DE102015202903B4

DE102015202903B4 - Betriebsverfahren und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015202903B4
Application number: DE102015202903.4A
Authority: DE
Inventors: Monika Angst; Javier Castellano; Kim Ford; Frank Linzen; Matthew Schneider; Christian Winge Vigild; Andres Arevalo
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2035-02-19
Also published as: DE102015202903A1

Abstract

Betriebsverfahren (60) für ein Kraftfahrzeug (10) mit einem Motor (11), der einen ersten Zylinder (51) und einen zweiten Zylinder (52) aufweist, wobei der erste Zylinder (51) deaktivierbar ist, einem Zuluftstrang (12), einem Abgasstrang (13), einer in dem Abgasstrang (13) angeordneten ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (22), einer stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (22) angeordneten zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung (23), und einem Abgasrückführungsstrang (19), der ausgebildet ist, Abgas (36) aus dem Abgasstrang (13) von einer stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung (23) angeordneten Abgasentnahmestelle (24) an eine in dem Zuluftstrang (12) angeordnete Abgaseinleitstelle (25) zu leiten, wodurch eine Schleife ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Bedarfsprüfung (63) zumindest ein Abgasnachbehandlungs-Istwert (A), der einen gegenwärtigen Abgasnachbehandlungs-Istzustand charakterisiert, mit einem Abgasnachbehandlungs-Sollwert (B) abgeglichen wird und, wenn bei einer Abweichung des Abgasnachbehandlungs-Istwerts (A) von dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert (B) ein Bedarf einer Maßnahme festgestellt wird, in einer Maßnahmendurchführung (66) die Maßnahme durchgeführt wird, wobei die Maßnahme umfasst, dem Motor (11) während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs (10) und einer Deaktivierung des ersten Zylinders (51) Ladungsgas (35), das zurückgeführtes Abgas (37) aufweist, zuzuführen, wobei als Abgasnachbehandlungs-Istwert (A) ein Sauerstoffgehalt des Abgases (36) erfasst wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zur Ausführung des Betriebsverfahrens.
Im Stand der Technik ist beispielsweise aus der DE 102013111110 A1 bekannt, dass Motoren mit Abgasrückführungssystemen konfiguriert werden können, um zumindest einen Teil des Abgases von einer Motorauslasspassage zu einer Motoransaugpassage umzuleiten. Mittels Abgasrückführung können Motorpumparbeiten sowie NO_x-Emissionen reduziert werden. So bedingt die Abgasrückführung bei Drosselarbeitsbedingungen, dass die Drossel für die gleiche Motorlast in einem größeren Ausmaß geöffnet wird. Durch Reduzieren der Drosselung des Motors können Pumpverluste reduziert werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Ferner kann mit der Abgasrückführung die Verbrennungstemperatur reduziert werden, was eine während der Verbrennung generierte NOx-Menge reduziert.
Die DE 102011101079 A1 zeigt ein Verfahren zur Regeneration von NO_x-Speicherkatalysatoren von Dieselmotoren mit Niederdruck-Abgasrückführung (ND-AGR). Insbesondere bezieht sich die DE 102011101079 A1 auf die Regeneration von Stickoxid-Speicherkatalysatoren während besonderer Fahrsituationen des Fahrzeugs.
Die DE 102010063872 A1 offenbart Verfahren und Systeme zum Betreiben eines turbogeladenen Motors, der einen vor einer Turboladerturbine positionierten Partikelfilter, einen hinter der Turbine positionierten Katalysator und eine zwischen einem Motorauspuff und einem Motoreinlass gekoppelte AGR-Passage enthält. So umfasst das Verfahren das Umlenken von Abgas von einem Punkt hinter dem Filter zum Motoreinlass über die AGR-Passage und das Justieren einer Menge von umgelenktem Abgas auf der Basis von Filterarbeitsbedingungen.
Aus der DE 102008048854 A1 ist eine Regelungsstrategie für ein Katalysatorkonzept zur Abgasnachbehandlung mit mehreren Stickoxid-Speicherkatalysatoren bekannt. Das Katalysatorkonzept offenbart, dass im Abgasstrang eines Fahrzeugs mindestens zwei Stickoxid-Speicherkatalysatoren eingesetzt werden. Das erste ggf. motornahe Aggregat wird gefolgt von einem oder mehreren, ggf. im Unterboden des Fahrzeugs befindlichen Stickoxid-Speicherkatalysatoren. Abhängig von der Überschreitung von Stickoxid-Schwellenwerten hinter den Stickoxid-Speicherkatalysatoren werden diese dann regeneriert.
Daneben ist es bekannt, einzelne Zylinder eines Motors, der ein Hubkolbenverbrennungsmotor ist, selektiv zu deaktivieren, während übrige Zylinder aktiviert bleiben. Verschiedene Mechanismen zum Erreichen einer derartigen Deaktivierung sind bekannt, siehe beispielsweise, DE 102008011078 A1 , GB 2319300 B , GB 2454314 A oder auch US 6805079 B1 .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Parameter für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung einfacher beeinflussen und die Abgasnachbehandlungseinrichtung damit besser steuern zu können.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Betriebsverfahren nach Anspruch 1 sowie einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, der zumindest einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder aufweist, wobei der erste Zylinder deaktivierbar ist, einem Zuluftstrang, einem Abgasstrang, einer in dem Abgasstrang angeordneten ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung, einer stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordneten zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung, und einem Abgasrückführungsstrang, der ausgebildet ist, Abgas aus dem Abgasstrang von einer stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordneten Abgasentnahmestelle an eine in dem Zuluftstrang angeordnete Abgaseinleitstelle zu leiten, wodurch eine Schleife ausgebildet ist, wird in einer Bedarfsprüfung zumindest ein Abgasnachbehandlungs-Istwert, der einen gegenwärtigen Abgasnachbehandlungs-Istzustand charakterisiert, mit einem Abgasnachbehandlungs-Sollwert abgeglichen. Wenn bei einer Abweichung des Abgasnachbehandlungs-Istwerts von dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert ein Bedarf einer Maßnahme festgestellt wird, wird in einer Maßnahmendurchführung die Maßnahme durchgeführt. Die Maßnahme umfasst, dem Motor während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs und einer Deaktivierung des ersten Zylinders Ladungsgas, das zurückgeführtes Abgas aufweist, zuzuführen. Insbesondere wird dem Motor während des Schubbetriebs Ladungsgas, das zu über 90 Massenprozent, insbesondere zu 100 Massenprozent, aus zurückgeführtem Abgas gebildet ist, zugeführt. Erfindungsgemäß wird in der Bedarfsprüfung als Abgasnachbehandlungs-Istwert ein Sauerstoffgehalt des Abgases erfasst.
