speicherkatalysators zumindest verringert wird. Mit anderen Worten wird beispielsweise bei der Regeneration des Speicherkatalysators zumindest ein Teil der zunächst in dem Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxide aus dem Speicherkatalysator
ausgespeichert, wodurch die Stickoxid-Beladung des Speicherkatalysators zumindest verringert wird.
Bei der beziehungsweise durch die Regeneration des Partikelfilters wird dessen Partikel- Beladung zumindest reduziert. Die Partikel-Beladung des Partikelfilters wird auch als Ruß-Beladung oder Rußpartikel-Beladung bezeichnet und charakterisiert eine Menge an in dem beziehungsweise durch den Partikelfilter aufgenommenen beziehungsweise gespeicherten Partikel. Mit anderen Worten, mittels des Partikelfilters werden etwaig im Abgas enthaltene Partikel, insbesondere Rußpartikel, zumindest teilweise aus dem Abgas gefiltert. Mit zunehmender Betriebsdauer setzt sich der Partikelfilter mit einer
zunehmenden Menge an Partikeln aus dem Abgas zu, sodass die Partikel-Beladung des Partikelfilters sukzessive zunimmt. Während der beziehungsweise durch die
Regeneration des Partikelfilters wird die Partikel-Beladung des Partikelfilters zumindest reduziert. Dies bedeutet, dass durch die beziehungsweise während der Regeneration des Partikelfilters die in dem Partikelfilter aufgenommene Menge an Partikeln zumindest reduziert wird. Die jeweilige Regeneration wird beispielsweise durch eine hinreichend hohe Temperatur des Abgases bewirkt beziehungsweise bei einer hinreichend hohen Temperatur des Abgases durchgeführt, sodass die jeweilige Regeneration beispielsweise dadurch bewirkt beziehungsweise gestartet wird, dass die Temperatur des Abgases insbesondere gezielt beziehungsweise aktiv erhöht wird. Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur des Abgases werden auch als Temperaturerhöhungsmaßnahmen oder EGTM bezeichnet.
Insgesamt ist erkennbar, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein
vorausschauender Betrieb, insbesondere eine vorausschauende Regelung, der
Verbrennungskraftmaschine unter Berücksichtigung von Schadstoff-Emissionen und Kraftstoffverbrauch und somit C02-Emissionen möglich ist, sodass einerseits die
Schadstoff-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine und andererseits gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch besonders gering gehalten werden können. Hierzu wird
beispielsweise ständig beziehungsweise mehrmals während des Betriebs der
Verbrennungskraftmaschine insbesondere während einer Fahrt ein Optimum berechnet, welches einen besonders vorteilhaften Kompromiss zwischen der Realisierung eines geringen Kraftstoffverbrauchs und der Realisierung von geringen Schadstoff-Emissionen ermöglicht. Mit anderen Worten erfolgt ein Betrieb, insbesondere eine Regelung, der den wenigstens einen Brennraum und die Abgasanlage umfassenden
Verbrennungskraftmaschine unter Berücksichtigung der Vorausschaudaten und insbesondere im Hinblick auf die Realisierung eines geringen Kraftstoffverbrauchs einerseits und die Realisierung geringer Schadstoff-Emissionen andererseits.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der siebte Schritt derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine erste Bedingung erfüllt ist. Die erste Bedingung umfasst, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine zumindest deren Stickoxid-, Kohlenwasserstoff- und Partikel-Emissionen unterhalb jeweiliger, in einer
Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherter Grenzwerte liegen. Die Kohlenwasserstoff-Emissionen bezeichnen Emissionen von unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC), wobei der siebte Schritt derart durchgeführt und somit die Betriebsparameter derart ermittelt und in der Folge die Verbrennungskraftmaschine auf Basis der ermittelten Betriebsparameter derart betrieben wird, dass, insbesondere unter allen Umständen, die Stickoxid-, Kohlenwasserstoff- und Partikel-Emissionen unter den Grenzwerten liegen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich ferner gezeigt, dass der siebte Schritt unter
Einhaltung der ersten Bedingungen derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine zweite Bedingung erfüllt ist, die umfasst, dass der Kraftstoffverbrauch minimal ist. Mit anderen Worten wird der siebte Schritt derart durchgeführt, dass die erste Bedingung unter allen Umständen erfüllt ist beziehungsweise erfüllt werden kann. Die erste Bedingung hat aber eine höhere Priorität als die zweite Bedingung, sodass die zweite Bedingung nicht notwendigerweise erfüllt sein muss, jedoch vorteilhafterweise erfüllt sein kann und insbesondere dann erfüllt wird, wenn ein solcher Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auf Basis der Betriebsparameter möglich ist, dass sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung erfüllt werden. Unter dem minimalen Kraftstoffverbrauch ist zu verstehen, dass die Betriebsparameter derart ermittelt werden und somit die
Verbrennungskraftmaschine derart betrieben wird, dass unter allen Umständen die erste Bedingung erfüllt ist und dabei der Kraftstoffverbrauch und somit die C02-Emissionen so gering wie möglich sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden bei dem siebten Schritt unter Einhalten der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung Schadstoff- Emissionen der Verbrennungskraftmaschine weiter optimiert, das heißt reduziert. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Betriebsparameter derart ermittelt werden und in der Folge die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben wird, dass,
insbesondere während die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind, die Schadstoff-Emissionen weiter gesenkt werden und somit deutlich unterhalb der
Grenzwerte liegen. Das weitere Optimieren der Schadstoff-Emissionen ist beispielsweise eine dritte Priorität, wobei die erste Bedingung und die zweite Bedingung jeweils höher priorisiert werden als das weitere Optimieren der Schadstoff-Emissionen. Mit anderen Worten, ist es beispielsweise möglich, sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung zu erfüllen, und ist es darüber hinaus möglich, die Schadstoff-Emissionen weiter zu optimieren, das heißt weiter zu senken, so wird dies durchgeführt, jedoch nur dann und insbesondere so lange, wenn beziehungsweise wie die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind und erfüllt bleiben.
