DE102017215251A1

DE102017215251A1 - Verfahren und Steuergerät zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102017215251A1
Application number: DE102017215251.6A
Authority: DE
Inventors: Oliver Cassebaum; Hans-Georg Nitzke; Jens Jeschke; Benjamin Segtrop; Michael Mazur
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2037-09-01
Also published as: DE102017215251B4; CN109424409B; CN109424409A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer kumulierten Emissionsgröße (EMK), die auf Emissionswerten (EMDS) einer ersten Emissionsgröße während eines Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine mit unterschiedlichen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine und auf Emissionswerten (EMDShist, EMDS22a, EMDS22a,hist,...) der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine basiert, und das Bestimmen einer Führungsgröße (x(t)) der Verbrennungskraftmaschine mittels einer Indifferenzkurve (I) aus pareto-optimalen Kombinationen der kumulierten Emissionsgröße und einer zweiten Emissionsgröße, die sich von der ersten Emissionsgröße unterscheidet, wobei die Führungsgröße (x(t)) einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine so beeinflusst, dass die erste Emissionsgröße und die zweite Emissionsgröße so eingestellt werden, dass die kumulierte Emissionsgröße (EMK) in dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine eine Obergrenze (EMG) für dieses Betriebsintervall nicht überschreitet und eine Zielfunktion der zweiten Emissionsgröße minimal ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät (1) zur Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Ottomotors oder eines Dieselmotors, und ein Steuergerät zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Emissionsregelung.
Steuergeräte dienen dazu, im Fahrzeugbereich wichtige Motorfunktionen zu steuern. Insbesondere dienen sie auch dazu, ergänzend zu konstruktiven Maßnahmen wie Brennraumgestaltung und der Beeinflussung der Gemischbildung durch Einspritzsysteme und Einspritzverfahren, im Motorbetrieb den Kraftstoffverbrauch und die damit zusammenhängenden CO₂-Emissionen sowie wesentliche Abgaskomponenten wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx) sowie Ruß und Partikel zu senken.
Bekannte Funktionen eines Steuergeräts erhalten Informationen über einen Betriebszustand des Motors (zum Beispiel Drehzahl, Drehmoment, gewünschtes Drehmoment, Temperatur, Ladezustand-DPF (Diesel-Partikelfilter)) und bestimmen Führungsgrößen, welche den Verbrauch und die Emissionen im Betrieb beeinflussen.
Zur Bestimmung dieser Führungsgrößen dienen oft ebenfalls im Steuergerät hinterlegte Motorkennfelder, in denen bspw. eine Soll-Abgasrückführungsrate oder ein Soll-Ladedruck in Abhängigkeit zum oben genannten Betriebszustand hinterlegt sind. Geeignete Führungsgrößen sind zum Beispiel Abgasrückführungsrate, Abgasrückführungsaufteilung, Füllung, Einspritzzeitpunkt, Zündzeitpunkt. Von diesen Führungsgrößen werden dann Stellgrößen abgeleitet, zum Beispiel eine Drosselklappenstellung, eine Stellung einer VTG (Variable Turbinengeometrie) oder dergleichen.
Die DE 10 2015 222 684 A1 offenbart ein Steuergerät zur Emissionsregelung, wobei am Beispiel eines Fahrprofils bzw. einer Fahrt ein Emissionspotenzial ausgeglichen wird. Dieses Verfahren lässt sich jedoch nicht bei kritischen Fahrten, bei denen sich die Emissionsgrenzwerte aus technischen Gründen nicht einhalten lassen, anwenden. Zu den kritischen Fahrten zählen Fahrten, die kürzer als ca. 2 Stunden (RDE-Zeitraum, insbesondere 90 bis 120 Minuten) sind, insbesondere im Stadtverkehr oder bei maximaler Geschwindigkeit auf einer Autobahn. RDE bezeichnet das Real-Driving-Emissions-Testverfahren, bei welchem Betriebspunkte zufällig/variabel abgefahren werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Steuergerät zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden und flexibel auf beliebige Fahrten anwendbar sind.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Emissionsregelung nach Anspruch 1 und das erfindungsgemäße Steuergerät nach Anspruch 13 gelöst.
Nach einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend:

Bestimmen einer kumulierten Emissionsgröße, die auf Emissionswerten einer ersten Emissionsgröße während eines Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine mit unterschiedlichen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine und auf Emissionswerten der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine basiert; und
Bestimmen einer Führungsgröße der Verbrennungskraftmaschine mittels einer Indifferenzkurve aus pareto-optimalen Kombinationen der kumulierten Emissionsgröße und einer zweiten Emissionsgröße, die sich von der ersten Emissionsgröße unterschiedet, wobei die Führungsgröße einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine so beeinflusst, dass die erste Emissionsgröße und die zweite Emissionsgröße so eingestellt werden, dass die kumulierte Emissionsgröße in dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine eine Obergrenze für dieses Betriebsintervall nicht überschreitet und eine Zielfunktion der zweiten Emissionsgröße minimal ist.