Der Abgasnachbehandlungs-Istwert wird insbesondere in einer Abgasnachbehandlungswerterfassung erfasst. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert kann auf zumindest einem Messwert oder auch auf einem Ergebnis eines Rechenmodells basieren. Die Maßnahme ist insbesondere eine Maßnahme zur Temperierung und Reduktion von Stickoxiden (NO_x).
Durch das erfindungsgemäße Betriebsverfahren werden vorteilhaft die Betriebsbedingungen der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung und/oder der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung beeinflusst. Die gewünschte Beeinflussung ergibt sich dabei entweder direkt während des Betriebsverfahrens oder auch unmittelbar nachdem das Kraftfahrzeug aus dem Schubbetrieb in einen Antriebsbetrieb zurückgekehrt ist. Die Abgasnachbehandlungseinrichtungen werden während eines Schubbetriebs und einer Zylinderdeaktivierung innerhalb von vordefinierten Parametern gehalten oder in diese gebracht, in denen die Abgasnachbehandlungseinrichtungen optimal funktionieren. Dadurch wird die Wirksamkeit der Abgasnachbehandlungseinrichtungen erhöht und ungewünschte Emissionen werden verringert.
Mittels der Durchspülung der Abgasnachbehandlungseinrichtungen mit zurückgeführtem Abgas während des Schubbetriebs und der Zylinderdeaktivierung, wird insbesondere die Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtungen beeinflusst.
Mittels der Zylinderdeaktivierung wird eine Verringerung des Massenstroms durch die Abgasnachbehandlungseinrichtungen erreicht. Die Effektivität der Wirkung des Massenstroms auf die Abgasnachbehandlungseinrichtungen wird damit vorteilhaft erhöht und die Zeitdauer zur Erzielung eines gewünschten Ergebnisses verringert.
Zusätzlich zur Abgasrückführung kann die Maßnahme umfassen, Kraftstoff in die Schleife, also in den Motor oder in den Abgasstrang einzubringen.
Mittels der Einbringung des Kraftstoffs während der Maßnahme kann die Abgaszusammensetzung vorteilhaft beeinflusst werden. Ein fetteres Abgas kann erzeugt werden. Der Kraftstoff kann dabei, insbesondere in einer Nacheinspritzung, in den zweiten oder einen weiteren aktiven Zylinder des Motors oder in den Abgasstrang eingebracht werden, insbesondere stromaufwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung.
Der Sauerstoffgehalt kann von einem Sauerstoffsensor oder auch einer Lambdasonde bereitgestellt werden. Insbesondere wird der Sauerstoffgehalt stromaufwärts und/oder stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung erfasst. Es ist zudem vorstellbar, in der Bedarfsprüfung daneben auch eine Temperatur, eine Abgasnachbehandlungseinrichtungsbeladung, eine Abgasnachbehandlungseinrichtungslast oder auch einen Abgasnachbehandlungseinrichtungsschlupf zu betrachten.
Die Bedarfsprüfung im Betriebsverfahren erfolgt insbesondere in der vorteilhaften Weise, dass nicht nur eine Abweichung vom Abgasnachbehandlungs-Istwert zum Abgasnachbehandlungs-Sollwert festgestellt wird, sondern auch, welche Differenz zwischen dem Abgasnachbehandlungs-Istwert und dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert gegenwärtig herrscht. Daraus kann ein Umfang der erforderlichen Maßnahme ermittelt werden. Bevorzugt wird die Bedarfsprüfung daher zu Beginn des Betriebsverfahrens, im Moment des Öffnens der Abgasrückführung-Ventile durchgeführt.
Mittels der Überprüfung des Sauerstoffgehalts des in der Schleife zirkulierenden Abgases wird die momentane Abgaszusammensetzung festgestellt. Der Kraftstoff wird insbesondere in einer Menge eingebracht, die abhängig von dem Sauerstoffgehalt ist.
Dadurch wird eine auf die gegebenen Verhältnisse angepasste Kraftstoffmenge eingebracht. So kann der Kraftstoff insbesondere in einer solchen Menge eingebracht, dass die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, zur Abgabe oder zur Reduktion zu Stickstoff (N₂) des in ihr gefangenen Stickoxids angeregt wird. Auch ist es möglich, dass der Kraftstoff in einer solchen Menge eingebracht wird, dass die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, zur Erzeugung von Ammoniak angeregt wird.
Daneben ist es auch denkbar zusätzlich Harnstofflösung (Urea) in die Schleife einzubringen, die dann im Abgas zu Ammoniak (NH₃) reagiert, um eine Reduktion eingefangener Stickoxide (NO_x) zusätzlich zu unterstützen. Statt Harnstofflösung kann auch ein anderer Stoff eingebracht werden, der im Abgas Ammoniak bildet, oder ein anderer Stoff, der im SCR-Katalysator ein Reduktionsmittel zur Verfügung stellt oder dieses selbst ist, insbesondere Ammoniak.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird das Ladungsgas gekühlt.
Dadurch kann die Temperatur des Abgases unterhalb einer oberen Schwelle gehalten werden. Die Temperaturen der in der Schleife angeordneten ersten und zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtungen können somit vorteilhaft auch nach oben begrenzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird das zurückgeführte Abgas gekühlt.
Auch dadurch wird Einfluss auf die Abgastemperatur genommen. Da dieses stromaufwärts eines möglichen, im Zuluftstrang angeordneten Verdichters geschieht, wird zudem der Verdichter davor bewahrt, durch zu heißes zurückgeführtes Abgas Schaden zu nehmen.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist ausgebildet, das erfindungsgemäße Betriebsverfahren durchzuführen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst dazu einen Motor, der zumindest einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder aufweist, wobei der erste Zylinder deaktivierbar ist. Ferner ist das Kraftfahrzeug mit einem Zuluftstrang, einem Abgasstrang, einer in dem Abgasstrang angeordneten ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung, einer stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordneten zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung, und einem Abgasrückführungsstrang versehen. Der Abgasrückführungsstrang ist ausgebildet, Abgas aus dem Abgasstrang von einer stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordneten Abgasentnahmestelle an eine in dem Zuluftstrang angeordnete Abgaseinleitstelle zu leiten, wodurch eine Schleife ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist zumindest ein Ventil, eine Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit zur Erfassung eines Abgasnachbehandlungs-Istwerts, sowie eine Steuereinheit auf, die ausgebildet ist, einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs und eine Zylinderdeaktivierung zu erkennen und das zumindest eine Ventil während des Schubbetriebs und der Zylinderdeaktivierung in der Weise zu stellen, dass dem Motor Ladungsgas, das zurückgeführtes Abgas aufweist, zuführbar ist.