Dabei werden die Schadstoff-Emissionen unter Einhaltung der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung insbesondere derart weiter optimiert, dass die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators vorausschauend geplant wird. Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators dann
durchgeführt wird, wenn beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine beim Befahren einer Route beziehungsweise einer Strecke ohnehin eine solch hohe Last bereitstellt, dass es zu solch hohen Temperaturen des Abgases kommt, die die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators bewirken beziehungsweise vorteilhaft für die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators sind. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Stickoxid-Speicherkatalysator während einer Zeitspanne regeneriert wird, während welcher die Verbrennungskraftmaschine keine hohe Last zum Antreiben des
Kraftfahrzeugs bereitstellt und somit eigentlich für die Regeneration des
Speicherkatalysators zu geringe Temperaturen herrschen. Dadurch kann auf eine extra für die Regeneration des Speicherkatalysators durchgeführte Erhöhung der Temperatur des Abgases verzichtet werden, da der Speicherkatalysator während einer solchen Zeitspanne regeneriert wird, während welcher beispielsweise aufgrund einer Steigung, die das Kraftfahrzeug hinaufgefahren wird, ohnehin hohe und somit für die Regeneration des Speicherkatalysators ausreichende beziehungsweise vorteilhafte Temperaturen des Abgases herrschen.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Schadstoff-Emissionen derart weiter optimiert werden, dass der Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators vorausschauend geregelt wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der SCR- Katalysator genau zu solchen Zeitpunkten einen hinreichend hohen
Reduktionsmittelfüllstand aufweist, zu denen ein solch hoher Reduktionsmittelfüllstand erforderlich ist beziehungsweise vorteilhaft ist, um das Abgas hinreichend zu entsticken.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Bedingung auch umfasst, dass auch Lachgas- (N20-) und Reduktionsmittel-Emissionen der
Verbrennungskraftmaschine unterhalb jeweiliger, in der Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherter Grenzwerte liegen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die
Vorausschaudaten erwartete zukünftige Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs und/oder ein vorausliegendes Streckenprofil und somit beispielsweise wenigstens ein Gefälle und/oder wenigstens eine Steigung und/oder eine verbleibende Entfernung zu einem Zielort. Unter dem vorausliegenden Streckenprofil ist eine Strecke, insbesondere deren Topographie, zu verstehen, wobei das Kraftfahrzeug die Strecke in naher Zukunft befahren wird. Die verbleibende Entfernung zu dem Zielort kann beispielsweise anhand einer mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs geplanten Route ermittelt werden. Die Route verläuft beispielsweise von einem Startort zu dem Zielort, sodass das Kraftfahrzeug, wenn es entlang der Route gefahren wird, an dem Zielort ankommt. Mittels des Navigationssystems wird beispielsweise wenigstens eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs auf der Erde ermittelt. Durch Ermitteln der aktuellen Position des
Kraftfahrzeugs und durch Ermitteln beziehungsweise Kenntnis des Zielorts kann ein Abstand zwischen der aktuellen Position und dem Zielort ermittelt werden, wobei dieser Abstand der verbleibenden Entfernung entspricht. Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Verfahren während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs mehrmals nacheinander durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass nicht etwa eine einmalige, beispielsweise vor Beginn einer Fahrt und/oder bei einer Planung beziehungsweise Optimierung einer Route vorgesehen ist, sondern die
Abfragewerte werden ständig ermittelt und die Betriebsparameter werden ständig ermittelt und aktualisiert, sodass während der Fahrt sowohl die Emissionen als auch der Kraftstoffverbrauch besonders gering gehalten werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs, welche mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben wird;
Fig. 2 Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens;
Fig. 3 ein weiteres Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens;
Fig. 4 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens;
Fig. 5 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des
Verfahrens; und
Fig. 6 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des
Verfahrens. In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens und vorzugsweise eines Personenkraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet, kann jedoch alternativ als Ottomotor ausgebildet sein. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben der
Verbrennungskraftmaschine 10 insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs beschrieben. Mit anderen Worten wird das Verfahren durchgeführt, während das
Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 angetrieben wird
beziehungsweise während sich die Verbrennungskraftmaschine 10 in einem befeuerten Betrieb befindet.
Die beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 weist wenigstens ein Motorgehäuse 12 auf, durch welches wenigstens ein oder mehrere Brennräume 14 der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet ist. Der jeweilige Brennraum 14 ist beispielsweise als Zylinder ausgebildet. Während des befeuerten Betriebs wird der jeweilige Brennraum 14 zumindest mit Luft und einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 versorgt. Bei dem Kraftstoff handelt es sich vorzugsweise um einen flüssigen Kraftstoff, welcher genutzt wird, um den befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 zu realisieren. Der Kraftstoff und die Luft bilden im jeweiligen Brennraum 14 ein Gemisch, welches verbrannt wird. Hieraus resultiert Abgas, welches beispielsweise aus dem Brennraum 14 ausströmt und in eine Abgasanlage 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 einströmt und die Abgasanlage 16 durchströmt. Dies ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 18 veranschaulicht. Beispielsweise veranschaulicht der Pfeil 18 eine Strömungsrichtung des die Abgasanlage 16 durchströmenden Abgases.
