DE102017223209A1 - Verfahren zur Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte für Emissionen beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Einhaltung eines gesetzlichen Grenzwertes für mindestens einen beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor emittierten Stoffes, wobei eine Masse mindestens eines vom Verbrennungsmotor pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Antriebssystems berechnet wird.

Description

  • Der Betrieb von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschine unterliegt einer strengen Gesetzgebung hinsichtlich der durch die Verbrennung verursachten Emissionen. Der Gesetzgeber fordert unter anderem die Einhaltung gesetzlich vorgegebener Emissionsgrenzwerte im Realbetrieb und eine Reduzierung des CO2 Ausstoßes, bzw. des Kraftstoffverbrauchs.
  • Dazu kommen systemspezifische Ziele (Optimierungskriterien), die die Anwendung eines Systems bestimmen (Komponentenschutz, Komponentenverschleiß, Dauerhaltbarkeit, Komfort und Fahrperformance.
  • Diese Ziele stehen beim Betrieb der Verbrennungsmaschine teilweise miteinander in Konflikt. Beispielsweise erhöht sich bei einem Dieselfahrzeug bei einer Kalibrierung, welche auf ein CO2-Minimum ausgelegt ist, in der Regel der NOx-Rohemissions Ausstoß. Dieser Zielkonflikt lässt sich durch innovative Abgasnachbehandlung nur bedingt auflösen.
  • Darüber hinaus gibt es im realen Fahrbetrieb Fahrzustände oder Randbedingungen, bei denen eine Bewertung in Bezug auf die vorgegebenen Grenzwerte nicht möglich oder nicht sinnvoll ist, und die deswegen von der Gesetzgebung ausgenommen sind, oder bei denen eine Bewertung nicht vorgeschrieben ist.
  • Die durch den Gesetzgeber vorgegebenen und einzuhaltenden Emissionsgrenzwerte sind bislang in Masse pro gefahrene Distanz (Kilometer) vorgegeben, die auch beim realen Fahrbetrieb im Feld eingehalten werden müssen. Um alle in der Realität auftretenden Randbedingungen wie Steigungen, Umgebungstemperaturen, Variation der Fahrzeugzuladung zu berücksichtigen, zeichnet sich in der (zukünftigen) Gesetzgebung ein Emissionsbezug zur abgegebenen Leistung und Geschwindigkeit ab. Dabei kommen mathematische Filter zum Einsatz, die es möglich machen, die vom Gesetzgeber definierte Repräsentanz des gefahrenen Profils und der dabei emittierten Emissionen zu bewerten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Zielkonflikt gemäß den gesetzlichen Vorgaben aufzulösen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Steuervorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren betrifft den Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebssystem mit mindestens einem Verbrennungsmotor. Dies kann beispielsweise ein rein verbrennungsmotorisches Antriebssystem sein oder auch ein Hybridantriebssystem mit je mindestens einem Verbrennungs- und Elektromotor als Traktionsmaschine. Zur Einhaltung mindestens eines vorgegebenen Grenzwertes für mindestens einen, beim Betrieb des Kraftfahrzeuges mit einem Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor emittierten Stoff, wird erfindungsgemäß die Masse des mindestens einen vom Verbrennungsmotor pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Antriebssystems berechnet. Der Grenzwert kann gesetzlich vorgegeben sein.
  • Beim Betrieb eines Verbrennungsmotors zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges entstehen verschiedene Produkte, welche hauptsächlich über den Abgasstrang des Fahrzeugs emittiert werden. Diese emittierten Stoffe haben teilweise negative Auswirkungen auf die Umwelt, das Klima, oder die Gesundheit von Menschen und Tieren. Demnach werden einige dieser Stoffe als Schadstoffe bezeichnet. Für solche, als schädlich angesehene Stoffe sind vom Gesetzgeber teilweise Grenzwerte festgelegt worden, welche die Emissionen beim Betrieb eines Fahrzeuges nicht überschreiten dürfen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für solche, als Schadstoffe bezeichnete Stoffe vorgesehen, für welche vom Gesetzgeber Grenzwerte vorgesehen sind. Die Erfindung ist jedoch ausdrücklich nicht eingeschränkt auf Schadstoffe, sondern kann auf sämtliche vom Verbrennungsmotor emittierten Stoffe angewendet werden, auch wenn eine schädliche Wirkung zum Zeitpunkt der Anmeldung nicht bekannt ist.