Die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung ist insbesondere eine Stickoxidspeicherkatalysator (auch Stickoxidfalle oder Lean NO_x Trap, kurz LNT), aktiv oder passiv. Die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung ist bevorzugt ein selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, der ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SCRF für SCR on Filter) ist, oder auch ein SCR-Katalysator (SCR für Selective Catalytic Reduction) sein kann. Die Abgasrückführung ist bevorzugt eine Niederduck-Abgasrückführung.
Damit ist vorteilhaft ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit dem es ermöglicht ist, eine Abgasrückführung während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs und der Zylinderdeaktivierung vorzunehmen. Damit ist es ermöglicht, Einfluss auf die Betriebsparameter der in der Schleife angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu nehmen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weist das Kraftfahrzeug einen Kraftstoffinjektor auf, der ausgebildet ist, Kraftstoff in die Schleife einzubringen. Dabei ist die Steuereinheit ausgebildet, den Kraftstoffinjektor zu steuern. Der Kraftstoffinjektor kann ein solcher sein, der ausgebildet ist, Kraftstoff in den zweiten Zylinder einzubringen oder ein solcher, der ausgebildet ist, den Kraftstoff in den Abgasstrang einzubringen.
Damit ist es ermöglicht, die Abgasrückführung mit einer Einspritzung von Kraftstoff zu kombinieren und Einfluss auf die Zusammensetzung des Abgasstroms auch während des Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs und der Zylinderdeaktivierung zu nehmen. Mit einer Erhöhung des Anteils von Kraftstoff kann ein fetteres Abgas erzeugt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weist das Kraftfahrzeug einen im Abgasrückführungsstrang angeordneten Abgaskühler und einen Abgaskühlerbypass, der ausgebildet ist, zurückgeführtes Abgas um den Abgaskühler herum zu leiten, auf.
Mit dem Abgaskühler ist es ermöglicht, die Temperatur des zurückgeführten Abgases nach oben zu begrenzen. Mit dem Abgaskühlerbypass ist es ermöglicht, das zurückgeführte Abgas um den Abgaskühler herum zu leiten und das zurückgeführte Abgas vom Einfluss des Abgaskühlers bei Bedarf auszunehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weist das Kraftfahrzeug einen im Zuluftstrang stromabwärts der Abgaseinleitstelle angeordneten Ladeluftkühler und einen Ladeluftkühlerbypass, der ausgebildet ist, Ladungsgas um den Ladeluftkühler herum zu leiten, auf.
Mit dem Ladeluftkühler ist es ermöglicht, die Temperatur des Ladungsgases nach oben zu begrenzen. Mit dem Ladeluftkühlerbypass ist es ermöglicht, das Ladungsgas um den Ladeluftkühler herum zu leiten und das Ladungsgas vom Einfluss des Ladeluftkühlers auszunehmen.
Das Kraftfahrzeug kann zusätzlich einen Harnstofflösungsinjektor zur Einbringung von Harnstofflösung in den Abgasstrang aufweisen. Der Harnstofflösungsinjektor ist insbesondere stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, angeordnet. Der Harnstofflösungsinjektor kann ebenso ausgebildet sein, anstelle der Harnstofflösung, aus der im Abgas Ammoniak gebildet wird, auch einen anderen Stoff einzubringen, der im SCR-Katalysator ein Reduktionsmittel zur Verfügung stellt oder dieses selbst ist, insbesondere Ammoniak.
Damit ist es ermöglicht, zusätzlich eine Selektive Katalytische Reduktion in einer der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtungen, ausgebildet als Partikelfilter mit SCR-Beschichtung, zu unterstützen.
Ausgestaltungs- und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer ersten beispielhaften Ausgestaltung in Ausübung eines Normalbetriebs;
2 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug in Ausübung eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens in einer ersten beispielhaften Ausführung;
3 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug in Ausübung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens in einer zweiten beispielhaften Ausführung;
4 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug in einer zweiten beispielhaften Ausgestaltung in Ausübung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens in einer dritten beispielhaften Ausführung; und
5 das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in einem Flussdiagramm.

In den 1 bis 4 ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 10 in beispielhaften Ausgestaltungen dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Motor 11 auf, der ein Hubkolbenverbrennungsmotor ist. Der Motor weist zumindest einen ersten Zylinder 51 und einen zweiten Zylinder 52 auf. Der erste Zylinder 51 verfügt über eine erste Brennkammer 34, einen ersten Kraftstoffinjektor 29, zumindest ein erstes Einlassventil 47 und zumindest ein erstes Auslassventil 48. Der zweite Zylinder 52 verfügt über eine zweite Brennkammer 46, einen zweiten Kraftstoffinjektor 45, zumindest ein zweites Einlassventil 49 und zumindest ein zweites Auslassventil 50.
Der erste Zylinder 51 ist deaktivierbar. Die Deaktivierung des ersten Zylinders 51 umfasst zumindest ein Geschlossenhalten des ersten Einlassventils 47 während der erste Zylinder 51 einen Einlasstakt durchläuft. In dieser Weise ist es in den 2 bis 4 dargestellt. Der Motor 11 weist dazu entsprechende Mittel auf, die im Stand der Technik bekannt sind.
Wie es üblich ist, ist das Kraftfahrzeug 10 mit einem Zuluftstrang 12, der ausgebildet ist, Ladungsgas 35 zum Motor 11 zu leiten, und einem Abgasstrang 13, der ausgebildet ist Abgas 36 vom Motor 11 weg zu leiten, versehen.
Das Kraftfahrzeug 10 ist ausgebildet eine Abgasrückführung, insbesondere eine Niederdruck-Abgasrückführung, zu betreiben. Dazu weist das Kraftfahrzeug 10 einen Abgasrückführungsstrang 19 auf.
