-
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 NOx-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 NOx-Speicherkatalysatoren von Dieselmotoren mit Niederdruck-AGR. Insbesondere bezieht sich die
DE 102011101079 A1 auf die Regeneration von Stickoxid-Speicherkatalysatoren während besonderer Fahrsituationen des Fahrzeugs.
-
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.
-
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 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Elektromaschine und einen Verbrennungsmotor umfassenden Hybridantriebsstrang, einem Zuluftstrang, einem Abgasstrang, einer in dem Abgasstrang angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung, und einem Abgasrückführungsstrang, der ausgebildet ist, Abgas aus dem Abgasstrang von einer stromabwärts der 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. In der Bedarfsprüfung wird erfindungsgemäß eine Ammoniakbeladung in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, betrachtet. Unterschreitet der erfasste Abgasnachbehandlungs-Istwert für die Ammoniakbeladung den Abgasnachbehandlungs-Sollwert für die Ammoniakbeladung, wird die Maßnahme durchgeführt. Die Maßnahme umfasst dabei, dem Verbrennungsmotor während eines Schubbetriebs Ladungsgas, das zurückgeführtes Abgas aufweist, zuzuführen. Insbesondere wird dem Motor Ladungsgas, das komplett aus zurückgeführtem Abgas gebildet ist, zugeführt.
-
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 Reduktion von Stickoxiden (NOx).
-
Durch das erfindungsgemäße Betriebsverfahren werden vorteilhaft die Betriebsbedingungen der zumindest einen Abgasnachbehandlungseinrichtung beeinflusst. Die gewünschte Beeinflussung ergibt sich dabei entweder direkt während des Betriebsverfahrens im Schubbetrieb oder auch unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor aus dem Schubbetrieb unter Anwendung der Maßnahme in einen Antriebsbetrieb zurückgekehrt ist. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung wird innerhalb von vordefinierten Parametern gehalten oder in diese gebracht, in denen die Abgasnachbehandlungseinrichtung optimal funktioniert. Dadurch wird die Wirksamkeit der Abgasnachbehandlungseinrichtung erhöht und ungewünschte Emissionen werden verringert.
-
Mittels der Durchspülung der Abgasnachbehandlungseinrichtung mit zurückgeführtem Abgas während des Schubbetriebs des Verbrennungsmotors, wird insbesondere die Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung beeinflusst.
-
Durch die Betrachtung der Ammoniakbeladung wird vorteilhaft sichergestellt, dass in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, eine vordefinierte Menge an Ammoniak gespeichert ist, die für eine Reduktion der Stickoxide bereitsteht. Die Maßnahme kann in Abhängigkeit des bereits vorhandenen Ammoniaks durchgeführt werden.
-
Zusätzlich zur Abgasrückführung kann die Maßnahme umfassen, Kraftstoff in die Schleife, also in den Verbrennungsmotor 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. Das fettere Abgas kann in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgestaltet als Stickoxidspeicherkatalysator, eine Freigabe der gespeicherten Stickoxide bewirken, die dann in einer zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, konvertiert werden können. Der Kraftstoff kann dabei insbesondere in einer Nacheinspritzung in eine Brennkammer des Verbrennungsmotors oder in den Abgasstrang eingebracht werden, insbesondere stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Durch eine ergänzende Zugabe von Harnstofflösung (Urea), welche im Abgas zu Ammoniak (NH3) reagiert, kann zusätzlich eine Reduktion eingefangener Stickoxide (NOx) herbeigeführt werden. Anstelle der Harnstofflösung, kann auch ein anderer Stoff eingebracht werden, der im SCR-Katalysator ein Reduktionsmittel zur Verfügung stellt oder dieses selbst ist, insbesondere Ammoniak.
-
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens umfasst die Maßnahme, die Elektromaschine zu betreiben. Die Elektromaschine kann insbesondere in der Weise betrieben werden, dass die Elektromaschine das Kraftfahrzeug antreibt oder auch in der Weise, dass der Verbrennungsmotor eine bestimmte Drehzahl erreicht oder beibehält. Insbesondere wird der Verbrennungsmotor während der Maßnahme bei einer vordefinierten Drehzahl konstant gehalten.