Nach einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät zur Emissionsüberwachung einer Verbrennungskraftmaschine, die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach dem ersten Aspekt auszuführen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine. Der Begriff „Verbrennungskraftmaschine“ umfasst in diesem Zusammenhang das vollständige Verbrennungsmaschinensystem mit all seinen Aggregaten, Hilfsaggregaten und Stellelementen. Die Verbrennungskraftmaschine kann einen Ottomotor oder einen Dieselmotor aufweisen. Die Verbrennungskraftmaschine kann Teil eines Hybridantriebs sein, der zusätzlich über einen Elektromotor verfügt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine kumulierte Emissionsgröße bestimmt, die auf Emissionswerten einer ersten Emissionsgröße während eines Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine mit unterschiedlichen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine und auf Emissionswerten der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine basiert. Das Betriebsintervall kann ein vorgegebener Betriebszeitraum rückwirkend von einem aktuellen Zeitpunkt, in dem die Verbrennungskraftmaschine in Betrieb ist, ein festgelegtes Streckenintervall, das ein durch die Verbrennungskraftmaschine angetriebenes Kraftfahrzeug rückwirkend von einem aktuellen Zeitpunkt zurückgelegt hat, oder eine Fahrt des durch die Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs sein. Der Betriebszeitraum kann größer als eine Zertifizierungszeit, beispielsweise der RDE-Zeitraum (2 Stunden), sein, beispielsweise zwischen 2 Stunden und 30 Stunden, insbesondere zwischen 4 Stunden und 10 Stunden, betragen. Der Betriebszeitraum kann eine Summe von aufeinanderfolgenden Betriebsdauern, während denen die Verbrennungskraftmaschine in Betrieb ist, oder ein ununterbrochenes Zeitintervall rückwirkend von dem aktuellen Zeitpunkt sein. Der Betriebszeitraum kann eine Fahrzeugnutzungsdauer bis zu dem aktuellen Zeitpunkt sein, beispielsweise eine Dauer von einem Zulassungszeitpunkt des Fahrzeugs oder vom Verlassen des Werks bis zum aktuellen Zeitpunkt. Das Streckenintervall kann ein bis zum aktuellen Zeitpunkt des durch die Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs zurückgelegtes Streckenintervall sein. Die Fahrt kann das Betriebsintervall vom letzten Motorstart bis zu dem aktuellen Zeitpunkt sein. Die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße können Informationen über eine zurückgelegte Strecke und zugehörige Emissionen zu bestimmten Zeitpunkten umfassen. Die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine können gemessen oder modelliert werden und vorzugsweise regelmäßig in einem Datenspeicher hinterlegt werden.
Vorzugsweise sind die unterschiedlichen Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine während des Betriebsintervalls bekannt. Beim Bestimmen der kumulierten Emissionsgröße können weiterhin Betriebszustandsinformationen hinsichtlich der Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine berücksichtigt werden. Diese können beispielsweise die Drehzahl, das aktuelle Drehmoment, das gewünschte Drehmoment, die Temperatur, die Dieselpartikelfilterbeladung und andere Größen der Verbrennungskraftmaschine umfassen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin mittels einer Indifferenzkurve aus pareto-optimalen Kombinationen der kumulierten Emissionsgröße und einer zweiten Emissionsgröße, die sich von der ersten Emissionsgröße unterscheidet, eine Führungsgröße der Verbrennungskraftmaschine gebildet. Das Bilden der kumulierten Emissionsgröße kann nach einer Heuristik erfolgen, die die Abstände der kumulierten Ist-Emissionen zu ihrem Grenzniveau berücksichtigt. Die Führungsgröße kann bei diesem Verfahren dynamisch und situationsbedingt bestimmt bzw. adaptiert werden. Die Führungsgröße beeinflusst einen insbesondere aktuellen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine so, dass die erste Emissionsgröße und die zweite Emissionsgröße so eingestellt werden, dass die kumulierte Emissionsgröße in dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine eine Obergrenze für dieses Betriebsintervall nicht überschreitet und eine Zielfunktion der zweiten Emissionsgröße minimal ist, insbesondere so weit wie möglich reduziert wird. Hier wird eine zu minimierende bzw. zu optimierende Größe als Zielfunktion bezeichnet (z.B. Kraftstoffverbrauch bzw. die davon abhängigen CO₂-Emissionen, Regenerationsintervalle diverser Abgasnachbehandlungssysteme wie Rußpartikelfilter, NOx Emissionen, etc. oder eine Kombination solcher Größen).
Das erfindungsgemäße Steuerungskonzept hat den Vorteil, dass beispielsweise eine unkritische Emissionsgröße, die der zweiten Emissionsgröße entspricht, durch eine Veränderung der Führungsgröße so weit erhöht wird, dass eine kritische Emissionsgröße, die der ersten Emissionsgröße entspricht, so weit verringert wird, dass sichergestellt wird, dass das Emissionsgrenzniveau (Emissionsgrenzwert) für die kritischen Emissionsgrößen nicht erreicht oder innerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine nicht überschritten werden.
In manchen Ausführungsbeispielen können die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine Emissionswerte der Verbrennungskraftmaschine vor dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine sein, zum Beispiel während eines vorgegebenen Zeitraums vor dem Betriebsintervall, wobei der vorgegebenen Zeitraum einige Stunden oder einige Tage betragen kann oder einen Zeitraum von einem Beginn der Fahrzeugnutzungsdauer bis zu dem Beginn des Betriebsintervalls sein kann. Die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls können vor dem Betriebsintervall gemessen oder modelliert und vorzugsweise regelmäßig in einem Datenspeicher oder einer Cloud hinterlegt worden sein. Sie können zum Bestimmen der kumulierten Emissionsgroße von dem Datenspeicher abgerufen oder von der Cloud heruntergeladen werden.