  • Für die verschiedenen beim Betrieb des Verbrennungsmotors emittierten Stoffe können unterschiedliche Grenzwerte festgelegt sein. Die Zusammensetzung der Emissionen, d.h. das Verhältnis der emittierten Massen der Stoffe zueinander ist unter anderem vom verwendeten Kraftstoff und von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors abhängig. Die erfindungsgemäße Berechnung der emittierten Masse eines Stoffes erfolgt daher in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Antriebssystems. Wobei der Betriebszustand des Antriebssystems mindestens einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors umfasst.
  • Der Betriebszustand des Antriebssystems ist beispielsweise unter anderem durch eine momentane Leistung, Drehmoment, bzw. Drehzahl und/oder Temperatur der Antriebskomponenten gekennzeichnet. Es kann zwischen stationärem oder dynamischem Fahrbetrieb unterschieden werden. Die momentanen Zustandsdaten sind üblicherweise in einer Motorsteuerung verfügbar und können zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet werden.
  • Vorzugsweise wird für die Berechnung der emittierten Stoffmassen angenommen, dass sich das gesamte Antriebssystem in einem einwandfreien Zustand befindet. Die Berechnung erfolgt schätzungsweise, vorzugsweise anhand eines entsprechenden Modells, welches zuvor implementiert wurde.
  • Daher umfasst eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens auch als vorhergehenden Schritt, das Implementieren eines Modells zur Berechnung einer Masse mindestens eines vom Verbrennungsmotor pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Antriebssystems.
  • Die Berechnung der pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffe erfolgt schätzungsweise. Die Genauigkeit der Berechnung kann erhöht werden, wenn neben dem Betriebszustand des Antriebssystems zusätzlich auch Umgebungsparameter und/oder Informationen über verwendete Betriebsmittel berücksichtigt werden. Umgebungsparameter können beispielsweise Informationen über einen herrschenden Luftdruck, Temperatur oder Luftfeuchtigkeit sein. Zusätzlich oder alternativ können die verwendeten Betriebsmittel, wie beispielsweise die Qualität des verwendeten Kraftstoffes berücksichtigt werden.
  • Zu weiteren Erhöhung der Genauigkeit der Berechnung können zusätzlich Sensordaten berücksichtigt werden, welche einen Rückschluss auf das tatsächliche Emissionsverhalten liefern. So kann beispielsweise der Stickoxidausstoß über einen von einem NOx-Sensor ermittelten Messwert miteinberechnet werden. Die Berücksichtigung der gemessenen Werte kann entweder direkt in die Berechnung der emittierten Stoffmasse einfließen, oder solche gemessenen Werte können zum Modellabgleich zur Korrektur des implementierten Modells herangezogen werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Rohemissionen berechnet werden. Vorzugsweise wird aber bei der Berechnung ein Katalysatorwirkungsgrad berücksichtigt. Dafür können die mit der Berechnung abgeschätzten Werte für Rohemissionen mit einem Katalysatorwirkungsgrad verknüpft werden. Damit können beispielsweise Alterungseffekte des Katalysators berücksichtigt werden. Eine Abhängigkeit vom Alterungsvorgang des Katalysators kann auch direkt im Berechnungsmodell integriert sein, so dass durch das Modell unmittelbar Nach-Kat-Emissionen berechnet werden.
  • Gesetzliche Grenzwerte für die Begrenzung von Emissionen eines bestimmten Stoffes gelten in der Regel nicht für Momen-tanwerte, sondern für gemittelte Werte. Für eine Bewertung der Emissionen in Bezug auf gesetzlich vorgegebene Grenzwerte werden daher - gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens - die berechneten Massen mindestens eines vom Verbrennungsmotor pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes über alle relevanten Verbrennungsvorgänge in einem vorgegebenen Intervall summiert. Die sich daraus ergebene Summe wird in Bezug gesetzt zu einer das Intervall charakterisierenden Bezugsgröße. Daraus ergibt sich ein spezifischer Wert (MAX-IST) für die emittierten Stoffmassen.
  • Beispielsweise ist das Intervall durch eine Länge einer gefahrenen Strecke charakterisiert, beispielsweise die letzten gefahrenen x km, wobei x zum Beispiel 10, 50 oder 100 betragen kann. Das Intervall kann auch beispielsweise aus einer Gesamtstrecke oder einer Teilstrecke der aktuellen Fahrt bestehen. Es werden dann vorzugsweise die berechneten Emissionen aller Verbrennungsvorgänge innerhalb dieser gefahrenen Strecke aufsummiert. Die das Intervall charakterisierende Bezugsgröße ist dann jeweils die Länge der in dem Intervall gefahrenen Strecke. Anschließend wird dann durch die Länge der gefahrenen Strecke dividiert, um einen MAX-IST Wert zu erhalten. Der berechnete MAX-IST-Wert entspricht somit einem durchschnittlichen Emissionswert pro gefahrener Strecke in dem maßgeblichen Intervall.