-
Dadurch wird der Hybridantriebsstrang verwendet, um den Verbrennungsmotor während der Maßnahme vom Antrieb zu entkoppeln. Der Verbrennungsmotor kann dadurch allein für die Einflussnahme auf die in der Schleife angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen genutzt werden. Durch den Antrieb des Kraftfahrzeugs mittels der Elektromaschine kann der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb verweilen. Die Phasen des Schubbetriebs des Verbrennungsmotors können somit verlängert werden. Der Betriebszustand des Verbrennungsmotors wird unabhängiger vom Fahrzustand des Kraftfahrzeugs. Mit dem Antrieb des Verbrennungsmotors durch die Elektromaschine kann der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb eine beliebige Drehzahl erreichen, die unabhängig von der gegenwärtigen Kraftfahrzeuggeschwindigkeit ist. Der Massenstrom durch den Verbrennungsmotor kann dadurch für die Maßnahme optimiert und die Maßnahme effektiver durchgeführt werden. Eine konstante Drehzahl des Verbrennungsmotors erleichtert überdies die Steuerbarkeit der Maßnahme.
-
Zusätzlich zur Ammoniakbeladung wird in der Bedarfsprüfung eine Stickoxidlast in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, betrachtet. Übersteigt der erfasste Abgasnachbehandlungs-Istwert für die Stickoxidlast den Abgasnachbehandlungs-Sollwert für die Stickoxidlast, wird die Maßnahme durchgeführt.
-
Dadurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass bei einer vordefinierten Menge an Stickoxiden, die in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, gespeichert sind, eine Maßnahme zur Reduzierung dieser durchgeführt wird. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung wird somit innerhalb der Grenzen ihrer Kapazität betrieben. Die Maßnahme kann in Abhängigkeit der Kapazitätsauslastung der Abgasnachbehandlungseinrichtung durchgeführt werden.
-
Alternativ oder zusätzlich wird in der Bedarfsprüfung ein Stickoxidgehalt stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, betrachtet. Übersteigt der erfasste Abgasnachbehandlungs-Istwert für den Stickoxidgehalt den Abgasnachbehandlungs-Sollwert für den Stickoxidgehalt, wird die Maßnahme durchgeführt.
-
Dadurch wird vorteilhaft erkannt, wenn ein stromaufwärts des selektiv wirksamen Reduktionskatalysators angeordneter Stickoxidspeicherkatalysator Stickoxide nicht mehr in gewünschtem Maß aufnimmt. Auch hierbei kann die Maßnahme in Abhängigkeit der Kapazitätsauslastung der Abgasnachbehandlungseinrichtung durchgeführt werden.
-
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 Abgasrückführungsventile durchgeführt. Insbesondere kann eine Zeitdauer für die durchzuführende Maßnahme ermittelt werden.
-
Dadurch kann die Ausführung der Maßnahme in Abhängigkeit vom Umfang ausgerichtet werden.
-
In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird in einer Kraftfahrzeugwerterfassung zumindest ein Kraftfahrzeug-Istwert, der einen gegenwärtigen Kraftfahrzeug-Istzustand charakterisiert, erfasst und in einer Fähigkeitsprüfung mit zumindest einem Kraftfahrzeug-Sollwert abgeglichen und die Maßnahme unter der Voraussetzung durchgeführt, dass bei einem Übereinstimmen des Kraftfahrzeug-Istwerts mit dem Kraftfahrzeug-Sollwert eine Fähigkeit des Kraftfahrzeugs, die Maßnahme auszuführen, festgestellt wird. In der Fähigkeitsprüfung wird insbesondere ein Hybridantriebsstrangwert oder eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oder eine Motordrehzahl oder eine Kraftfahrzeuglast oder eine Kraftstoffeinspritzmenge oder eine Bremspedalposition oder eine Fahrpedalposition oder eine Kupplungspedalposition oder eine Navigationsinformation oder eine Verkehrsinformation oder eine Geschwindigkeitsregelanlageinformation betrachtet.
-
Dadurch wird der aktuelle Zustand des Kraftfahrzeugs mit berücksichtigt und es kann ermittelt werden, ob in diesem Istzustand eine Herbeiführung der gewünschten Konditionen überhaupt möglich oder auch wahrscheinlich ist.