Die Abgasanlage 16 umfasst einen Stickoxid-Speicherkatalysator 20, welcher auch einfach als NSK oder Speicherkatalysator bezeichnet wird. Ferner umfasst die
Abgasanlage 16 wenigstens einen Partikelfilter 22, welcher beispielsweise dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine 10 als Dieselmotor ausgebildet ist, als Dieselpartikelfilter (DPF) ausgebildet ist. Außerdem umfasst die Abgasanlage 16 wenigstens einen SCR- Katalysator 24, welcher hinsichtlich der beziehungsweise für die selektive katalytische Reduktion (SCR) katalytisch wirksam ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise der SCR- Katalysator 24 die SCR bewirkt beziehungsweise unterstützt. Hierzu weist der SCR- Katalysator 24 beispielsweise wenigstens ein Katalysatorelement auf, welches durch wenigstens eine für die SCR katalytisch wirksame Schicht beziehungsweise Beschichtung gebildet ist beziehungsweise eine solche Schicht beziehungsweise Beschichtung umfasst.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der SCR- Katalysator 24 eine bezüglich des Partikelfilters 22 externe, zusätzlich dazu vorgesehene und insbesondere in Strömungsrichtung des die Abgasanlage 16
durchströmenden Abgases stromab des Partikelfilters 22 angeordnete Komponente ist Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass beispielsweise auch der Partikelfilter 22 als SCR-Katalysator ausgebildet ist
beziehungsweise als ein solcher SCR-Katalysator fungiert und somit für die SCR katalytisch wirksam ist. Hierzu weist beispielsweise der Partikelfilter 22 eine für die SCR katalytisch wirksame Schicht beziehungsweise Beschichtung auf, welche auch als SCR- Schicht oder SCR-Beschichtung bezeichnet wird. Insbesondere ist der Partikelfilter 22 somit beispielsweise als SDPF ausgebildet.
Der Partikelfilter 22 und der SCR-Katalysator 24 können beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich bilden der
Partikelfilter 22 und der SCR-Katalysator 24 eine Abgasnachbehandlungseinheit 26, welche auch als Büchse oder Kombibüchse bezeichnet wird. Das Motorgehäuse 12 und somit der jeweilige Brennraum 14 sind beispielsweise in einem Motorraum des
Kraftfahrzeugs aufgenommen. Dabei sind vorzugsweise der Partikelfilter 22 und der SCR-Katalysator 24 und somit die Abgasnachbehandlungseinheit 26 als motornahe Komponenten ausgebildet, welche ebenfalls in dem Motorraum angeordnet sind.
Optional umfasst die Abgasanlage 16 weitere Abgasnachbehandlungskomponenten in Form eines zweiten SCR-Katalysators 28, eines Ammoniak-Schlupfkatalysators 30 und eines dritten SCR-Katalysators 32. Die weiteren Abgasnachbehandlungskomponenten können beispielsweise alle gemeinsam und somit in der in Fig. 1 gezeigten Kombination oder in jedweder anderer Kombination und insbesondere einzeln zum Einsatz kommen. Es sei jedoch explizit erwähnt, dass die weiteren Abgasnachbehandlungskomponenten optional vorgesehen sind und nicht notwendigerweise vorgesehen sein müssen, sondern vielmehr auch entfallen können.
Der zweite SCR-Katalysator 28 ist für die SCR katalytisch wirksam und dabei stromab des Partikelfilters 22 und stromab des ersten SCR-Katalysators 24 angeordnet. Der Ammoniak-Schlupfkatalysator 30 ist stromab des zweiten SCR-Katalysators 28 und dabei stromab des Partikelfilters 22 und stromab des SCR-Katalysators 24 angeordnet. Der dritte SCR-Katalysator 32 ist für die SCR katalytisch wirksam und dabei stromauf des Partikelfilters 22 und stromauf des SCR-Katalysators 24 und stromab des Stickoxid- Speicherkatalysators 20 angeordnet. Insbesondere ist es möglich, dass der SCR- Katalysator 32 in dem zuvor genannten Gehäuse aufgenommen und/oder Bestandteil der Abgasnachbehandlungseinheit 26 ist. Somit ist beispielsweise der dritte SCR-Katalysator 32 eine motornahe Komponente, welche ebenfalls in dem Motorraum angeordnet ist. Im Gegensatz dazu sind beispielsweise der zweite SCR-Katalysator 28 und der Ammoniak- Schlupfkatalysator 30 Unterbodenkomponenten, die außerhalb des Motorraums im Bereich beziehungsweise unterhalb eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Der Unterboden ist beispielsweise durch einen Aufbau des Kraftfahrzeugs gebildet, wobei der Aufbau insbesondere als selbsttragende Karosserie ausgebildet sein kann.
Beispielsweise bilden der zweite SCR-Katalysator 28 und der Ammoniak- Schlupfkatalysator 30 eine weitere Abgasnachbehandlungseinheit, welche auch als Nachbehandlungssystem bezeichnet wird. Das Nachbehandlungssystem ist
beispielsweise dadurch, dass der zweite SCR-Katalysator 28 und der Ammoniak- Schlupfkatalysator 30 unterhalb des Unterbodens angeordnet sind, als ein UB-SCR- System ausgebildet. Hierbei wird der Unterboden auch mit UB bezeichnet. Das UB-SCR- System kommt optional und insbesondere für einen Hochlastbetrieb der
Verbrennungskraftmaschine 10 zum Einsatz. Die Abgasanlage 16 umfasst ferner eine Dosiereinrichtung 34, mittels welcher ein insbesondere flüssiges Reduktionsmittel an einer Einbringstelle E in das die Abgasanlage 16 durchströmende Abgas einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Mit anderen Worten ist es beispielsweise im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass mittels der Dosiereinrichtung 34 das Reduktionsmittel an der Einbringstelle E in das Abgas eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird.
Der jeweilige SCR-Katalysator 24, 28 beziehungsweise 32 und somit der Partikelfilter 22 beziehungsweise dessen für die SCR katalytisch wirksame Schicht werden genutzt, um das Abgas zu entsticken. Unter dem Entsticken des Abgases ist zu verstehen, dass etwaig im Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) zumindest zum Teil aus dem Abgas entfernt werden. Hierbei reagieren die im Abgas enthaltenen Stickoxide im Rahmen der SCR mit dem in das Abgas eingebrachten Reduktionsmittel zu Stickstoff und Wasser. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich insbesondere um Ammoniak (NH3), welches
beispielsweise aus einer wässrigen Harnstofflösung entsteht, die mittels der
Dosiereinrichtung 34 an der Einbringstelle E in das Abgas eingebracht wird. Optional ist eine zweite Dosiereinrichtung 36 vorgesehen, mittels welcher das
Reduktionsmittel an einer zweiten Einbringstelle E2 in das Abgas eingebracht werden kann beziehungsweise eingebracht wird. Die erste Einbringstelle E ist stromab des Stickoxid-Speicherkatalysators 20 und stromauf des Partikelfilters 22, insbesondere stromauf des dritten SCR-Katalysators 32, angeordnet. Demgegenüber ist die zweite Einbringstelle E2 stromab des SCR-Katalysators 24 und stromauf des zweiten SCR- Katalysators 28 angeordnet.