Der Abgasrückführungsstrang 19 ist mit dem Abgasstrang 13 an einer Abgasentnahmestelle 24 und mit dem Zuluftstrang 12 an einer Abgaseinleitstelle 25 gekoppelt. Mit dem Abgasrückführungsstrang 19 ist eine Schleife ausgebildet, die von der Abgasentnahmestelle 24 im Abgasstrang 13 über den Abgasrückführungsstrang 19 zur Abgaseinleitstelle 25 im Zuluftstrang 12 und über den Motor 11 wieder zur Abgasentnahmestelle 24 führt. Der Abgasrückführungsstrang 19 ist ausgebildet, zumindest einen Teil des durch den Abgasstrang 13 strömenden Abgases 36 zu dem Zuluftstrang 12 zu leiten. Dieser Teil ist hier als zurückgeführtes Abgas 37 bezeichnet. Der übrige Teil ist hier als abgegebenes Abgas 38 deklariert.
Das Kraftfahrzeug 10 ist insbesondere in der Weise ausgebildet, dass der gesamte Massenstrom des Abgases 36 durch den Abgasrückführungsstrang 19 zu dem Zuluftstrang 12 zurückgeführt werden kann. Der Massenstrom des Abgases 36 ist dabei gleich dem Massenstrom des zurückgeführten Abgases 37. Das Abgas 36 zirkuliert dabei in der Schleife.
Das Ladungsgas 35 ist während einer Abgasrückführung grundsätzlich aus Frischluft 30 und zurückgeführtem Abgas 37 in verschiedenen Verhältnissen erzeugbar. In dieser Weise ist es in der 1 gezeigt. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug 10 in der Weise ausgebildet, das Ladungsgas 35 zu 100 % aus zurückgeführtem Abgas 37 zu bilden. Der Massenstrom des Ladungsgases 35 ist dabei gleich dem Massenstrom des zurückgeführten Abgases 37. Der Massenstrom der Frischluft 30 beträgt dabei Null. In dieser Weise ist das Kraftfahrzeug 10 in den 2 bis 4 dargestellt.
Zum Einstellen des Verhältnisses von Frischluft 30 und zurückgeführtem Abgas 37 in dem Ladungsgas 35 weist das Kraftfahrzeug 10 wenigstens ein Ventil 26, 32, 33 auf. In der in den 1 bis 3 dargestellten Variante weist das Kraftfahrzeug 10 ein Kombinationsventil 26 im Zuluftstrang 12 auf. In der 4 ist eine alternative Ausgestaltung dargestellt, bei der das Kraftfahrzeug 10 eine Einlassdrosselklappe 32 im Zuluftstrang 12 und eine Auslassdrosselklappe 33 im Abgasstrang 13 aufweist.
Das Kombinationsventil 26 ist im Zuluftstrang 12 an der Abgaseinleitstelle 25 angeordnet. Das Kombinationsventil 26 ist ausgebildet sowohl den Abgasrückführungsstrang 19 für ein Durchströmen von zurückgeführtem Abgas 37 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren als auch den Zuluftstrang 12 für ein Einströmen von Frischluft 30 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. In Abhängigkeit der Stellung des Kombinationsventils 26 sind die Massenstromanteile der Frischluft 30 und des zurückgeführten Abgases 37 in dem Massenstrom des Ladungsgases 35 variierbar.
Die Einlassdrosselklappe 32 ist im Zuluftstrang 12 stromaufwärts der Abgaseinleitstelle 25 angeordnet. Die Einlassdrosselklappe 32 ist ausgebildet, den Zuluftstrang 12 für ein Einströmen von Frischluft 30 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. In Abhängigkeit der Stellung der Einlassdrosselklappe 32 ist der Massenstrom der Frischluft 30 variierbar.
Die Auslassdrosselklappe 33 ist im Abgasstrang 13 stromabwärts der Abgasentnahmestelle 24 angeordnet. Die Auslassdrosselklappe 33 ist ausgebildet, den Abgasstrang 13 für ein Ausströmen von abgegebenem Abgas 38 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. In Abhängigkeit der Stellung der Auslassdrosselklappe 33 ist der Massenstrom des abgegebenen Abgases 38 variierbar.
Das Kraftfahrzeug 10 weist zumindest eine erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 und eine zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 auf. Die beiden Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 sind innerhalb der Schleife, im Abgasstrang 13 stromaufwärts der Abgasentnahmestelle 24 positioniert. Die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 ist insbesondere ein Stickoxidspeicherkatalysator (auch Stickoxidfalle oder Lean NO_x Trap, kurz LNT), aktiv oder passiv. Die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 ist bevorzugt ein selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, der ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) oder ein SCR-Katalysator sein kann. SCR steht dabei, wie es bekannt ist, für Selektive Katalytische Reduktion. Zusätzlich zur ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 und zur zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 können weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen im Abgasstrang 13 angeordnet sein. So weist die gezeigte Ausgestaltung eine dritte Abgasnachbehandlungseinrichtung 40 auf, die im Abgasstrang 13 stromabwärts der Abgasentnahmestelle 24, außerhalb der Schleife angeordnet ist. Auch stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, aber stromaufwärts der Abgasentnahmestelle 24 kann eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet sein.
In der gezeigten Ausgestaltung ist das Kraftfahrzeug 10 ferner mit einem Turbolader 14 versehen. Dieser umfasst einen im Zuluftstrang 13 angeordneten Verdichter 15, der in bekannter Manier von einer im Abgasstrang 13 angeordneten Abgasturbine 16 antreibbar ist. Die Abgasturbine 16 ist dabei stromaufwärts der Abgasentnahmestelle 24 und stromaufwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 angeordnet.
Das Kraftfahrzeug 10 umfasst insbesondere einen Ladeluftkühler 18 zum Kühlen des Ladungsgases 35. Der Ladeluftkühler 18 ist im Zuluftstrang 12 stromabwärts des Verdichters 15 und stromaufwärts des Motors 11 angeordnet. Ferner kann das Kraftfahrzeug 10 einen Ladeluftkühlerbypass 17 umfassen, der ausgebildet ist, das Ladungsgas 35 am Ladeluftkühler 18 vorbei zu leiten. Der Ladeluftkühlerbypass 17 ist parallel zum Ladeluftkühler 18 angeordnet mit einer Abzweigung stromaufwärts des Ladeluftkühlers 18 und einer Einmündung stromabwärts des Ladeluftkühlers 18. Zur Steuerung des Massenstroms des Ladungsgases 35 durch den Ladeluftkühlerbypass 17 ist insbesondere im Ladeluftkühlerbypass 17 ein Ladeluftkühlerbypassventil 27 vorgesehen. Das Ladeluftkühlerbypassventil 27 ist ausgebildet, den Ladeluftkühlerbypass 17 für ein Durchströmen von Ladungsgas 35 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. Das Ladeluftkühlerbypassventil 27 kann auch als Umschaltventil ausgebildet und stromabwärts oder stromaufwärts des Ladeluftkühlers 18 angeordnet sein. In der 2 ist ein Massenstrom des Ladungsgases 35 durch den Ladeluftkühlerbypass 17 dargestellt.