  • Das Intervall könnte aber beispielsweise auch zeitlich charakterisiert sein, z.B. durch eine Fahrtdauer oder eine andere charakteristische, technische Größe, die die Nutzung des Antriebs wiederspiegelt. Weitere Beispiele hierfür sind ein Leistungs- oder CO2-Bezug, wie beispielsweise gemäß dem aktuellen „Emroad“-Verfahren.
  • Vorzugsweise wird über alle Verbrennungsvorgänge in dem maßgeblichen Intervall summiert. Es könnte jedoch sein, dass bestimmte Situationen auftreten, z. B. bei einem Werkstattbesuch, bei dem irreguläre Emissionen auftreten, welche für die Bewertung nicht zu berücksichtigen sind. Daher ist vorgesehen, in dem betreffenden Intervall nur über die relevanten Verbrennungsvorgänge zu summieren. Vorzugsweise sind jedoch alle Verbrennungsvorgänge innerhalb des Intervalls relevant. Lediglich in Ausnahmefällen sollen einzelne Verbrennungsvorgänge entsprechend den gesetzlichen Regelungen unberücksichtigt sein können.
  • Es kann auch für die Ermittlung der durchschnittlichen Emissionen ein spezieller Algorithmus durch den Gesetzgeber vorgeschrieben sein. Gemäß einer alternativen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann der spezifische Wert (MAX-IST) für eine im Betrieb des Fahrzeugs emittierte Masse eines Stoffes gemäß einem (beispielsweise durch den Gesetzgeber) vorgegebenen Algorithmus berechnet. Hierfür werden ebenfalls die anhand eines erfindungsgemäßen Verfahrens berechneten Massen des vom Verbrennungsmotor pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes zu Grunde gelegt. Beispielsweise kann für die Bewertung der Emissionen im Betrieb, die sog. RDE-Bewertung (RDE - real driving emission) ein durchschnittlicher Bewegungszyklus (moving average) Wert vorgegeben sein.
  • Der somit berechnete MAX-IST-WERT ist dann vorzugsweise ein Maximalwert, der im ungünstigsten Fall an die Umwelt abgegeben wurde. Der MAX-IST-WERT entspricht somit einem maximalen Ausstoß des berücksichtigten Stoffes pro Kilometer, bzw. pro Bezugsgröße.
  • Vorzugsweise wird bei der Berechnung des MAX-IST-Wertes gemäß einem der beiden beschriebenen Varianten eine Initialisierung des MAX-IST-Wertes anhand des vorausgegangenen Fahrzyklus oder einer vorausgegangenen definierten Strecke vorgenommenen. Diese kann über weitere Parameter, die emissionstechnisch relevant sind, wie z.B. der Abstelldauer oder Betriebsparameter des Systems eine Erweiterung der Definition erfahren.
  • Der somit berechnete maximale Schadstoffausstoß pro Bezugsgröße (MAX-IST-Wert) wird dann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung mit dem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Falls der berechnete MAX-IST-Wert für die Emissionen des Stoffes größer oder gleich dem vorgegebenen Grenzwert und/oder größer einem vorgegebenen Schwellwert unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes ist, werden vorzugsweise Maßnahmen eingeleitet, um die Emission des Stoffes zu verringern.
  • Ein vorgegebener Schwellwert unterhalb des (z.B. gesetzlichen) Grenzwertes kann vorgegeben sein, um vorzugsweise einen kritischen Bereich unterhalb des Grenzwertes zu kennzeichnen. Wenn dieser vorgegebene Schwellwert unterhalb des Grenzwertes überschritten wurde, ist der MAX-IST-Wert bereits nahe an dem Grenzwert, und es werden Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen vorteilhaft, um eine Überschreitung des Grenzwertes von vorneherein zu vermeiden.
  • Geeignete Maßnahmen zur Einschränkung der Emissionen können beispielsweise eine Einschränkung des Betriebsbereichs, Verschiebung eines aktuellen Betriebspunktes oder eine Verschiebung von Antriebsleistung auf andere, weniger schadstoffrelevante Antriebssubsysteme sein. Bei Hybridfahrzeugen kann beispielsweise verstärkt der Elektromotor zum Einsatz kommen. Andere Maßnahmen sind das temporäre Abschalten von Subsystemen, zum Beispiel der Klimaanlage oder Lüftung, etc. Vorteilhaft können die Maßnahmen in dem Maße verstärkt werden, in welchem die aktuell gefahrene Strecke zunimmt.