In manchen Ausführungsbeispielen können die Emissionswerte während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine zum Bestimmen der kumulierten Emissionsgröße mittels der Emissionswerte vor dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine bewertet werden. Die Bewertung der Emissionswerte während des Betriebsintervalls kann somit auf Grundlage von hinterlegten Informationen über ein vorhergehendes Betriebsintervall oder eine vorhergehende Fahrt bestimmt werden. Anschließend kann die kumulierte Emissionsgröße aus den bewerteten Emissionswerten während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine gebildet werden. Beispielsweise kann die kumulierte Emissionsgröße die Summe der bewerteten Emissionswerte während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine sein.
In manchen Ausführungsbeispielen können die Emissionswerte während des Betriebsintervalls zum Bewerten mittels der Emissionswerte vor dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise über einen vorgegebenen Zeitraum geglättet werden. Vorzugsweise kommt dabei eine gleitende Wichtung zu Einsatz. Dabei kann für jeden Emissionswert des Betriebsintervalls und einer vorgegebenen Menge an dem jeweiligen Emissionswert unmittelbar vorangehenden Emissionswerten ein Mittelwert, beispielsweise ein arithmetischer Mittelwert, gebildet werden. Die so bewerteten Emissionswerte während des Betriebsintervalls können dann zur kumulierten Emissionsgröße summiert werden.
In manchen Ausführungsbeispielen können die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine Emissionswerte einer oder mehrerer weiterer Verbrennungskraftmaschinen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, in dem sich auch die Verbrennungskraftmaschine befindet, sein. Der vorgegebene Bereich kann ein Hoheitsgebiet, ein Teilbereich eines Hoheitsgebiets, eine Umweltzone (Niedrig-Emissions-Gebiet), ein Teilbereich einer Umweltzone oder ein anderer vorgegebener Bereich, beispielsweise ein frei festgelegter Bereich, sein. Zum Beispiel können die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls Emissionswerte einer oder mehrerer weiterer Verbrennungskraftmaschinen einer Fahrzeugflotte sein, die sich innerhalb des vorgegebenen Bereichs befinden, sein. Die Fahrzeugflotte kann Kraftfahrzeuge eines oder mehrerer bestimmter Hersteller, beispielsweise alle Fahrzeuge des oder der bestimmten Hersteller oder alle Fahrzeuge einer oder mehrerer Serien des oder der bestimmten Hersteller, Fahrzeuge einer oder mehrerer Fahrzeugklassen, insbesondere des oder der bestimmten Hersteller, und/oder Fahrzeuge eines oder mehrerer Serviceanbieters, beispielsweise eines Taxiunternehmens, einer Autovermietung oder eines Anbieters, der auf Anfrage Einzelemissionskontingente erteilt, umfassen. Die Fahrzeugflotte kann auch auf andere Art charakterisiert sein. Die Emissionswerte der weiteren Verbrennungskraftmaschinen können Emissionswerte während und/oder vor dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine sein. Sie können gemessen oder modelliert und vorzugsweise regelmäßig in einem Datenspeicher oder in einer Cloud hinterlegt werden bzw. worden sein. Zur erfindungsgemäßen Emissionsregelung können die Emissionswerte abgerufen werden.
In manchen Ausführungsbeispielen können zeitgleich erfasste Emissionswerte, insbesondere Emissionswerte mit identischem Zeitstempel, verschiedener Verbrennungskraftmaschinen in dem vorgegebenen örtlich begrenzten Bereich, d.h. der Verbrennungskraftmaschine und weiterer Verbrennungskraftmaschinen, zum Bestimmen der kumulierten Emissionsgröße, beispielsweise durch Bilden eines arithmetischen Mittelwerts, gemittelt werden, die erhaltenen Mittelwerte bewertet werden und die kumulierte Emissionsgröße aus den bewerteten Mittelwerten gebildet werden.
In manchen Ausführungsbeispielen können die erhaltenen Mittelwerte während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine zum Bewerten mittels der erhaltenen Mittelwerte vor dem Betriebsintervall geglättet werden, insbesondere mittels einer gleitenden Wichtung, wie sie oben analog beschrieben wurde.
Alternativ können die zeitglich erfassten Emissionswerte verschiedener Verbrennungskraftmaschinen in dem örtlich begrenzten Bereich summiert werden, die jeweiligen Summen bewertet werden und aus den bewerteten Summen die kumulierte Emissionsgröße gebildet werden.
In manchen Ausführungsbeispielen kann die Obergrenze von einer Dauer des Betriebsintervalls und/oder einer während des Betriebsintervalls zurückgelegten Strecke abhängig sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Obergrenze auch von einer Anzahl an weiteren Verbrennungskraftmaschinen in einem vorgegebenen örtlich begrenzten Bereich abhängig sein. Beispielsweise kann die Obergrenze ein Mittelwert für die in dem örtlich begrenzten Beriech befindlichen Verbrennungskraftmaschinen insbesondere von Kraftfahrzeugen oder eine Emissionsgrenze für die in dem örtlich begrenzten Bereich befindlichen Verbrennungskraftmaschinen insbesondere von Kraftfahrzeugen sein. Die Wahl der Obergrenze kann abhängig oder unabhängig von der Art der Emissionswerte der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls sein.
In manchen Ausführungsbeispielen können die erste Emissionsgröße und die zweite Emissionsgröße ein Stickoxidausstoß (NOx-Ausstoß), ein Kohlenwasserstoffausstoß (HC-Ausstoß), ein Kohlenmonoxidausstoß (CO-Ausstoß), ein Kohlendioxidausstoß (CO₂-Ausstoß), ein kombinierter HC- und NOx-Ausstoß, eine Rußpartikelanzahl, eine Rußpartikelmasse oder dergleichen sein. Vorzugsweise werden zwei konkurrierend zusammenhängende Arten im Sinne eines Trade-Off von Emissionsausstößen als erste Emissionsgröße und zweite Emissionsgröße verwendet.