Das Kraftfahrzeug 10 kann zudem einen Abgaskühler 20 zum Kühlen des Abgases 36, insbesondere zum Kühlen des zurückgeführten Abgases 37, aufweisen. Der Abgaskühler 20 ist insbesondere im Abgasrückführungsstrang 19 angeordnet. Ferner kann das Kraftfahrzeug 10 einen Abgaskühlerbypass 21 umfassen, der ausgebildet ist, das zurückgeführte Abgas 37 am Abgaskühler 20 vorbei zu leiten. Der Abgaskühlerbypass 21 ist parallel zum Abgaskühler 20 angeordnet mit einer Abzweigung stromaufwärts des Abgaskühlers 20 und einer Einmündung stromabwärts des Abgaskühlers 20. Zur Steuerung des Massenstroms des zurückgeführten Abgases 37 durch den Abgaskühlerbypass 21 ist insbesondere im Abgaskühlerbypass 21 ein Abgaskühlerbypassventil 28 vorgesehen. Das Abgaskühlerbypassventil 28 ist ausgebildet, den Abgaskühlerbypass 21 für ein Durchströmen von zurückgeführtem Abgas 37 in verschiedenen Graden freizugeben beziehungsweise zu sperren. Das Abgaskühlerbypassventil 28 kann auch als Umschaltventil ausgebildet und stromabwärts oder stromaufwärts des Abgaskühlers 20 angeordnet sein. In den 2 und 4 ist ein Massenstrom des zurückgeführten Abgases 37 durch den Abgaskühlerbypass 21 dargestellt.
Der Motor 11 des Kraftfahrzeugs 10 verfügt insbesondere über eine Direkteinspritzung. Dazu können der erste Kraftstoffinjektor 29 und der zweite Kraftstoffinjektor 45 ausgebildet sein, Kraftstoff 31 in die erste Brennkammer 34 beziehungsweise in die zweite Brennkammer 46 des Motors 11 einzubringen. Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug 10 einen Abgasstrang-Kraftstoffinjektor 53 aufweisen, der ausgebildet ist, Kraftstoff 31 in den Abgasstrang 13 einzubringen. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt somit über zumindest einen Kraftstoffinjektor 29, 45, 53 der ausgebildet ist Kraftstoff 31 in die Schleife einzubringen.
Ferner kann das Kraftfahrzeug einen Harnstofflösungsinjektor 54 umfassen, der ausgebildet ist, Harnstofflösung (Urea) in die Schleife, insbesondere in den Abgasstrang 13, einzubringen. Die Harnstofflösung reagiert im Abgasstrang zu Ammoniak (NH₃). Der Harnstofflösungsinjektor 54 ist insbesondere stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgeführt als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, angeordnet. Der Harnstofflösungsinjektor 54 kann ebenso ausgebildet sein, anstelle der Harnstofflösung, aus der im Abgas Ammoniak gebildet wird, auch einen anderen Stoff einzubringen, der im SCR-Katalysator ein Reduktionsmittel zur Verfügung stellt oder dieses selbst ist, insbesondere Ammoniak.
Das Kraftfahrzeug 10 umfasst erfindungsgemäß eine Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit 41, die ausgebildet ist zumindest einen aktuellen Abgasnachbehandlungs-Istwert A zu erfassen. Die Erfassung kann dabei durch Messung und/oder Berechnung erfolgen. Die Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit 41 verfügt über zumindest einen in der Schleife angeordneten Sauerstoffsensor oder eine Lambdasonde. Insbesondere umfasst die Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit 41 Mittel, um den Sauerstoffgehalt stromaufwärts und/oder stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, zu erfassen. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert A ist erfindungsgemäß ein Wert für ein Sauerstoffgehalt des Abgases 36. Zudem kann der Abgasnachbehandlungs-Istwert A eine Temperatur einer der Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23, 40 und/oder des Abgases 36 sein. Ferner kann der Abgasnachbehandlungs-Istwert A auch eine Abgasnachbehandlungseinrichtungslast, ein Abgasnachbehandlungseinrichtungsschlupf oder auch eine Abgasnachbehandlungseinrichtungsbeladung sein. Die Abgasnachbehandlungseinrichtungslast und der Abgasnachbehandlungseinrichtungsschlupf können sich dabei beispielsweise auf Rußpartikel, Stickoxide (NO_x) oder Schwefeloxide (SO_x) beziehen. Die Abgasnachbehandlungseinrichtungsbeladung kann sich dabei beispielsweise auf einen Wert für eine Ammoniakbeladung einer der Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23, 40, ausgebildet als selektiv wirksamen Reduktionskatalysator, beziehen.
Das gezeigte Kraftfahrzeug 10 umfasst eine Kraftfahrzeugwerterfassungseinheit 42, die ausgebildet ist, zumindest einen aktuellen Kraftfahrzeug-Istwert C zu erfassen. Die Erfassung kann dabei durch Messung und/oder Berechnung erfolgen. Der Kraftfahrzeug-Istwert C kann ein Wert der Größen Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl oder Kraftfahrzeuglast oder Kraftstoffeinspritzmenge oder Bremspedalposition oder Fahrpedalposition oder Kupplungspedalposition sein oder auch eine Navigationsinformation oder eine Verkehrsinformation oder eine Geschwindigkeitsregelanlageinformation.
Die Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit 41 und die Kraftfahrzeugwerterfassungseinheit 42 können in andere Systeme des Kraftfahrzeugs 10 integriert sein und Sensoren im Motor 11 beziehungsweise im Abgasstrang 13 umfassen.
Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinheit 39, die insbesondere ein Motorsteuergerät ist. Die Steuereinheit 39 ist insbesondere ausgebildet, die Ventile 26, 27, 28, 32, 33 zu stellen und die Kraftstoffinjektoren 29, 45, 53 sowie den Harnstofflösungsinjektor 54 zu betätigen. Dazu verfügt das Kraftfahrzeug 10 über geeignete Aktuatoren. Ferner ist die Steuereinheit 39 ausgebildet, einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 und eine Zylinderdeaktivierung zu erkennen. Dazu ist die Steuereinheit 39 insbesondere mit der Kraftfahrzeugwerterfassungseinheit 42 verbunden. Die Steuereinheit 39 ist ausgebildet, einen gegenwertigen Istzustand des Kraftfahrzeugs 10 zu erfassen. Die Steuereinheit 39 ist zudem mit der Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit 41 verbunden und ausgebildet, einen gegenwertigen Istzustand der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 und/oder zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 zu erfassen.