In Fig. 1 veranschaulicht ein Pfeil 38 einen etwaigen Ammoniakschlupf. Zu einem solchen Ammoniakschlupf kommt es beispielsweise dann, wenn zumindest ein Teil des in das Abgas eingebrachten Reduktionsmittels nicht an der SCR teilnimmt und somit nicht im Rahmen der SCR zu Wasser und Stickstoff reagiert, sondern beispielsweise
unverbraucht in dem Abgas enthalten bleibt. Mit anderen Worten kommt es zu einem Ammoniakschlupf, wenn zumindest ein Teil des Reduktionsmittels in den SCR- Katalysatoren 24 und 32 beziehungsweise im Partikelfilter 22 nicht im Rahmen der SCR mit den Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser reagiert. Der Ammoniak-Schlupfkatalysator 30 wird dabei genutzt, um im Abgas etwaig enthaltenes, unverbrauchtes Ammoniak zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufzufangen und rückzuhalten und beispielsweise in Stickstoff und Wasser umzuwandeln. Dadurch können übermäßige Ammoniak-Emissionen vermieden werden.
Bei einem ersten Schritt des Verfahrens werden mittels einer in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten elektronischen Recheneinrichtung 40 Vorausschaudaten ermittelt, welche wenigstens einen erwarteten zukünftigen Betriebszustand oder vorzugsweise mehrere erwartete zukünftige Betriebszustände der
Verbrennungskraftmaschine 10, charakterisieren. Bei einem zweiten Schritt des
Verfahrens wird mittels wenigstens einer in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten Stickoxid-Sensoreinrichtung 42 wenigstens eine aktuelle Stickoxid- und Reduktionsmittel- Emission der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt. Bei einem dritten Schritt des Verfahrens wird beispielsweise, insbesondere mittels der Recheneinrichtung 40, ein aktueller Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt. Bei einem vierten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen
Recheneinrichtung 40 und/oder mittels einer Sensoreinrichtung 44, wenigstens eine aktuelle Partikelemission der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt. Bei einem fünften Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, ein aktueller Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators 24 und/oder des Partikelfilters 22 beziehungsweise der Abgasnachbehandlungseinheit 26 ermittelt, wobei der Reduktionsmittelfüllstand auch als Füllgrad, Reduktionsmittelfüllgrad,
Ammoniakfüllgrad oder NH3-Füllgrad bezeichnet wird. Bei einem sechsten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, eine aktuelle Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators 20 ermittelt.
Bei einem siebten Schritt des Verfahrens werden mittels der elektronischen
Recheneinrichtung 40 in Abhängigkeit von dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt des Verfahrenes Betriebsparameter ermittelt, auf deren Basis die Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, betrieben
beziehungsweise geregelt wird. Ferner wird bei dem siebten Schritt, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, wenigstens ein Soll-Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators 24 und/oder des Partikelfilters 22 und somit insbesondere der Abgasnachbehandlungseinheit 26 berechnet. Außerdem wird bei dem siebten Schritt des Verfahrens mittels der Recheneinrichtung 40 eine in das Abgas einzubringende
Reduktionsmitteldosiermenge berechnet. Außerdem wird bei dem siebten Schritt des Verfahrens mittels der Recheneinrichtung 40 ein jeweiliger Zeitpunkt der nächsten Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators 20 und des Partikelfilters 22 berechnet.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse 46 der auch als NH3-Füllstand bezeichnete NH3-Füllgrad aufgetragen ist, insbesondere in der Einheit Prozent. Auf der Ordinate 48 ist ein sogenannter Stickoxid-Umsatz aufgetragen, welcher auch als NOx- Umsatz bezeichnet wird. Der Stickoxid-Umsatz beschreibt beispielsweise ein Verhältnis aus durch das zuvor beschriebene Entsticken aus dem Abgas entfernten Stickoxiden zu insgesamt im Abgas enthaltenen Stickoxiden. Mit anderen Worten beschreibt der Stickoxid-Umsatz ein Verhältnis aus einer durch das Entsticken aus dem Abgas entfernten Menge an Stickoxiden zu einer Gesamtmenge an im Abgas enthaltenen Stickoxiden. Beträgt somit beispielsweise der Stickoxid-Umsatz 100 Prozent, so werden mittels der Abgasanlage 16 alle Stickoxide aus dem Abgas entfernt.
Verläufe 50, 52 und 54 veranschaulichen den Stickoxid-Umsatz über dem NH3-Füllgrad bei einer jeweiligen Temperatur des Abgases. Dabei veranschaulicht der Verlauf 50 den Stickoxid-Umsatz über dem NH3-Füllgrad bei einer Temperatur des Abgases von 300 Grad Celsius, während der Verlauf 52 den Stickoxid-Umsatz bei einer Temperatur von 250 Grad Celsius und der Verlauf 54 den Stickoxid-Umsatz bei einer Temperatur von 200 Grad Celsius veranschaulicht. Fig. 3 zeigt ein Diagramm, anhand dessen das prädiktive beziehungsweise
vorausschauende Ermitteln des Betriebszustands beziehungsweise der Betriebszustände veranschaulicht ist. Fig. 3 zeigt das in Fig. 3 mit 56 bezeichnete Kraftfahrzeug zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1 , t2 und t3, welche aufeinander folgen, wobei das Kraftfahrzeug 56 zu dem Zeitpunkt t1 einen ersten Streckenabschnitt 58, zu dem
Zeitpunkt t2 einen auf den Streckenabschnitt 58 folgenden zweiten Streckenabschnitt 60 und zu dem Zeitpunkt t3 einen auf den Streckenabschnitt 60 folgenden Streckenabschnitt 62 einer Strecke 64 befährt. Die Strecke 64 ist eine Strecke beziehungsweise ein
Streckenprofil, die beziehungsweise das bereits bekannt ist, bevor das Kraftfahrzeug 56 die Strecke 64 befährt beziehungsweise befahren hat. Mit anderen Worten sind beispielsweise die Strecke 64 und somit die Streckenabschnitte 58, 60 und 62 zu einem Zeitpunkt tO bekannt, zu welchem das Kraftfahrzeug 56 die Streckenabschnitte 58, 60 und 62 noch nicht befahren hat, sondern sich beispielsweise an einem Ort oder auf einem Streckenabschnitt befindet, der vor den Streckenabschnitten 58, 60 und 62 und somit vor der Strecke 64 liegt.