  • Sofern der Grenzwert und/oder der Schwellwert bereits überschritten werden, werden vorzugsweise die Maßnahmen in dem Maße verstärkt, indem der Grenzwert oder der Schwellwert überschritten wird. Auf diese Weise kann darauf reagiert werden, wie kritisch die Grenzüberschreitung bzw. wie nahe der MAX-IST-Wert an der Grenzwertüberschreitung ist.
  • Um vorausschauend eine Überschreitung des Grenzwertes zu vermeiden, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eine Tendenz des MAX-IST-Wertes erfasst und ermittelt und die Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen werden in Abhängigkeit dieser Tendenz verstärkt oder verringert. Falls also der MAX-IST-Wert zunimmt und nahe an einer Grenzwertüberschreitung ist, können die Maßnahmen verstärkt werden. Falls der MAX-IST-Wert bereits abnimmt oder eine Unterschreitung des Grenzwertes bzw. des Schwellwertes wahrscheinlich ist, können die Maßnahmen verringert werden. Damit können unnötige Leistungseinbußen oder Einschränkungen des Komforts vermieden werden, wenn dies für die Einhaltung des gesetzlichen Grenzwerts nicht erforderlich ist.
  • Eine weitere Effizienzverbesserung bei der Einleitung der Maßnahmen kann erzielt werden, wenn zusätzlich prädizierte Informationen über zukünftige Fahrten berücksichtigt werden. Beispielsweise können Routeninformationen über vorausliegende Fahrten vorliegen, beispielsweise durch Eingabe eines Fahrziels in einem Navigationsgerät. Bei wiederholt befahrenen Strecken können Informationen über vorausliegende Fahrten auch durch maschinelles Lernen gewonnen werden.
  • Ortungssysteme oder Navigationsgeräte können unter Umständen auch ohne Zieleingabe in eingeschränktem Umfang zur Vorhersage von zukünftigen Fahrten verwendet werden. Beispielsweise bei einer Bergauffahrt an einer Passstraße wird mit hoher Wahrscheinlichkeit eine anschließende Bergabfahrt stattfinden. Weitere Informationen über die vorausliegenden Strecken können beispielsweise über eine Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur, Fahrzeug zu anderen Fahrzeugen oder Fahrzeug zu einem Backend erhalten werden. Zusätzlich zu den Informationen über die bevorstehenden Routen und Teilstrecken können auch beispielsweise Wetterinformationen und Wettervorhersagen für die Anpassung der Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen berücksichtigt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einer fahrzeuginternen Steuervorrichtung durchgeführt. Die Steuervorrichtung kann eine zentrale Steuervorrichtung des Fahrzeuges sein, in welcher beispielsweise auch eine Motorsteuerung integriert ist. Durch die Steuervorrichtung können auch Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen eingeleitet werden. Dafür ist kein Eingreifen eines Fahrers vorgesehen. Andererseits können durch den Fahrer zusätzliche Maßnahmen eingeleitet werden, wenn dem Fahrer bewusst ist, dass eine Grenzwertüberschreitung droht, und zusätzlich kann die Akzeptanz der automatisch eingeleiteten Maßnahmen erhöht werden.
  • Daher werden vorzugsweise der spezifische MAX-IST-Wert, welcher die maximale Stoffemission pro Kilometer bezeichnet und/oder die Einleitung von Maßnahmen oder vorgeschlagene Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen an den Fahrer des Fahrzeugs mitgeteilt. Dies kann über geeignete Schnittstellen beispielsweise akustisch oder haptisch oder visuell geschehen. Auch eine Mitteilung über externe Geräte zum Beispiel Smartphones, Tablets sowie externe Displays oder Lautsprecher ist denkbar.
  • Eine Steuervorrichtung mit einer Prozessoreinheit, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Steuervorrichtung sind unabhängige Aspekte der Erfindung.
  • Im Folgenden soll die Erfindung exemplarisch anhand der Figuren weiter erläutert werden. Es zeigen schematisch:
    • 1: Ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer Steuervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
    • 2: ein Ablaufdiagramm zu einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einem Antriebssystem 200 mit einem Verbrennungsmotor 201 sowie mit einer Steuervorrichtung 300, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Der Ablauf des Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist in 2 dargestellt.
  • In Schritt 10 wird ein Modell zur Berechnung der pro Verbrennungsvorgang emittierten Masse eines Stoffes implementiert. In Schritt 20 folgt die Berechnung anhand des implementierten Modells unter Berücksichtigung von Umgebungsparametern, wie der Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie unter Berücksichtigung einer Kraftstoffqualität. Die Berechnung erfolgt gemäß dem implementierten Modell als Nach-Kat-Emission.