In manchen Ausführungsbeispielen kann die erste Emissionsgröße ein NOx-Ausstoß und die zweite nicht limitierte Verfahrensgröße ein Roh-Rußausstoß sein, der zunächst nur zu einer Rußbeladung des Dieselpartikelfilters führt. Diese Wahl bietet sich beispielsweise bei Dieselmotoren an, da der Stickoxidausstoß und der Roh-Rußausstoß bei Dieselmotoren konkurrierend zusammenhängen. Die Reduzierung des Roh-Rußausstoßes führt zu einer Verlängerung der Regenerationsintervalle und damit zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs, ohne dass die limitierten Ruß-Emissionen des Fahrzeugs beeinflusst werden. Alternativ kann die erste Emissionsgröße ein NOx-Ausstoß und die zweite Emissionsgröße ein CO2-Ausstoß sein.
In manchen Ausführungsbeispielen kann die Zielfunktion der zweiten Emissionsgröße ein Verlauf einer Ruß-Emission, einer CO2-Emission oder eines Kraftstoffverbrauchs während des Betriebsintervalls sein.
In manchen Ausführungsbeispielen kann die Führungsgröße wenigstens eine der folgenden Größen umfassen: Abgasrückführrate (AGR-Rate), AGR-Aufteilung, Füllung, Ladedruck, Einspritzzeitpunkt, Zündzeitpunkt, Raildruck und/oder dergleichen. Die daraus ableitbaren Stellgrößen umfassen dabei eine der folgenden Größen, über die bei modernen Motoren die gewünschte Führungsgröße bewirkt werden kann, nämlich eine Drosselklappenstellung, eine AGR-Ventilposition, eine Einstellung der variablen Turbinengeometrie, ein Zündzeitpunkt, eine Nockenwellenverstellung oder dergleichen.
Bei Hybridantrieben kann die Führungsgröße eine Drehmoment- bzw. Leistungsaufteilung zwischen einem Elektromotor - motorisch (Drehmomentabgabe) und/oder generatorisch (Drehmomentaufnahme) betreibbar - und der Verbrennungskraftmaschine sein bzw. umfassen.
Bei der Bestimmung der Drehmoment- bzw. Leistungsaufteilung kann weiterhin eine Ladezustandsinformation einer Traktionsbatterie, beispielsweise ein aktueller Ladezustand der Traktionsbatterie, berücksichtigt werden. Insbesondere kann, wenn die kumulierte Emissionsgröße nahe der Emissionsgrenze liegt und die Traktionsbatterie ausreichend geladen ist, ein Großteil oder eine Gesamtheit des Drehmoments bzw. der Leistung durch den Elektromotor gestellt werden, um die Zielgröße zu minimieren.
Zusammenfassend können Fahrzeuge Daten über durchgeführte Fahrten und zugehörige Emissionen erfassen und in eine Speichereinheit (z.B. interner Steuergerätespeicher oder externes Backend) speichern bzw. an diese senden. Das Emissionsverhalten kann dann im Fahrbetrieb angepasst werden, um Grenzwerte (Obergrenzen) sicher einzuhalten. Dabei kann eine Bewertung des Emissionsverhaltens über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die Emissionen über eine gleitende Wichtung auf ein Intervall des 2-Fachen bis 5-Fachen der üblichen Zertifizierungszeit (RDE-Zeitraum = 2 h) bewertet und bezogen auf dieses Intervall eingeregelt. Die Bewertung des Emissionsverhaltens kann auch über die Fahrzeugnutzungsdauer durchgeführt werden. Diese Regelungs- und Bewertungshorizonte gehen über einzelne Fahrten hinaus, d.h. bei einer Folgefahrt werden die historische Emissionen weiter mitbewertet. Die Fahrzeuginfrastruktur kann die Fahrdaten und die dazugehörigen Emissionswerte erfassen und lokal oder global auf einem Server speichern. Die historischen Emissionen können damit das Schadstoffkontingent des Fahrzeugs beeinflussen und zur Definition der aktuell im Fahrbetrieb einzuhaltenden Grenzwerte herangezogen werden. Eine temporäre Überschreitung der Grenzwerte kann so bei einer der nächsten Fahrten durch einen entsprechend kleineren Emissionszielwert (z.B. bei günstigen Bedingungen) ausgeglichen werden.
Zudem kann eine fortlaufende Messung der Emissionen und Zuordnung der Fahrstrecke einer Fahrzeugflotte, einem Fahrzeug, einer Region oder einem Nutzer zugeordnet sein. Die bewerteten Emissionen können gegen ein Gesamtkontingent verglichen und alternativ auch finanziell bewertet werden. Nutzer mit wenig Emissionen können finanziell belohnt werden. Nutzer mit gehobenen Fahraufgaben können sich die Überschreitung der Grenzwerte erkaufen, insbesondere von Nutzern, die ihr Kontingent nicht ausschöpfen. Auch ein vom Gesetzgeber beaufsichtigter Handel zwischen den Nutzern, Fahrzeugen und/oder Flottenfahrzeugen ist somit umsetzbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch bei kritischen Fahrten umsetzen und ist flexibel anwendbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zur Emissionsüberwachung einer Verbrennungskraftmaschine, die dazu ausgebildet ist, eine kumulierte Emissionsgröße zu bilden, die auf Emissionswerten einer ersten Emissionsgröße während eines Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine mit unterschiedlichen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine und auf Emissionswerten der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine basiert und mittels einer Indifferenzkurve aus pareto-optimalen Kombinationen der kumulierten Emissionsgröße und einer zweiten Emissionsgröße eine Führungsgröße der Verbrennungskraftmaschine zu bestimmen, die sich von der ersten Emissionsgröße unterschiedet, wobei die Führungsgröße einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine so beeinflusst, dass die erste Emissionsgröße und die zweite Emissionsgröße so eingestellt werden, dass die kumulierte Emissionsgröße in dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine eine Obergrenze für dieses Betriebsintervall nicht überschreitet und eine Zielfunktion der zweiten Emissionsgröße minimal ist. Insbesondere ist das Steuergerät dazu ausgebildet, das oben ausführlich beschriebene Verfahren zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine durchzuführen.