Die Strecke 64 ist somit beispielsweise ein dem Kraftfahrzeug 56 zunächst voraus liegendes Streckenprofil, entlang welchem das Kraftfahrzeug in naher Zukunft fahren wird, jedoch aktuell noch nicht fährt. Die dem Kraftfahrzeug 56 vorausliegende Strecke 64 ist beispielsweise dadurch bereits zu dem Zeitpunkt tO bekannt, dass mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs 56 eine Route geplant ist beziehungsweise wird. Die Route umfasst dabei beispielsweise die Strecke 64 und somit die Streckenabschnitte 58, 60 und 62 sowie beispielsweise wenigstens einen in Fig. 3 nicht gezeigten weiteren Streckenabschnitt. Die Route wird beispielsweise zu dem Zeitpunkt tO geplant oder ist bereits zu dem Zeitpunkt tO geplant. Die Route erstreckt sich von einem Startort zu einem Zielort, an welchem beispielsweise die Strecke 64 endet. Bei dem Startort handelt es sich beispielsweise um den zuvor genannten Ort. Durch Planen beziehungsweise Bestimmen der Route ist die dem Kraftfahrzeug 56 vorausliegende Strecke 64 bereits bekannt, bevor das Kraftfahrzeug 56 die Strecke 64 befahren hat. Anhand der Route und insbesondere anhand von Informationen über die Route können beispielsweise Informationen gewonnen werden, die jeweilige Betriebs- oder Lastzustände charakterisieren, die die Verbrennungskraftmaschine 10 aufweisen wird, wenn das Kraftfahrzeug 56 die Strecke 64 befährt.
Auf diese Weise kann beispielsweise dann, wenn sich das Kraftfahrzeug noch an dem Startort befindet, ermittelt werden, dass beispielsweise das Abgas eine erste Temperatur aufweist, während das Kraftfahrzeug 56 entlang des Streckenabschnitts 58 gefahren wird. Ferner kann beispielsweise ermittelt werden, dass das Abgas eine zweite
Temperatur aufweist, wenn das Kraftfahrzeug 56 entlang des Streckenabschnitts 60 befahren wird, und dass das Abgas eine dritte Temperatur aufweisen wird, wenn das Kraftfahrzeug 56 entlang des Streckenabschnitts 62 gefahren wird. Da beispielsweise der Streckenabschnitt 58 eine Ebene und eine sich daran anschließende Steigung aufweist, sich der Streckenabschnitt 60 unmittelbar an die Steigung anschließt und ein Gefälle aufweist und der Streckenabschnitt 62 sich unmittelbar an das Gefälle anschließt, ist beispielsweise die zweite Temperatur größer als die erste Temperatur, und die dritte Temperatur ist geringer als die erste Temperatur und geringer als die zweite Temperatur.
Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die Regeneration des Partikelfilters und/oder des Speicherkatalysators nicht etwa auf dem Streckenabschnitt 58 oder dem Streckenabschnitt 62, sondern beispielsweise auf dem Streckenabschnitt 60
durchzuführen, da dort das Abgas ohnehin eine für die jeweilige Regeneration vorteilhafte und hinreichende Temperatur aufweist.
Die prädiktiv ermittelten Vorausschaudaten sind somit Daten, welche beispielsweise für eine prädiktive Regeneration des Speicherkatalysators und/oder des Partikelfilters 22 sowie für eine Befüllung, insbesondere Vorbefüllung, der Abgasnachbehandlungseinheit 26 mit Reduktionsmittel (NH3) genutzt werden. Beispielsweise werden im Rahmen der vorausschauenden Ermittlung der Vorausschaudaten folgende Situationen betrachtet: zeitliche und/oder räumliche Nähe zu einem Abstellort, wobei in Abhängigkeit davon der Speicherkatalysator regeneriert und der Reduktionsmittelfüllstand angehoben wird. Hierdurch können vorteilhafte Stickoxid- Konversionsbedingungen für einen Wiederstart, insbesondere der
Verbrennungskraftmaschine 10, realisiert werden.
Regionen mit Tempolimit, insbesondere Ortschaften und spezielle
Verkehrsbedingungen wie Stau; in Abhängigkeit davon kann der
Speicherkatalysator regeneriert und der Reduktionsmittelfüllstand angehoben werden, um beispielsweise für tiefe Temperaturen der Abgasanlage 16 vorteilhafte Stickoxid-Konversionsbedingungen zu schaffen. zeitliche und/oder räumliche Nähe zu einer längeren Gefällstrecke und in
Abhängigkeit davon Regeneration des Speicherkatalysators und Anhebung des Reduktionsmittelfüllstands. Hierdurch können vorteilhafte Stickoxid- Konversionsbedingungen für geringe Temperaturen der Abgasanlage 16 realisiert werden. negative Trends der Temperatur der Abgasanlage 16 über eine definierte
Mindestzeitspanne und in Abhängigkeit davon Regeneration des
Speicherkatalysators. Hierdurch können vorteilhafte Stickoxid- Konversionsbedingungen für geringe Temperaturen der Abgasanlage 16 gewährleistet werden.
Insbesondere werden prädiktive Informationen mit trendbasierten Prognosen
insbesondere hinsichtlich sinkender Temperaturen der Abgasanlage 16 verknüpft.