-
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist ausgebildet, das erfindungsgemäße Betriebsverfahren durchzuführen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst dazu einen eine Elektromaschine und einen Verbrennungsmotor aufweisenden Hybridantriebsstrang, einen Zuluftstrang, einen Abgasstrang, eine in dem Abgasstrang angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung, und einen Abgasrückführungsstrang, der ausgebildet ist, Abgas aus dem Abgasstrang von einer stromabwärts der 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 Verbrennungsmotors zu erkennen und das zumindest eine Ventil während des Schubbetriebs in der Weise zu stellen, dass dem Verbrennungsmotor Ladungsgas, das zurückgeführtes Abgas aufweist, zuführbar ist und die ausgebildet ist, die Elektromaschine zu steuern.
-
Das Kraftfahrzeug verfügt insbesondere über eine im Abgasstrang angeordnete erste Abgasnachbehandlungseinrichtung und eine stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung und stromaufwärts der Abgasentnahmestelle angeordnete zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung. Die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung ist insbesondere ein Stickoxidspeicherkatalysator und die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung ist insbesondere ein selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, der ein SCR-Katalysator (SCR für Selective Catalytic Reduction) oder ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SCRF für SCR on Filter) sein kann. Die Abgasrückführung ist bevorzugt eine Niederduck-Abgasrückführung. Der Hybridantriebsstrang kann ein paralleler oder ein serieller Hybridantriebsstrang sein.
-
Damit ist vorteilhaft ein Kraftfahrzeug mit Hybridantriebsstrang bereitgestellt, mit dem es ermöglicht ist, eine Abgasrückführung während eines Schubbetriebs des Verbrennungsmotors vorzunehmen. Damit ist es ermöglicht, Einfluss auf die Betriebsparameter der in der Schleife angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu nehmen. Mittels des Hybridantriebsstrangs ist es zudem ermöglicht, den Verbrennungsmotor zumindest für eine bestimmte Zeitdauer vom Antriebsbetrieb zu entkoppeln und allein für die Maßnahme zur Einflussnahme auf die Abgasnachbehandlungseinrichtung einzusetzen.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kraftfahrzeug einen Kraftstoffinjektor auf, der ausgebildet ist, Kraftstoff in die Schleife einzubringen, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Kraftstoffinjektor zu steuern. Der Kraftstoffinjektor ist insbesondere ausgebildet, den Kraftstoff in eine Brennkammer des Verbrennungsmotors oder 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 eines Schubbetriebs des Verbrennungsmotors zu nehmen. Mit einer Erhöhung des Anteils von Kraftstoff kann ein fetteres Abgas erzeugt werden, was beispielsweise für eine Regeneration des Stickoxidspeicherkatalysators vorteilhaft ist.
-
Ausgestaltungs- und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
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 Hybridantriebsstrang mit einer Elektromaschine 45 und einem Verbrennungsmotor 11 auf. Die Elektromaschine 45 und der Verbrennungsmotor 11 können dabei parallel oder seriell miteinander gekoppelt sein. Der Verbrennungsmotor 11 ist insbesondere ein Hubkolbenmotor. Wie es üblich ist, ist das Kraftfahrzeug 10 mit einem Zuluftstrang 12, der ausgebildet ist, Ladungsgas 35 zum Verbrennungsmotor 11 zu leiten, und einem Abgasstrang 13, der ausgebildet ist Abgas 36 vom Verbrennungsmotor 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 Verbrennungsmotor 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. In der Weise ist es in den 2 bis 4 dargestellt.
-
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 Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, 23, 40 auf. Die dargestellte Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs 10 umfasst eine erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 und eine stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 angeordnete zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23. Diese 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 LNT für Lean NOx Trap) oder ein Oxidationskatalysator. Die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 kann ein selektiv wirksamer Reduktionskatalysator sein, der als ein SCR-Katalysator oder als ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) ausgestaltet 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.