Das Kraftfahrzeug 10 ist ausgebildet das erfindungsgemäße Betriebsverfahren 60 durchzuführen. In den 2 bis 4 ist dargestellt, wie das Kraftfahrzeug 10 das Betriebsverfahren 60 in verschiedenen Ausführungen ausübt. In der 5 ist das erfindungsgemäße Betriebsverfahren 60 in einer beispielhaften Ausführung von einem Start 61 bis zu einem Ende 67 in einem Flussdiagramm dargestellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren 60 wird eine Maßnahme ausgeführt. Die Maßnahme nimmt insbesondere Einfluss auf die Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 und auf die Abgaszusammensetzung. Die Maßnahme umfasst, dass dem Motor 11 während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs 10, Ladungsgas 35, das zurückgeführtes Abgas 37 aufweist, zugeführt wird. Dazu wird die Zufuhr von Frischluft 30 gedrosselt, insbesondere auf weniger als 10 Massenprozent des Ladungsgases 35, insbesondere auf Null, und der Abgasrückführungsstrang 19 wird freigegeben. Insbesondere wird dem Motor 11 ein Ladungsgas zur Verfügung gestellt, das ausschließlich aus zurückgeführtem Abgas 37 gebildet wird. In dieser Weise ist es in den 2 bis 4 dargestellt. In den 2 und 3 wird das Kombinationsventil 26 in der Weise gestellt, dass der Massenstrom der Frischluft 30 gleich Null ist. Gleichzeitig ist der Abgasrückführungsstrang 19 freigegeben. In der 4 wird der Massenstrom der Frischluft 30 dadurch auf Null gestellt, dass die Einlassdrosselklappe 32 geschlossen wird. Um gleichzeitig die Abgasrückführung herbei zu führen, wird auch die Auslassdrosselklappe 33 geschlossen.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23, 40 werden durch das erfindungsgemäße Betriebsverfahren 60 zu einer gewünschten Funktion angeregt. Je nach Art der Abgasnachbehandlungseinrichtung werden mit der Maßnahme verschiedene Zustände angestrebt. Beispielsweise kann für die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgestaltet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, eine Betriebstemperatur von etwa 180°C erwirkt oder erhalten werden. Zusätzlich können Kraftstoff 31 und auch Harnstofflösung eingebracht werden, um die gewünschte Funktionsweise sicherzustellen.
Während des Betriebsverfahrens 60 wird im Umfang der Maßnahme insbesondere eine vordefinierte Menge an Kraftstoff 31 in die Schleife eingebracht. Dies kann entweder durch einen einzigen oder durch mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt werden. In den 2 bis 4 ist eine Nacheinspritzung in die zweite Brennkammer 46 des nicht deaktivierten zweiten Zylinders 52 dargestellt. Anstelle der Einspritzung in die zweite Brennkammer 46 oder zusätzlich zur Einspritzung in die zweite Brennkammer 46 kann auch eine Einspritzung von Kraftstoff 31 in den Abgasstrang 13 vorgenommen werden. Durch die Einspritzung von Kraftstoff 31 wird ein fettes Abgas 36 erzeugt. Das fette Abgas 36 wird zur Spülung der innerhalb der Schleife angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 verwendet. Durch ein Überangebot von Kraftstoff 31 kann die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, beispielsweise zu einer Ammoniak-Produktion angeregt werden. Diese NH₃-Moleküle können verwendet werden, um in der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgeführt als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, eine Konvertierung der Stickoxide herbeizuführen.
In der in der 5 dargestellten Ausführung des Betriebsverfahrens 60 wird nach dem Start 61 eine Abgasnachbehandlungswerterfassung 62 durchgeführt. Dabei wird zumindest ein Abgasnachbehandlungs-Istwert A erfasst. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert A charakterisiert einen Aktuellen Istzustand des Kraftfahrzeugs 10. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert A ist ein Wert für ein Sauerstoffgehalt des in der Schleife zirkulierenden Abgases 36, 37. Daneben kann als Abgasnach-behandlungs-Istwert A auch eine Temperatur des Abgases 36, 37 und/oder einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, 23, 40 eine Abgasnachbehandlungseinrichtungsbeladung eine Abgasnachbehandlungseinrichtungslast oder auch ein Abgasnachbehandlungseinrichtungsschlupf erfasst werden.
Anschließend wird der Abgasnachbehandlungs-Istwert A in einer Bedarfsprüfung 63 mit einem vorgegebenen Abgasnachbehandlungs-Sollwert B abgeglichen. Weichen beispielsweise die Abgasnachbehandlungs-Istwerte A für den Sauerstoffgehalt von den Abgasnachbehandlungs-Sollwerten B ab, kann ein Bedarf der Maßnahme festgestellt werden und in einer Maßnahmendurchführung 66 wenigstens eine Maßnahme zur Anpassung der Abgaszusammensetzung ergriffen werden.
Durch Prüfung des Sauerstoffgehalts des Abgases 36 kann festgestellt werden, ob das Abgas 36 eine für die gewünschte Abgasnachbehandlungsfunktion geeignete Zusammensetzung aufweist. Liegt beispielsweise der Abgasnachbehandlungs-Istwert A für den Sauerstoffgehalt über dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert B für den Sauerstoffgehalt, kann mittels Kraftstoffeinbringung und auch mittels Harnstofflösungseinbringung und die Zusammensetzung des Abgases 36 angepasst werden.
Auch die Temperatur des Abgases und/oder der Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 kann angepasst werden. Liegt der Abgasnachbehandlungs-Istwert A für die Temperatur oberhalb des Abgasnachbehandlungs-Sollwert B können die Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 durch Nutzung des Ladeluftkühlers 18 oder des Abgaskühlers 20 gekühlt werden. Mittels des Ladeluftkühlers 18 kann das Ladungsgas 35 während des Schubbetriebs gekühlt werden, siehe 3. Mittels des Abgaskühlers 20 kann das zurückgeführte Abgas 37 während des Schubbetriebs gekühlt werden, siehe 3.
Liegt beispielsweise der Abgasnachbehandlungs-Istwert A für die Temperatur unter dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert B für die Temperatur, können die Massenströme an dem Ladeluftkühler 18 und/oder dem Abgaskühler 20 vorbeigeleitet werden. Das zurückgeführte Abgas 37 kann durch den Abgaskühlerbypass 21 an dem Abgaskühler 20 vorbei geleitet werden, indem das Abgaskühlerbypassventil 28 geöffnet wird. Das Ladungsgas 35 kann durch den Ladeluftkühlerbypass 17 an dem Ladeluftkühler 18 vorbei geleitet werden, indem das Ladeluftkühlerbypassventil 27 geöffnet wird. In der Weise ist es in der 2 gezeigt.