Beispielhafte Situationen hierfür sind beispielsweise längere Gefällstrecken und/oder Steigungen, Geschwindigkeitslimits, längere Abstellphasen, Verkehrsbehinderungen oder extreme Beschleunigungen.
Die Vorausschaudaten werden beispielsweise in Abhängigkeit von chemischphysikalischen Daten über die Abgasanlage 16 und/oder Temperaturtrends und/oder Stickoxid-Rohemissionstrends und/oder Trends hinsichtlich des Abgasmassenstroms und/oder hinsichtlich einer Kapazität der Abgasanlage 16 zum Aufnehmen von
Reduktionsmittel ermittelt. Insbesondere erfolgt eine simulative Definition einer optimalen Betriebsstrategie mithilfe der prädiktiv ermittelten Vorausschaudaten, um dadurch insbesondere den Kraftstoffverbrauch und die Stickoxid-Emissionen besonders gering zu halten, insbesondere zu minimieren, Ammoniak-Schlupf und Ablagerungen des
Reduktionsmittels zu vermeiden und eine optimale Fahrdynamik zu gewährleisten.
Mögliche Maßnahmen hierbei sind beispielsweise:
Heizen des Abgases und somit der Abgasanlage 16
Regeneration des Speicherkatalysators
Anpassen des Reduktionsmittelfüllstands
Vorbefüllung des UB-SCR-Systems
Absenkung der Stickoxid-Rohemissionen
beliebige Kombinationen davon.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.
Ausgehend von einem Normalbetrieb 66 erfolgen beispielsweise Abfragen 68. Im
Rahmen der Abfragen 68 werden beispielsweise ein Aktivitätsfaktor A, eine Gefällstrecke, eine Geschwindigkeitsprognose, eine Nähe zum Zielort und ein negativer Temperaturtrend abgefragt beziehungsweise ermittelt. Beispielsweise weist die
Abgasanlage 16 beziehungsweise während des Verfahrens, insbesondere an einer ersten Stelle, eine erste Temperatur T5 und, insbesondere an einer von der ersten Stelle unterschiedlichen zweiten Stelle, eine zweite Temperatur T4.
Der Aktivitätsfaktor ist beispielsweise ein Faktor, welcher die Aktivität der Abgasanlage 16 hinsichtlich des Entfernens von Kohlenmonoxid (CO) und unverbranntem
Kohlenwasserstoff (HC) aus dem Abgas charakterisiert. Ergibt beispielsweise ein
Aktivitätsmodell 70, dass der Aktivitätsfaktor eine vorgebbare Grenze von beispielsweise 0,2 und 0,4 unterschreitet, erfolgt beispielsweise eine Aktivierung, insbesondere des Speicherkatalysators, insbesondere so lange, bis der Aktivitätsfaktor eine vorgebbare Grenze von beispielsweise 0,8 überschreitet.
Liegt beispielsweise ein negativer Temperaturtrend, insbesondere hinsichtlich T4 und/oder T5, länger als 10 Minuten vor, insbesondere bei T4< 250 Grad Celsius, und beträgt die Stickoxid-Beladung mehr als 1 Gramm pro Liter Volumen und beträgt beispielsweise T5 mehr als 200 Grad Celsius, so erfolgt beispielsweise eine Entstickung, insbesondere des Speicherkatalysators, insbesondere so lange, bis die Stickoxid- Beladung weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen beträgt. Dies erfolgt beispielsweise bei einem Block 72.
Bei einem Block 74 werden beispielsweise die Nähe zum Zielort, die
Geschwindigkeitsprognose und die Gefällstrecke berücksichtigt. Beträgt beispielsweise die örtliche und/oder zeitliche Nähe zu dem Zielort weniger als 5 Kilometer
beziehungsweise weniger als 5 Minuten, beträgt die Stickoxid-Beladung mehr als
1 Gramm pro Liter Volumen und beträgt beispielsweise T5 mehr als 200 Grad Celsius, so wird beispielsweise der Speicherkatalysator entstickt, insbesondere so lange, bis die Stickoxid-Beladung weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen beträgt.
Ergibt beispielsweise die Geschwindigkeitsprognose, dass eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs von weniger als 50 Kilometern pro Stunde für eine Zeitspanne von mehr als 10 Minuten vorliegt, und beträgt die Stickoxid-Beladung mehr als 1 Gramm pro Liter Volumen, und beträgt beispielsweise T5 mehr als 200 Grad Celsius und beträgt beispielsweise T4 weniger als 250 Grad Celsius, so wird beispielsweise der
Speicherkatalysator entstickt, insbesondere so lange, bis die Stickoxid-Beladung weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen beträgt. Ergibt beispielsweise die Gefällstrecke beziehungsweise eine Gefälle-Prognose ein Gefälle, welches mehr als 5 Prozent für mehr als 10 Minuten beträgt, und ist die Stickoxid-Beladung größer als 1 Gramm pro Liter Volumen und ist beispielsweise T5 höher als 200 Grad Celsius und/oder T4 geringer als 250 Grad Celsius, so wird insbesondere der Speicherkatalysator entstickt, insbesondere so lange, bis die Stickoxid-Beladung geringer als 1 Gramm pro Liter Volumen ist. All dies erfolgt beispielsweise unter Berücksichtigung der Alterung der Abgasanlage 16
Somit beschreibt Fig. 4 Auslöse-Bedingungen für die Regeneration des
Speicherkatalysators. Dies bedeutet, dass das zuvor genannte Entsticken des
Speicherkatalysators die Regeneration des Speicherkatalysators ist.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.
Insbesondere veranschaulicht Fig. 5 eine optimierte Beladungsstrategie, in deren
Rahmen die Abgasnachbehandlungseinheit 26 mit Reduktionsmittel beladen wird. Somit wird beispielsweise im Rahmen der Beladungsstrategie der Reduktionsmittelfüllstand der Abgasnachbehandlungseinheit 26 eingestellt, insbesondere angehoben. Ausgehend von dem Normalbetrieb 66 erfolgen beispielsweise Abfragen 68, bei denen eine Gefällstrecke, eine Geschwindigkeit, eine Nähe zum Zielort und ein negativer Temperaturtrend, insbesondere hinsichtlich der ersten Temperatur T5 der Abgasanlage 16
beziehungsweise des Abgases, abgefragt beziehungsweise ermittelt werden.