-
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 Verbrennungsmotors 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 Verbrennungsmotor 11 des Kraftfahrzeugs 10 verfügt insbesondere über eine Direkteinspritzung. Dazu kann der Verbrennungsmotor 11 einen ersten Kraftstoffinjektor 29 aufweisen, der ausgebildet ist, Kraftstoff 31 in eine Brennkammer 34 des Verbrennungsmotors 11 einzubringen. Alternativ oder zusätzlich kann das Kraftfahrzeug 10 einen zweiten Kraftstoffinjektor 46 aufweisen, der ausgebildet ist, Kraftstoff in den Abgasstrang 13 einzubringen. Der zumindest eine Kraftstoffinjektor 29, 46 ist somit ausgebildet, Kraftstoff 31 in die Schleife einzubringen.
-
Ferner kann das Kraftfahrzeug einen Harnstofflösungsinjektor 47 umfassen, der ausgebildet ist, Harnstofflösung (Urea) in die Schleife, insbesondere in den Abgasstrang 13, einzubringen. Die Harnstofflösung reagiert im Abgas zu Ammoniak (NH3). Der Harnstofflösungsinjektor 47 ist insbesondere stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, angeordnet. Der Harnstofflösungsinjektor 47 kann ebenso ausgebildet sein, anstelle der Harnstofflösung, 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 insbesondere über einen Ammoniaksensor, einen Stickoxidsensor oder auch über einen Sauerstoffsensor. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert A ist ein Wert für eine Ammoniakbeladung in der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator. Zusätzlich kann der Abgasnachbehandlungs-Istwert A ein Wert für eine Stockoxidlast in der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, oder ein Stickoxidgehalt im Abgas 36, insbesondere stromabwärts des Stickoxidspeicherkatalysators, sein. Zudem kann der Abgasnachbehandlungs-Istwert A eine Temperatur einer der Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23, 40 und/oder des Abgases 36 sein. Auch ein Sauerstoffgehalt des Abgases 36 kann den Abgasnachbehandlungs-Istwert A bilden.
-
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 ist insbesondere ein Wert des Hybridantriebsstrangs. Zudem kann der Kraftfahrzeug-Istwert C 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 Hybridantriebsstrang beziehungsweise im Abgasstrang 13 umfassen.
-
Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinheit 39, die insbesondere ein Motorsteuergerät ist. Die Steuereinheit 39 ist insbesondere ausgebildet, den Hybridantriebsstrang zu steuern, die Ventile 26, 27, 28, 32, 33 zu stellen und die Kraftstoffinjektoren 29 und 46 sowie den Harnstofflösungsinjektor 47 zu betätigen. Dazu verfügt das Kraftfahrzeug 10 über geeignete Aktuatoren. Ferner ist die Steuereinheit 39 ausgebildet, einen Schubbetrieb des Verbrennungsmotors 11 zu erkennen. Dazu ist die Steuereinheit 39 insbesondere mit der Kraftfahrzeugwerterfassungseinheit 42 verbunden. Der Verbrennungsmotor 11 befindet sich im Schubbetrieb, wenn er während des Betriebs kein Moment zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 10 zur Verfügung stellt. 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 zumindest einer der Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23, 40 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 innerhalb der Schleife angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 sowie auf die Abgaszusammensetzung. Die Maßnahme umfasst, dass dem Verbrennungsmotor 11 während eines Schubbetriebs des Verbrennungsmotors 11, Ladungsgas 35, das zurückgeführtes Abgas 37 aufweist, zugeführt wird. Dazu wird die Zufuhr von Frischluft 30 gedrosselt, insbesondere auf Null, und der Abgasrückführungsstrang 19 wird freigegeben. Insbesondere wird dem Verbrennungsmotor 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 22, 23, 40 werden mit der Maßnahme verschiedene Zustände angestrebt. Beispielsweise kann eine Betriebstemperatur von etwa 180 °C für die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, erwirkt oder erhalten werden. Ist die zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 23 ein Partikelfilter (DPF), kann beispielsweise eine Regenerationstemperatur von 600 °C erwirkt oder erhalten werden, um eine Regeneration des Partikelfilters herbeizuführen. Ist die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 ein Stickoxidspeicherkatalysator (LNT), kann beispielsweise eine Betriebstemperatur von > 200 °C erwirkt oder erhalten werden. Zusätzlich können Kraftstoff 31 und/oder Harnstoff eingebracht werden, um die gewünschte Funktionsweise sicherzustellen.