Das Steuergerät, beispielsweise eine Motorsteuerung, kann einen Prozessor, insbesondere einen Mikroprozessor, zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens zur Emissionsüberwachung aufweisen. Das Steuergerät kann außerdem einen Speicher, beispielsweise einen Datenspeicher, aufweisen, in dem Emissionswerte, Obergrenzen und zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens zur Emissionsüberwachung notwendige Parameter und Informationen hinterlegt sein können. Weiterhin kann das Steuergerät einen Dateneingang zum Empfangen von Emissionswerten, Betriebszustandsinformationen und/oder anderen Parametern und einen Datenausgang zum Ausgeben der Führungsgröße und anderer Informationen aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Verbrennungskraftmaschine mit dem oben beschriebenen Steuergerät zur Emissionsüberwachung der Verbrennungskraftmaschine. Mit Hilfe einer Verbrennungskraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät, lassen sich verbesserte Verbrauchswerte und Emissionswerte realisieren. So eine Verbrennungskraftmaschine ist besonders für Fahrzeuge geeignet. Die Verbrennungskraftmaschine kann Teil eines Hybridantriebs sein, der zusätzlich über einen Elektromotor verfügt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit der oben beschriebenen Verbrennungskraftmaschine. Das Fahrzeug kann auch ein Fahrzeug mit Hybridantrieb sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 schematisch ein Motorsystem mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät;
2 eine schematische Darstellung von Input- und Output-Größen, sowie der Informationsverarbeitung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine;
3 ein Diagramm, in dem Ruß- und NOx-Emissionen in Abhängigkeit der AGR-Rate dargestellt sind;
4 pareto-optimale Arbeitspunkte, für die eine bestimmte Rußemission und eine bestimmte NOx-Emission gilt;
5 Auswahl einer Führungsgröße durch eine Indifferenzkurve basierend auf dem Zusammenhang von Rußemissionen und NOx-Emissionen bei einer bestimmten (erhöhten) kumulierten NOx-Emission;
6 die in 5 dargestellte Auswahl für eine niedrigere kumulierte NOx-Emission;
7 die in 5 dargestellte Auswahl basierend auf dem Zusammenhang von CO₂- und NOx-Emissionen;
8 die in 5 dargestellte Auswahl durch eine nichtlineare Indifferenzkurve;
9 eine schematische Darstellung von Input- und Output-Größen, sowie der Informationsverarbeitung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine;
10 eine schematische Darstellung einer Aufenthaltssituation von Kraftfahrzeugen; und
11 eine schematische Darstellung von Input- und Output-Größen, sowie der Informationsverarbeitung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine.

In 1 ist ein Motorschema dargestellt, welches über ein erfindungsgemäßes Steuergerät 1 geregelt bzw. gesteuert wird. Dargestellt ist ein als Hubkolbenmotor 2 (Diesel- oder Otto-Motor), ausgebildeter Verbrennungsmotor, der über Ventile 3 und über einen Ladeluftstrang 4 befüllt wird und über einen Abgasstrang 5 entleert wird. Die Zuluft gelangt durch einen Luftfilter 6 und einen Abgasturbolader 7 mit verstellbarer Turbinengeometrie durch einen Zwischenkühler 8 über ein Einlassventil 3 in den Zylinder, wo gegebenenfalls über ein Einspritzsystem Kraftstoff zugeführt wird. Nach der Verdichtung und Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemischs wird das entstandene Abgas durch ein Auslassventil 3 über den Abgasstrang 5 abgeführt.
Das verdichtete Abgas passiert dabei den Abgasturbolader 7, treibt diesen an und verdichtet so die Ladeluft. Anschließend passiert es einen Stickstoffspeicherkatalysator 10 sowie einen Dieselpartikelfilter 11 und gelangt schließlich durch eine Abgasklappe 12 in den Auspuff 13.
Die Ventile 3 werden über eine verstellbare Nockenwelle 14 angetrieben. Die Verstellung erfolgt über eine Nockenwellenverstelleinrichtung 15, die vom Steuergerät 1 ansteuerbar ist.
Ein Teil des Abgases kann über ein Hochdruck-Abgasrückführventil 16 in den Ladeluftstrang 4 eingeleitet werden. Ein abgasbehandelter Teilstrom kann im Niederdruckbereich nach dem Abgasturbolader 7 über eine entsprechende Abgaskühlung 17 und ein Abgasrückführungs-Niederdruckventil 18 in den Ladeluftstrang 4 geführt werden. Die Turbinengeometrie des Abgasturboladers 7 ist über eine Stelleinrichtung 19 einstellbar. Die Ladeluftzufuhr („Gas“) wird über die Hauptdrosselklappe 20 geregelt.
Über das Steuergerät 1 sind u.a. das Abgasrückführungs-Niederdruckventil 18, die Stelleinrichtung 19, die Hauptdrosselklappe 20, das Abgasrückführungs-Hochdruckventil 16, die Nockenwellenverstelleinrichtung 15 sowie die Abgasklappe 12 ansteuerbar (durchgezogene Linien).