Wird beispielsweise ein negativer Trend der ersten Temperatur T5 der Abgasanlage 16 beziehungsweise des Abgases über eine Zeitspanne von mehr als 10 Minuten ermittelt, insbesondere bei T5 < 300 Grad Celsius, so wird beispielsweise der
Reduktionsmittelfüllstand auf einen Wert angehoben, welcher 50 Prozent größer als ein Soll-Wert, insbesondere während des Normalbetriebs 66, ist. Beträgt beispielsweise die Nähe zum Zielort weniger als 5 Kilometer beziehungsweise weniger als 5 Minuten und ist die Temperatur T5 kleiner als 250 Grad Celsius, so wird beispielsweise der
Reduktionsmittelfüllstand auf einen Wert eingestellt, welcher 50 Prozent größer als der Soll-Wert, insbesondere während des Normalbetriebs 66, ist. Ergibt beispielsweise die Geschwindigkeitsprognose, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs weniger als 50 Kilometer pro Stunde für eine Zeitspanne von mehr als 10 Minuten sein wird und beträgt dabei T5 weniger als 250 Grad Celsius, so wird beispielsweise der
Reduktionsmittelfüllstand auf einen Wert eingestellt, welcher 50 Prozent größer als der Soll-Wert, insbesondere während des Normalbetriebs 66, ist. Beträgt daraufhin beispielsweise dann die Temperatur T5 mehr als 250 Grad Celsius, so wird wieder der Normalbetrieb 66 eingestellt beziehungsweise durchgeführt. Schließlich zeigt Fig. 6 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens. Beispielsweise ausgehend von einem Motorstart 76, bei welchem die
Verbrennungskraftmaschine 10 gestartet wird, werden Abfragen 78 durchgeführt. Im Rahmen der Abfragen 78 wird beispielsweise die aktuelle Stickoxid-Belastung des Speicherkatalysators und der aktuelle Reduktionsmittelfüllstand der
Abgasnachbehandlungseinheit 26 sowie die Temperaturen T4 und T5 abgefragt beziehungsweise ermittelt. Insbesondere veranschaulicht Fig. 6 eine Funktionsstruktur für den Kaltstart beziehungsweise Wiederstart der Verbrennungskraftmaschine 10. Beträgt beispielsweise die Stickoxid-Beladung mehr als 1 Gramm pro Liter Volumen, so wird die Temperatur des Abgases aktiv angehoben, insbesondere so lange, bis die Temperatur T4 größer als 220 Grad Celsius ist. Dann wird beispielsweise in den Normalbetrieb 66 übergegangen.
Beträgt beispielsweise die Stickoxid-Beladung des Speicherkatalysators weniger als 1 Gramm Liter Volumen und beträgt die Temperatur T4 mehr als 80 Grad Celsius, so wird insbesondere direkt in den Normalbetrieb 66 übergegangen, insbesondere ohne aktiv die Temperatur des Abgases zu erhöhen. Beträgt beispielsweise die Stickoxid-Beladung des Speicherkatalysators weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen und beträgt dabei die Temperatur T4 weniger als 80 Grad Celsius, so werden beispielsweise Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur des Abgases durchgeführt, sodass die Temperatur des Abgases gezielt angehoben wird. Beträgt daraufhin beispielsweise die Temperatur T4 mehr als 120 Grad Celsius, so wird dann in den Normalbetrieb 66 übergegangen. Beträgt beispielsweise die Temperatur T5 mehr als 200 Grad Celsius, so wird direkt in den Normalbetrieb 66 übergegangen. Wie bereits zu Fig. 4 veranschaulicht, erfolgt das anhand von Fig. 5 und anhand von Fig. 6 weiter veranschaulichte Verfahren
beispielsweise unter Berücksichtigung der Alterung der Abgasanlage 16.
Bezugszeichenliste
10 Verbrennungskraftmaschine
12 Motorgehäuse
14 Brennraum
16 Abgasanlage
18 Pfeil
20 Stickoxid-Speicherkatalysator
22 Partikelfilter
24 SCR-Katalysator
26 Abgasnachbehandlungseinheit
28 SCR-Katalysator
30 Ammoniak-Schlupfkatalysator
32 SCR-Katalysator
34 Dosiereinrichtung
36 Dosiereinrichtung
38 Pfeil
40 elektronische Recheneinrichtung
42 Stickoxid-Sensoreinrichtung
44 Sensoreinrichtung
46 Abszisse
48 Ordinate
50 Verlauf
52 Verlauf
54 Verlauf
56 Kraftfahrzeug
58 Streckenabschnitt
60 Streckenabschnitt
62 Streckenabschnitt
64 Strecke 66 Normalbetrieb
68 Abfragen
70 Aktivitätsmodell
72 Block
74 Block
76 Motorstart
78 Abfragen
E Einbringstelle
E2 Einbringstelle t1 Zeitpunkt t2 Zeitpunkt t3 Zeitpunkt

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines
Kraftfahrzeugs (56), welche eine von Abgas aus wenigstens einem Brennraum (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbare und wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator (20), wenigstens einen Partikelfilter (22) und wenigstens einen SCR-Katalysator (24) umfassende Abgasanlage (16) aufweist, mit den Schritten:
a) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (40): prädiktives Ermitteln von Vorausschaudaten, welche wenigstens einen erwarteten zukünftigen
Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) charakterisieren;
b) mittels wenigstens einer Stickoxid-Sensoreinrichtung (42): Ermitteln wenigstens einer aktuellen Stickoxid- und Reduktionsmittel-Emission der
Verbrennungskraftmaschine (10);
c) Ermitteln eines aktuellen Kraftstoffverbrauchs der Verbrennungskraftmaschine (10);
d) Ermitteln wenigstens einer aktuellen Partikelemission der
Verbrennungskraftmaschine (10);
e) Ermitteln eines aktuellen Reduktionsmittelfüllstands des SCR-Katalysators (24); f) Ermitteln einer aktuellen Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators (20);
g) in Abhängigkeit von den Schritten a) bis f) und mittels einer elektronischen
Recheneinrichtung (40):
- Ermitteln von Betriebsparametern, auf deren Basis die
Verbrennungskraftmaschine (10) betrieben wird; - Berechnen wenigstens eines Soll-Reduktionsmittelfüllstands des SCR- Katalysators (24);
- Berechnen einer in das Abgas einzubringenden
Reduktionsmitteldosiermenge;
- Berechnen eines jeweiligen Zeitpunkts der nächsten Regeneration des
Stickoxid-Speicherkatalysators (20) und des Partikelfilters (22),