-
Während des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens 60 kann im Umfang der Maßnahme eine bestimmte Menge an Ammoniak, insbesondere durch Einspritzung von Harnstofflösung, in die Schleife eingebracht werden. Dies kann entweder durch einen einzigen oder durch mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt werden. Das eingebrachte Ammoniak kann mit den Stickoxiden im Abgas 36 reagieren, es wird eine Reduktion der Stickoxide durchgeführt.
-
Im Umfang der Maßnahme kann zudem eine vordefinierte Menge an Kraftstoff 31 in die Schleife eingebracht werden. Auch dies kann entweder durch einen einzigen oder durch mehrere Einspritzvorgänge ausgeführt werden. In den 2 bis 4 ist eine Einspritzung in die Brennkammer 34 dargestellt. Anstelle der Einspritzung in die Brennkammer 34 oder zusätzlich zur Einspritzung in die Brennkammer 34 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 Produktion einer bestimmten Menge von Ammoniak (NH3) angeregt werden. Diese NH3-Moleküle können verwendet werden, um in der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator, eine Konvertierung der Stickoxide zu unterstützen.
-
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 wird dabei insbesondere von der Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit 41 erfasst. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert A charakterisiert einen Aktuellen Istzustand des Kraftfahrzeugs 10. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert A ist ein Wert für die Ammoniakbeladung in der zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 23, ausgebildet als selektiv wirksamer Reduktionskatalysator. Er gibt an, wieviel Ammoniak im selektiv wirksamen Reduktionskatalysator momentan gespeichert ist. Auch kann der Abgasnachbehandlungs-Istwert A ein Wert für die Stickoxidlast der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, ausgebildet als Stickoxidspeicher-katalysator, sein. Zudem kann der Abgasnachbehandlungs-Istwert A ein Wert für einen Stickoxidgehalt des Abgases 36 stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 sein, womit insbesondere ein Stickoxidschlupf des Stickoxidspeicherkatalysators erfasst werden kann. Der Abgasnachbehandlungs-Istwert A kann darüber hinaus ein Wert für einen Sauerstoffgehalt des in der Schleife zirkulierenden Abgases 36, 37 sein. Daneben kann als Abgasnachbehandlungs-Istwert A auch eine Temperatur des Abgases 36, 37 und/oder einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, 23 erfasst werden.
-
Anschließend wird der Abgasnachbehandlungs-Istwert A in einer Bedarfsprüfung 63 mit einem vordefinierten Abgasnachbehandlungs-Sollwert B abgeglichen. Weicht der Abgasnachbehandlungs-Istwert A von dem vordefinierten Abgasnachbehandlungs-Sollwert B ab, wird ein Bedarf der Maßnahme festgestellt und in einer Maßnahmendurchführung 66 wenigstens eine Maßnahme zur Anpassung der Abgaszusammensetzung und/oder Temperaturanpassung ergriffen.
-
Unterschreitet beispielsweise der Abgasnachbehandlungs-Istwert A für die Ammoniakbeladung den Abgasnachbehandlungs-Sollwert B für die Ammoniakbeladung, kann mit der Maßnahme der Abgasnachbehandlungs-Sollwert B durch Einbringen von Ammoniak erreicht werden. Dies kann durch beispielsweise durch Einspritzen von Harnstofflösung, die dann zu Ammoniak reagiert oder durch Einspritzen von Kraftstoff, der eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, zu einer Produktion von Ammoniak (NH3) angeregt, erfolgen.
-
Bei einem Überschreiten des Abgasnachbehandlungs-Istwerts A für die Stickoxidlast der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, ausgebildet als Stickoxidspeicherkatalysator, über den Abgasnachbehandlungs-Sollwert B für die Stickoxidlast, kann durch die Maßnahme beispielsweise eine Desorption der Stickoxide durch Temperaturanpassung und/oder Anreicherung des Abgases 36 mit Kraftstoff 31 herbeigeführt werden.
-
Mit einem Übersteigen des Abgasnachbehandlungs-Istwerts A für den Stickoxidgehalt des Abgases 36 über den Abgasnachbehandlungs-Sollwert B für den Stickoxidgehalt, kann stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 22, ausgebildet als Stickoxidspeicher-katalysator, ein Erreichen der Kapazitätsgrenze des Stickoxidspeicherkatalysators ermittelt werden. Mittels Durchführung der Maßnahme kann eine Reduktion der Stickoxide durchgeführt werden.