Es ist auch möglich einen Umfang der erforderlichen Maßnahme durch die Bedarfsprüfung 63 zu ermitteln. So kann nicht nur eine Abweichung zwischen dem Abgasnachbehandlungs-Istwert A und dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert B sondern auch eine Differenz zwischen diesen ermittelt werden. Aus der Differenz kann eine Zeitdauer ermittelt, die die Maßnahme beansprucht, um den gewünschten Zustand zu erreichen.
Es sind verschiedene Kombinationen von Abgasrückführung, Kraftstoffeinbringung, Harnstofflösungseinbringung und Kühlung denkbar, die in Abhängigkeit des Abgasnachbehandlungs-Istwerts A ausgeführt werden können.
In der in der 5 gezeigten Ausführung wird zudem in einer Kraftfahrzeugwerterfassung 64 zumindest ein Kraftfahrzeug-Istwert C erfasst. Der Kraftfahrzeug-Istwert C charakterisiert den Istzustand des Kraftfahrzeugs 10. Der Kraftfahrzeug-Istwert C kann insbesondere ein Wert für eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl, eine Kraftfahrzeuglast, eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Bremspedalposition, eine Kupplungspedalposition oder auch eine Fahrpedalposition sein. Zudem kann auch eine Navigationsinformation, eine Geschwindigkeitsregelanlageinformation, oder eine Verkehrsinformation erfasst werden. Die Navigationsinformation kann von einem ins Kraftfahrzeug integrierten System oder von einem externen System stammen und beispielsweise die Daten über die Kraftfahrzeugposition, das hinterlegte Fahrziel oder die Streckentopographie enthalten. Die Verkehrsinformation kann von Verkehrsleitsystemen oder anderen Kraftfahrzeugen via Kraftfahrzeug-zu-Kraftfahrzeug-Kommunikation (V2V) stammen.
Anschließend an die Kraftfahrzeugwerterfassung 64 kann der Kraftfahrzeug-Istwert C in einer Fähigkeitsprüfung 65 mit einem vorgegebenen Kraftfahrzeug-Sollwert D abgeglichen werden. Durch die Fähigkeitsprüfung 65 kann eine Fähigkeit des Kraftfahrzeugs 10 festgestellt werden, die Maßnahme zumindest gegenwärtig auszuführen. Wird die Fähigkeit des Kraftfahrzeugs 10, die Maßnahme auszuführen, festgestellt, wird diese anschließend in der Maßnahmendurchführung 66 ausgeübt.
Zusätzlich zu der Prüfung, die Maßnahme gegenwärtig auszuführen zu können, kann in der Fähigkeitsprüfung 65 auch untersucht werden, in welchem Umfang dieses Können zur Verfügung steht. In der Fähigkeitsprüfung 65 kann dazu eine Prüfung einer Erfolgswahrscheinlichkeit vorgenommen werden. Die Erfolgswahrscheinlichkeit gibt dabei die Wahrscheinlichkeit an, die Maßnahme in vollem Umfang ausführen zu können. Insbesondere wird dabei auf die Zeitdauer der Maßnahme abgestellt. Die dabei zugrunde gelegte Zeitdauer ist insbesondere eine, die in der Bedarfsprüfung 63 für die erfolgreiche Ausführung der Maßnahme ermittelt wurde. Die Maßnahmendurchführung 66 wird in dem Fall ausgeübt, dass die Erfolgswahrscheinlichkeit eine vordefinierte Höhe hat.
Zur Erfolgswahrscheinlichkeitsprüfung wird insbesondere ein Fahrprofil über eine bestimmte Fahrzeitdauer ermittelt und gespeichert. Anhand dieses Fahrprofils kann dann in der Erfolgswahrscheinlichkeitsprüfung mit statistischen Berechnungen die Wahrscheinlichkeit dafür ermittelt werden, dass das Kraftfahrzeug 10 für einen bestimmten Zeitraum fähig bleibt, die Maßnahme auszuführen.
Alternativ oder zusätzlich können Navigationsinformationen verwendet werden um die Erfolgswahrscheinlichkeit in der Fähigkeitsprüfung 65 zu bestimmen. Anhand der Navigationsinformationen können Informationen über die bevorstehende Fahrstrecke berücksichtigt werden. So kann eine vorausliegende Streckenbeschaffenheit, wie beispielsweise ein Anstieg, ein Hinweis auf eine bevorstehende Beendigung des Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs 10 sein. Aus der gegenwärtigen Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, dem gegenwärtigen Ort des Kraftfahrzeugs 10 und der Entfernung zu der vorausliegenden Streckenbeschaffenheit kann bestimmt werden, wie lange sich das Kraftfahrzeug 10 maximal noch im Schubbetrieb befinden wird. Bei einer vorprogrammierten Fahrtroute können zudem vorausplanend Streckenabschnitte definiert werden, die für eine Maßnahmendurchführung 66 geeignet erscheinen.
Auch aktuelle Verkehrsinformationen können für die Erfolgswahrscheinlichkeitsprüfung in der Fähigkeitsprüfung 65 verwendet werden. Verkehrsinformationen können beispielsweise von Verkehrsleitsystemen oder Fahrzeug-zu-Fahrzeugkommunikationen herangezogen werden. Im Abgleich mit dem Istzustand des Kraftfahrzeugs 10 lässt sich eine bevorstehende Betriebsartänderung prognostizieren. So deutet beispielsweise eine vorausliegende Geschwindigkeitsbegrenzung auf ein bevorstehendes Bremsmanöver hin.
Alle Kraftfahrzeuginformationen, wie Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Kraftfahrzeuglast, Kraftstoffeinspritzmenge, Bremspedalposition, Kupplungspedalposition, Geschwindigkeitsregelanlagewert oder auch Fahrpedalposition lassen sich im erfindungsgemäßen Betriebsverfahren 60 nutzen um eine Prognose über die bevorstehende Dauer des Schubbetriebs zu generieren.
Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren können der Abgasnachbehandlungs-Sollwert B und der Kraftfahrzeug-Sollwert D selbstverständlich auch Wertbereiche sein.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
11: Motor
12: Zuluftstrang
13: Abgasstrang
14: Turbolader
15: Verdichter
16: Abgasturbine
17: Ladeluftkühlerbypass
18: Ladeluftkühler
19: Abgasrückführungsstrang
20: Abgaskühler
21: Abgaskühlerbypass
22: Erste Abgasnachbehandlungseinrichtung
23: Zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung
24: Abgasentnahmestelle
25: Abgaseinleitstelle
26: Kombinationsventil
27: Ladeluftkühlerbypassventil
28: Abgaskühlerbypassventil
29: Erster Kraftstoffinjektor
30: Frischluft
31: Kraftstoff
32: Einlassdrosselklappe
33: Auslassdrosselklappe
34: Erste Brennkammer
35: Ladungsgas
36: Abgas
37: Zurückgeführtes Abgas
38: Abgeleitetes Abgas
39: Steuereinheit
40: Dritte Abgasnachbehandlungseinrichtung
41: Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit
42: Kraftfahrzeugwerterfassungseinheit
45: Zweiter Kraftstoffinjektor
46: Zweite Brennkammer
47: Erstes Einlassventil
48: Erstes Auslassventil
49: Zweites Einlassventil
50: Zweites Auslassventil
51: Erster Zylinder
52: Zweiter Zylinder
53: Abgasstrang-Kraftstoffinjektor
54: Harnstofflösungsinjektor
60: Betriebsverfahren
61: Start
62: Abgasnachbehandlungswerterfassung
63: Bedarfsprüfung
64: Kraftfahrzeugwerterfassung
65: Fähigkeitsprüfung
66: Maßnahmendurchführung
67: Ende
A: Abgasnachbehandlungs-Istwert
B: Abgasnachbehandlungs-Sollwert
C: Kraftfahrzeug-Istwert
D: Kraftfahrzeug-Sollwert

Claims

Betriebsverfahren (60) für ein Kraftfahrzeug (10) mit einem Motor (11), der einen ersten Zylinder (51) und einen zweiten Zylinder (52) aufweist, wobei der erste Zylinder (51) deaktivierbar ist, einem Zuluftstrang (12), einem Abgasstrang (13), einer in dem Abgasstrang (13) angeordneten ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (22), einer stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (22) angeordneten zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung (23), und einem Abgasrückführungsstrang (19), der ausgebildet ist, Abgas (36) aus dem Abgasstrang (13) von einer stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung (23) angeordneten Abgasentnahmestelle (24) an eine in dem Zuluftstrang (12) angeordnete Abgaseinleitstelle (25) zu leiten, wodurch eine Schleife ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Bedarfsprüfung (63) zumindest ein Abgasnachbehandlungs-Istwert (A), der einen gegenwärtigen Abgasnachbehandlungs-Istzustand charakterisiert, mit einem Abgasnachbehandlungs-Sollwert (B) abgeglichen wird und, wenn bei einer Abweichung des Abgasnachbehandlungs-Istwerts (A) von dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert (B) ein Bedarf einer Maßnahme festgestellt wird, in einer Maßnahmendurchführung (66) die Maßnahme durchgeführt wird, wobei die Maßnahme umfasst, dem Motor (11) während eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs (10) und einer Deaktivierung des ersten Zylinders (51) Ladungsgas (35), das zurückgeführtes Abgas (37) aufweist, zuzuführen, wobei als Abgasnachbehandlungs-Istwert (A) ein Sauerstoffgehalt des Abgases (36) erfasst wird.
Betriebsverfahren (60) nach Anspruch 1, wobei die Maßnahme zusätzlich umfasst, Kraftstoff (31) in die Schleife einzubringen.
Betriebsverfahren (60) nach Anspruch 2, wobei der Kraftstoff (31) in einer Menge eingebracht wird, die abhängig vom Sauerstoffgehalt ist.
Betriebsverfahren (60) nach Anspruch 3, wobei der Kraftstoff (31) in einer solchen Menge eingebracht wird, dass die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung (22), ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, zur Freilassung des in ihr gefangenen Stickoxids angeregt wird.
Betriebsverfahren (60) nach Anspruch 3, wobei der Kraftstoff (31) in einer solchen Menge eingebracht wird, dass die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung (22), ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, zur Erzeugung von Ammoniak angeregt wird.
Betriebsverfahren (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ladungsgas (35) gekühlt wird.
Betriebsverfahren (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zurückgeführte Abgas (37) gekühlt wird.
Kraftfahrzeug (10) mit einem Motor (11), der einen ersten Zylinder (51) und einen zweiten Zylinder (52) aufweist, wobei der erste Zylinder (51) deaktivierbar ist, einem Zuluftstrang (12), einem Abgasstrang (13), einer in dem Abgasstrang (13) angeordneten ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (22), einer stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (22) angeordneten zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung (23), und einem Abgasrückführungsstrang (19), der ausgebildet ist, Abgas (36) aus dem Abgasstrang (13) von einer stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung (23) angeordneten Abgasentnahmestelle (24) an eine in dem Zuluftstrang (12) angeordnete Abgaseinleitstelle (25) zu leiten, wodurch eine Schleife ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) zumindest ein Ventil (26, 32), eine Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit (41) zur Erfassung eines Abgasnachbehandlungs-Istwerts (A), sowie eine Steuereinheit (39), die ausgebildet ist, einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs (10) und eine Zylinderdeaktivierung zu erkennen und das zumindest eine Ventil (26, 32) während des Schubbetriebs und der Zylinderdeaktivierung in der Weise zu stellen, dass dem Motor (11) Ladungsgas (35), das zurückgeführtes Abgas (37) aufweist, zuführbar ist, aufweisend, ausgebildet ist, das Betriebsverfahren (60) nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.
Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 8, wobei das Kraftfahrzeug (10) einen Kraftstoffinjektor (29, 45, 53) aufweist, der ausgebildet ist, Kraftstoff (31) in die Schleife einzubringen, wobei die Steuereinheit (39) ausgebildet ist, den Kraftstoffinjektor (29, 45, 53) zu steuern.
Kraftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei das Kraftfahrzeug (10) einen im Abgasrückführungsstrang (19) angeordneten Abgaskühler (20) und einen Abgaskühlerbypass (21), der ausgebildet ist, zurückgeführtes Abgas (37) um den Abgaskühler (20) herum zu leiten, aufweist.
Kraftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Kraftfahrzeug (10) einen im Zuluftstrang (12) stromabwärts der Abgaseinleitstelle (25) angeordneten Ladeluftkühler (18) und einen Ladeluftkühlerbypass (17), der ausgebildet ist, Ladungsgas (35) um den Ladeluftkühler (18) herum zu leiten, aufweist.