wobei der Schritt g) derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine erste Bedingung erfüllt ist, die umfasst, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (10) zumindest deren Stickoxid-, Kohlenwasserstoff- und Partikel-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine (10) unterhalb jeweiliger, in einer Speichereinrichtung (39) der elektronischen Recheneinrichtung (40) gespeicherter Grenzwerte liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt g) unter Einhaltung der ersten Bedingung derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine zweite Bedingung erfüllt ist, die umfasst, dass der
Kraftstoffverbrauch minimal ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei dem Schritt g) unter Einhalten der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung Schadstoff-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine (10) weiter optimiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schadstoffemissionen unter Einhalten der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung derart weiter optimiert werden, dass die Regeneration des Stickoxid- Speicherkatalysators (20) vorausschauend geplant wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schadstoffemissionen derart weiter optimiert werden, dass der
Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators (24) vorausschauend geregelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Bedingung umfasst, dass auch Lachgas- und Reduktionsmittel- Emissionen der Verbrennungskraftmaschine (10) unterhalb jeweiliger, in der Speichereinrichtung (39) der elektronischen Recheneinrichtung (40) gespeicherter Grenzwerte liegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorausschaudaten erwartete zukünftige Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs (56) und/oder ein vorausliegendes Streckenprofil (64) und/oder eine verbleibende Entfernung zu einem Zielort umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs (56) mehrmals
nacheinander durchgeführt wird.
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CN201880067406.8A CN111226026B (zh) 2017-10-17 2018-10-15 用于运行机动车尤其是汽车的内燃机的方法

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11440528B2 (en) * 2018-07-27 2022-09-13 Cummins Inc. Systems and methods for managing aftertreatment systems
DE102019008841A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-24 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens
DE102020103899A1 (de) 2020-02-14 2021-08-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie Steuergerät
EP3995675A1 (de) * 2020-11-10 2022-05-11 Volvo Truck Corporation Verfahren zur steuerung des betriebs eines motorsystems in einem fahrzeug
US11434800B2 (en) * 2021-01-04 2022-09-06 Paccar Inc Predictive ammonia release control
DE102021205511A1 (de) 2021-05-31 2022-12-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit einem Speicherkatalysator sowie Recheneinheit und Computerprogramm
DE102022004159A1 (de) 2022-11-09 2024-05-16 Mercedes-Benz Group AG Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftwagen mit einer solchen Abgasanlage

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100043404A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Using gps/map/traffic info to control performance of aftertreatment (at) devices
DE102010025791A1 (de) 2010-07-01 2012-01-05 Daimler Ag Verfahren zur Bestimmung einer schadstoffarmen Route eines Kraftfahrzeugs
DE102015014150A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Technische Universität Darmstadt Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10300298A1 (de) * 2003-01-02 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung und -verfahren
US20100186391A1 (en) * 2009-01-28 2010-07-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Technique for production of ammonia on demand in a three way catalyst for a passive selective catalytic reduction system
JP5366988B2 (ja) * 2011-02-09 2013-12-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
DE102011104387A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
DE102011108019A1 (de) * 2011-07-19 2013-01-24 Daimler Ag Verfahren zur Ermittlung einer Qualität einer zur Stickoxidverminderung eingesetzten, Ammoniak enthaltenden Reduktionsmittellösung
US9371766B2 (en) * 2012-09-14 2016-06-21 Ford Global Technologies, Llc Engine-on time predictor for aftertreatment scheduling for a vehicle
DE102014203408A1 (de) * 2014-02-25 2015-08-27 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters im Betrieb einer Brennkraftmaschine, Steuergerät, Brennkraftmaschine, und Kraftfahrzeug
GB2524112A (en) * 2014-03-14 2015-09-16 Gm Global Tech Operations Inc A control apparatus for optimizing the regeneration of an aftertreatment device
DE102014216217A1 (de) * 2014-08-14 2016-02-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Stickoxid- und Ammoniak-Emissionen in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine während Lastwechseln
DE102015200560A1 (de) * 2015-01-15 2016-07-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridantriebssystems
CN105888799B (zh) * 2015-02-18 2020-01-17 福特环球技术公司 涉及排气后处理装置的方法
DE102015208374A1 (de) * 2015-05-06 2016-11-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs in einem Kraftfahrzeug mit regenerationsfähigem Katalysator
DE102015213892B4 (de) * 2015-07-23 2019-05-16 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur LNT-Steuerung mit einem Abstandsregeltempomat
JP6424848B2 (ja) * 2016-02-17 2018-11-21 トヨタ自動車株式会社 自動運転車両の制御装置
DE102016014854A1 (de) * 2016-12-14 2017-07-13 Daimler Ag Verfahren zur Abgasnachbehandlung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100043404A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Using gps/map/traffic info to control performance of aftertreatment (at) devices
DE102010025791A1 (de) 2010-07-01 2012-01-05 Daimler Ag Verfahren zur Bestimmung einer schadstoffarmen Route eines Kraftfahrzeugs
DE102015014150A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Technische Universität Darmstadt Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung des Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine

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