-
Durch Prüfung des Sauerstoffgehalts des Abgases 36 kann zudem festgestellt werden, ob das Abgas 36 eine für die gewünschte Funktion geeignete Zusammensetzung aufweist. Liegt beispielsweise der Abgasnachbehandlungs-Istwert A für den Sauerstoffgehalt über dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert B für den Sauerstoffgehalt, kann mittels Kraftstoffeinbringung 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 das Vorhandensein einer Abweichung zwischen dem Abgasnachbehandlungs-Istwert A und dem Abgasnachbehandlungs-Sollwert B sondern auch eine Differenz zwischen diesen ermittelt werden. Aus der Differenz kann insbesondere eine Menge des Kraftstoffs 31 oder auch der Harnstofflösung ermittelt werden, die zum Erreichen des gewünschten Zustands einzubringen sind. Auch kann eine Zeitdauer ermittelt werden, die die Maßnahme beansprucht, um den gewünschten Zustand zu erreichen.
-
Die Maßnahme kann ferner umfassen, die Elektromaschine 45 zu betreiben. Die Elektromaschine 45 kann als Motor für eine bestimmte Zeitdauer den Antrieb des Kraftfahrzeugs 10 übernehmen. Der Verbrennungsmotor 11 ist derweil vom Antrieb entkoppelt und wird für die Durchspülung der in der Schleife angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 verwendet. Damit steht der Verbrennungsmotor der Maßnahme für eine längere Zeitdauer zur Verfügung.
-
Es ist auch vorstellbar, dass die Elektromaschine 45 zum Antrieb des Verbrennungsmotors 11 verwendet wird und der Verbrennungsmotor 11 auf eine vordefinierte Drehzahl gebracht oder gehalten wird. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors 11 ist dabei unabhängig von der gegenwärtigen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10. Mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors 11 variiert der Massenstrom durch den Verbrennungsmotor 11. So wird die Geschwindigkeit des in der Schleife zirkulierenden Abgases 37, welches die in der Schleife angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtungen 22, 23 durchspült, beeinflusst.
-
Es sind verschiedene Kombinationen von Abgasrückführung, Kraftstoffeinbringung, Harnstofflösungseinbringung, Kühlung und Elektromaschinenbetrieb 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 wird dabei insbesondere von der Kraftfahrzeugwerterfassungseinheit 42 erfasst. Der Kraftfahrzeug-Istwert C charakterisiert den Istzustand des Kraftfahrzeugs 10 und insbesondere des Hybridantriebsstrangs. Der Kraftfahrzeug-Istwert C kann insbesondere ein Wert des Hybridantriebsstrangs sein. So kann der Kraftfahrzeug-Istwert C 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 mindestens 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 Verbrennungsmotors 11 sein. Es kann beispielsweise ermittelt werden, ob ein vorausliegender Streckenabschnitt geeignet ist, das Kraftfahrzeug 10 allein mit der Elektromaschine 45 anzutreiben. Aus der gegenwärtigen Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, dem gegenwärtigen Ort des Kraftfahrzeugs 10 und der Entfernung zu der vorausliegenden Streckenbeschaffenheit kann bestimmt werden, wie lange sich der Verbrennungsmotor 11 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-Fahrzeug-Kommunikationen (V2V) 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 maximale Dauer des Schubbetriebs des Verbrennungsmotors 11 zu generieren.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren können der Abgasnachbehandlungs-Sollwert B und der Kraftfahrzeug-Sollwert D selbstverständlich auch Wertbereiche sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kraftfahrzeug
- 11
- Verbrennungsmotor
- 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
- Brennkammer
- 35
- Ladungsgas
- 36
- Abgas
- 37
- Zurückgeführtes Abgas
- 38
- Abgeleitetes Abgas
- 39
- Steuereinheit
- 40
- Dritte Abgasnachbehandlungseinrichtung
- 41
- Abgasnachbehandlungswerterfassungseinheit
- 42
- Kraftfahrzeugwerterfassungseinheit
- 45
- Elektromaschine
- 46
- Zweiter Kraftstoffinjektor
- 47
- 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