Weiterhin wird das Steuergerät 1 über Sensoren und Sollwertgeber beispielsweise mit Temperaturinformationen (Zwischenkühler 8, Abgaskühlung 17) und mit Emissionswerten (z.B. aus einem Sensor oder physikalischen/empirischen Modell) versorgt.
Dazu können noch weitere Betriebszustandsinformationen kommen wie: Fahrpedalstellung, Drosselklappenstellung, Luftmasse, Batteriespannung, Motortemperatur, Kurbelwellendrehzahl und oberer Totpunkt, Getriebestufe, Fahrzeuggeschwindigkeit.
Es besteht also ein komplexes Steuer- und Regelsystem, welches den Motorbetrieb in unterschiedlichsten Betriebszuständen hinsichtlich unterschiedlicher Zielgrößen einstellen, regeln und möglichst optimieren soll.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich dabei auf die Steuerung und Regelung von Emissionswerten in Abhängigkeit von vorgegebenen Emissionsobergrenzen und kumulierten Emissionswerten, die historische Emissionswerte und/oder Emissionswerte anderer Verbrennungsmotoren berücksichtigen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Emissionsregelung ist in 2 dargestellt. Dabei bestimmt das Steuergerät 1 eine oder mehrere zur Beeinflussung der Emissionen erforderliche und wirksame Führungsgrößen x(t).
Daraus werden Stellgrößen abgeleitet, die im Hubkolbenmotor 2 bzw. dessen Komponenten (zum Beispiel Stellung der Hauptdrosselklappe 20, Nockenwelleneinstellung, Einstellung der Turbinengeometrie des Abgasturboladers 7, Einstellung der Abgasklappe 12, etc.) die Emissionen (zum Beispiel NOx, HC, CO, CO₂, Ruß) des Verbrennungsmotors beeinflussen. Diese werden als Massenströme (Emissionsraten) EMDS erfasst (zum Beispiel Masse pro Zeit [mg/s]). Diese Massenströme werden mittels in einem Datenspeicher hinterlegter historischer Massenströme EMDS_hist einer gleitenden Wichtung unterzogen. Aus den entsprechend gewichteten Massenströmen werden kumulierte Emissionswerte EMK der Emissionen in einem vorgegebenen Betriebsintervall ausgehend von dem aktuellen Zeitpunkt abgeleitet (Integration der Emissionsraten über die Zeit während des vorgegebenen Betriebsintervalls).
Aus diesen kumulierten Emissionswerten EMK werden im Steuergerät 1 zusammen mit der verstrichenen Betriebszeit t bzw. der zurückgelegten Strecke s, bekannten bzw. vorgegebenen Emissionsobergrenzen EMG und Informationen über den Fahrerwunsch FW (z.B. Beschleunigung: a_Soll; Drehmoment: M_Soll) und sonstige Betriebsbedingungen SB (z.B. Geschwindigkeit: v; Drehzahl: n) des Hubkolbenmotors 2 die Führungsgröße(n) x(t) bestimmt.
3 zeigt beispielhaft den Zusammenhang zwischen NOx-Emissionen und Rußemissionen in Abhängigkeit von der Abgasrückführrate (AGR), die hier eine Führungsgröße x(t) bildet. Das Diagramm zeigt, dass durch Erhöhung der AGR die NOx-Emissionen zwar gesenkt werden können, dabei aber die Rußemissionen ansteigen.
4 zeigt ein Diagramm mit Führungsgrößenkombinationen von bestimmten Rußemissionen, die über bestimmte NOx-Emissionen aufgetragen sind. Besteht nun z.B. die Aufgabe, die Rußemissionen zu minimieren/zu senken, dabei aber einen (kumulierten) NOx-Grenzwert einzuhalten, muss die Emissionshistorie (kumulierte Emissionswerte EMG) berücksichtigt werden.
Pareto-optimale Zielgrößenkombinationen, bei denen der Ruß-Ausstoß nur weiter gesenkt werden kann, wenn die NOx-Emission erhöht wird, sind durch die Punkte x gekennzeichnet. Alle pareto-optimalen Zielgrößenkombinationen bilden die sogenannte Paretofront, welche die Punkte x miteinander verbindet. Bei einem Minimierungsproblem sind Punkte links unterhalb der Pareto-Front (schraffierter Bereich) nicht realisierbar und alle rechts oberhalb vorgesehenen Zielgrößenkombinationen nicht pareto-optimal, da es jeweils Kombinationen (Punkte x) gibt, die sowohl hinsichtlich Ruß- Emission als auch der NOx-Emission günstiger auf der Paretofront realisiert werden können.
Die Auswahl aus pareto-optimalen Zielgrößenkombinationen von zwei Zielfunktionen (NOx-Emissionen und Rußemissionen) zeigt die Darstellung in 5. In der rechten Säule ist als Emissionsobergrenze EMG ein NOx-Grenzwert NOx-G (gestrichelte Linie) angegeben und die darunter dargestellte Säule zeigt im schraffierten Bereich als kumulierten Emissionswert EMK die bisherigen kumulierten NOx-Emissionen NOx-K1. Da die kumulierten NOx-Emissionen NOx-K1 bereits relativ nah am NOx-Grenzwert NOx-G sind, ist hier ein relativ hohes Austauschverhältnis zwischen den Zielfunktionen Rußemissionen und NOx-Emissionen gewählt (erhöhte Rußemissionen, zugunsten von geringen NOx-Emissionen), um den NOx-Grenzwert NOx-G nicht zu überschreiten. Diese hier gewünschte Austauschrate wird durch die Indifferenzkurve I angegeben, die hier relativ steil abfallend dargestellt ist, und dann an die nächstliegende Zielgrößenkombination verschoben wird, in dem für diesen Betriebspunkt eine bestimmte Rußemission und eine bestimmte NOx-Emission realisierbar ist. Dieser Zielgrößenkombination wird dann mit Hilfe der im Diagramm aus 3 bekannten Informationen eine AGR als geeignete pareto-optimierte Führungsgröße x(t) zugeordnet.
6 zeigt ein Beispiel, bei dem die kumulierten NOx-Emissionen (NOx-K2) weiter unter dem NOx-Grenzwert NOx-G liegen. Hier ist das Austauschverhältnis der Indifferenzkurve I kleiner (die Gerade fällt flacher ab). Hier kann also individuell eine höhere NOx-Emission in Kauf genommen werden, ohne dass Gefahr bestünde, dass der NOx-Grenzwert NOx-G überschritten wird. Damit kann die Rußemission geringer gehalten werden. Die flacher verlaufende Gerade wird an die nächste Zielgrößenkombination verschoben, an der eine bestimmte NOx-Emission und eine entsprechende Rußemission mit einer zugehörigen Führungsgröße x(t) (hier die entsprechende AGR aus 3) realisierbar ist.
7 zeigt analog zu 5 ein Beispiel, bei dem in Abhängigkeit der kumulierten NOx-Emissionen CO₂ minimiert werden soll.
8 zeigt analog zu 5 ein Beispiel, bei dem die Indifferenzkurve nicht linear verläuft.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Emissionsregelung ist in 9 dargestellt. Das Verfahren wird dabei von dem Steuergerät eines Kraftfahrzeugs 22 einer Fahrzeugflotte mit den weiteren Kraftfahrzeugen 22a, 22b, ..., die sich innerhalb eines vorgegebenen Bereichs 23 befinden, ausgeführt. Eine solche Fahrzeugflotte ist schematisch in 10 gezeigt.
Das Steuergerät 1 in 9 bestimmt wieder eine oder mehrere zur Beeinflussung der Emissionen erforderliche und wirksame Führungsgrößen x(t). Daraus werden Stellgrößen abgeleitet, die im Hubkolbenmotor 2 bzw. dessen Komponenten die Emissionen des Verbrennungsmotors beeinflussen. Diese werden als Massenströme (Emissionsraten) EMDS erfasst (zum Beispiel Masse pro Zeit [mg/s]). Diese Massenströme und entsprechende Massenströme EMDS_22a, EMDS_22b der Fahrzeuge 22a, 22b, ... innerhalb des Bereichs 23 werden gemittelt und aus den entsprechend bestimmten Mittelwerten werden kumulierte Emissionswerte EMK der Emissionen abgeleitet (Integration der Emissionsraten über die Zeit).
Aus diesen kumulierten Emissionswerten EMK werden im Steuergerät 1 zusammen mit der verstrichenen Betriebszeit t bzw. der zurückgelegten Strecke s, bekannten bzw. vorgegebenen Emissionsobergrenzen EMG und Informationen über den Fahrerwunsch FW und sonstigen Betriebsbedingungen SB des Hubkolbenmotors 2 die Führungsgröße(n) x(t) bestimmt.
Die Bestimmung der Führungsgröße(n) x(t) erfolgt auf analoge Weise wie mit Bezug auf die 3 bis 8 beschrieben.
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Emissionsregelung ist in 11 dargestellt. Dieses kombiniert das erste Ausführungsbeispiel und das zweite Ausführungsbeispiel. Dabei werden die Massenströme EMDS des Hubkolbenmotors 2 und entsprechende Massenströme EMDS_22a, EMDS_22b der Fahrzeuge 22a, 22b, ... innerhalb des Bereichs 23 gemittelt. Weiterhin werden historische Massenströme EMDS_hist des Hubkolbenmotors 2 und historische Massenströme EMDS_22a,hist , EMDS_22b,hist der Fahrzeuge 22a, 22b, die in einer Cloud 24 hinterlegt sind, gebildet. Die Mittelwerte werden mittels der historischen Mittelwerte mittels einer gleitenden Wichtung bewertet und aus den entsprechend bestimmten Mittelwerten werden kumulierte Emissionswerte EMK der Emissionen abgeleitet (Integration der Emissionsraten über die Zeit).
Die Bestimmung der Führungsgröße x(t) erfolgt wiederum auf analoge Weise wie mit Bezug auf die 3 bis 8 beschrieben.
Mit dem dargestellten Ansatz lassen sich im Betrieb und in Abhängigkeit von sich ändernden Randbedingungen die Emissionswerte (Zielfunktionen) verbessern. Neben den hier dargestellten Problemen, bei denen Emissionsgrößen paarweise berücksichtigt wurden, kann das Verfahren auch auf mehrdimensionale Probleme ausgedehnt werden. So ist es zum Beispiel möglich, pareto-optimierte Führungsgrößen x(t) für Mehrfach-Kombinationen (z.B. für CO₂-Ausstoß, Rußemission und NOx-Emission) zu bestimmen. Es können auch in Ergänzung zur Führungsgröße AGR noch andere Führungsgrößen x(t) pareto-optimiert zur Regelung bestimmt werden (z.B. VTG-Stellung oder Raildruck). Bei Hybridfahrzeugen lässt sich auch der Ladezustand der Traktionsbatterie berücksichtigen. Beispielsweise könnte das generatorische Batterieladen regional unterbunden oder das elektrische Fahren erzwungen werden.
Bezugszeichenliste

1: Steuergerät
2: Hubkolbenmotor
2a: Getriebe
3: Ventile
4: Ladeluftstrang
5: Abgasstrang
6: Luftfilter
7: Abgasturbolader
8: Zwischenkühler
9: Zylinder
10: NOx-Speicherkatalysator
11: Dieselpartikelfilter
12: Abgasklappe
13: Auspuff
14: Nockenwelle
15: Nockenwellen-Verstelleinrichtung
16: AGR-Hochdruckventil
17: Abgaskühlung
18: AGR-Niederdruckventil
19: Stelleinrichtung
20: Hauptdrossel
21: Datenspeicher
22: Kraftfahrzeug
22a, 22b: Kraftfahrzeuge in demselben Bereich
23: örtlich begrenzter Bereich
24: Cloud
x(t): Führungsgröße
NOx-G: Grenzwert
NOx-K1: kumulierter Emissionswert
FW: Fahrerwunsch
SB: Sonstige Betriebsbedingungen
EMG: Emissionsobergrenze
EMK: kumulierte Emissionswerte
EMDS: Emissionsdurchsätze
EMDS_hist: historische Emissionsdurchsätze
EMDS22a, EMDS22b: Emissionsdurchsätze der Fahrzeuge 22a, 22b
EMDS_22a,hist, EMDS_22b,hist: historische Emissionsdurchsätze der Fahrzeuge 22a, 22b
I: Indifferenzkurve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015222684 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Emissionsregelung einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend: Bestimmen einer kumulierten Emissionsgröße (EMK), die auf Emissionswerten (EMDS) einer ersten Emissionsgröße während eines Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine mit unterschiedlichen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine und auf Emissionswerten (EMDS_hist, EMDS_22a, EMDS_22a,hist,...) der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine basiert; und Bestimmen einer Führungsgröße (x(t)) der Verbrennungskraftmaschine mittels einer Indifferenzkurve (I) aus pareto-optimalen Kombinationen der kumulierten Emissionsgröße und einer zweiten Emissionsgröße, die sich von der ersten Emissionsgröße unterschiedet, wobei die Führungsgröße (x(t)) einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine so beeinflusst, dass die erste Emissionsgröße und die zweite Emissionsgröße so eingestellt werden, dass die kumulierte Emissionsgröße (EMK) in dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine eine Obergrenze (EMG) für dieses Betriebsintervall nicht überschreitet und eine Zielfunktion der zweiten Emissionsgröße minimal ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine Emissionswerte (EMDS_hist) der Verbrennungskraftmaschine vor dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen der kumulierten Emissionsgröße (EMK) umfasst: Bewerten der Emissionswerte (EMDS) während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine mittels der Emissionswerte (EMDS_hist) vor dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine; und Bilden der kumulierten Emissionsgröße (EMK) aus den bewerteten Emissionswerten während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Emissionswerte (EMDS) während des Betriebsintervalls zum Bewerten mittels der Emissionswerte (EMDS_hist) vor dem Betriebsintervall der Verbrennungskraftmaschine geglättet werden, insbesondere mittels einer gleitenden Wichtung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Emissionswerte der ersten Emissionsgröße außerhalb des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine Emissionswerte (EMDS_22a, EMDS_22b) einer oder mehrerer weiterer Verbrennungskraftmaschinen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (23), in dem sich auch die Verbrennungskraftmaschine befindet, sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen der kumulierten Emissionsgröße (EMK) umfasst: Mitteln zeitgleich erfasster Emissionswerte (EMDS, EMSD_22a, EMDS_22b) verschiedener Verbrennungskraftmaschinen in dem vorgegebenen Bereich (23); Bewerten der erhaltenen Mittelwerte; und Bilden der kumulierten Emissionsgröße (EMK) aus den bewerteten Mittelwerten.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erhaltenen Mittelwerte während des Betriebsintervalls der Verbrennungskraftmaschine zum Bewerten mittels der erhaltenen Mittelwerte vor dem Betriebsintervall geglättet werden, insbesondere mittels einer gleitenden Wichtung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Obergrenze (EMG) von einer Dauer des Betriebsintervalls und/oder einer während des Betriebsintervalls zurückgelegten Strecke; und/oder von einer Anzahl an weiteren Verbrennungskraftmaschinen in einem vorgegebenen Bereich (23) abhängig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Emissionsgröße und die zweite Emissionsgröße ein NOx-Ausstoß, ein HC-Ausstoß, CO-Ausstoß, CO₂-Ausstoß, ein kombinierter HC- und NOx-Ausstoß, eine Rußpartikelanzahl oder eine Rußpartikelmasse ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Emissionsgröße ein NOx-Ausstoß und die zweite Emissionsgröße ein Rußausstoß oder ein CO₂-Ausstoß ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zielfunktion der zweiten Emissionsgröße ein Verlauf einer Ruß-Emission, einer CO₂-Emission oder eines Kraftstoffverbrauchs während des Betriebsintervalls ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungsgröße (x(t)) wenigstens eine der folgenden Größen umfasst: AGR-Rate, AGR-Aufteilung, Füllung, Ladedruck, Einspritzzeitpunkt, Zündzeitpunkt, Raildruck.
Steuergerät (1) zur Emissionsüberwachung einer Verbrennungskraftmaschine, die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Verbrennungskraftmaschine mit einem Steuergerät (1) nach Anspruch 13.
Fahrzeug (22) mit einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 14.