  • In Schritt 30 werden die berechneten Emissionen pro Verbrennungsvorgang über alle Verbrennungsvorgänge der letzten gefahrenen x km summiert, wobei x z.B. 100 km sein können. In Schritt 40 wird durch die Strecke x km dividiert, um einen spezifischen MAX-IST Wert zu erhalten.
  • Ein Vergleich des errechneten MAX-IST Wertes wird in Schritt 50 durchgeführt. In Schritt 60 erfolgt eine Fallunterscheidung: Liegt der berechnete MAX-IST Wert unterhalb eines Schwellwertes S unterhalb des gesetzlichen Grenzwertes G, so ist das Verfahren beendet, bzw. es wird wieder in Schritt 20 fortgeführt und aktualisiert.
  • Wird aber in Schritt 60 festgestellt, dass der berechnete MAX-IST Wert oberhalb des Schwellwertes S liegt, so werden in Schritt 70 Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen eingeleitet. Anschließend wird das Verfahren mit Schritt 20 fortgeführt.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Einhaltung mindestens eines vorgegebenen Grenzwertes (G) für mindestens einen, beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges (100) mit einem Antriebssystem (200) mit einem Verbrennungsmotor (201) emittierten Stoff mit den Schritten: - Berechnen (20) einer Masse des mindestens einen vom Verbrennungsmotor (201) pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Antriebssystems.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, mit dem vorausgehenden Schritt: - Implementieren eines Modells zur Berechnung einer Masse mindestens eines vom Verbrennungsmotor (201) pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Antriebssystems.
  3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Berechnen einer Masse mindestens eines vom Verbrennungsmotor (201) pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes zusätzlich in Abhängigkeit von Umgebungsparametern und/oder von verwendeten Betriebsmitteln erfolgt.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Berechnen einer Masse mindestens eines vom Verbrennungsmotor (201) pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes zusätzlich in Abhängigkeit von Sensordaten erfolgt, welche Rückschluss auf das tatsächliche Emissionsverhalten liefern.
  5. Verfahren gemäß Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Berechnen einer Masse mindestens eines vom Verbrennungsmotor (201) pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes zusätzlich unter Berücksichtigung eines Katalysatorwirkungsgrades erfolgt.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten: - Summierung der berechneten Massen mindestens eines vom Verbrennungsmotor (201) pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes über alle relevanten Verbrennungsvorgänge in einem vorgegebenen Intervall; und - in Bezug setzen der sich daraus ergebenden Summe zu einer das Intervall charakterisierenden Bezugsgröße, woraus sich ein spezifischer Wert (MAX-IST) für die emittierte Stoffmasse ergibt.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, mit dem weiteren Schritt: - Berechnung eines spezifischen Werts (MAX-IST) für eine im Betrieb des Fahrzeugs (100) emittierte Masse eines Stoffes gemäß einem vorgegebenen Algorithmus anhand der gemäß einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 berechneten Massen des vom Verbrennungsmotor (201) pro Verbrennungsvorgang emittierten Stoffes.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6 mit dem weiteren Schritten: - Vergleichen des berechneten MAX-IST-Werts mit dem vorgegebenen Grenzwert (G) für den emittierten Stoff; und - falls der berechnete Max-IST Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Grenzwert (g) und/oder größer einem vorgegebenen Schwellwert (S) unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes (G) ist, - Einleiten von Maßnahmen um die Emission des Stoffes zu verringern.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei, wenn der Grenzwert und/oder der Schwellwert überschritten werden, die Maßnahmen in dem Maße verstärkt werden, in dem der Grenzwert (G) oder der Schwellwert (S) überschritten wird.
  10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, wobei eine Tendenz des spezifischen MAX-IST Wertes ermittelt wird und die Maßnahmen in Abhängigkeit der Tendenz verstärkt oder verringert werden.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Maßnahmen in Abhängigkeit von prädizierten Informationen über zukünftige Fahrten angepasst werden.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei der spezifische Wert (MAX-IST) für die emittierte Stoffmasse und/oder Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen an einen Fahrer des Fahrzeugs (100) mitgeteilt werden.
  13. Steuervorrichtung (300) mit einer Prozessoreinheit die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  14. Kraftfahrzeug (100) mit einem Verbrennungsmotor (201) und mit einer Steuervorrichtung (300) gemäß Anspruch 13.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021207718A1 (de) 2021-07-20 2023-01-26 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Überwachung eines Emissionsniveaus in einem Fahrzeug
DE102023108672A1 (de) 2023-04-04 2024-02-08 Audi Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Dieselmotors

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10142198A1 (de) * 2000-12-25 2002-07-18 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE60119863T2 (de) * 2000-10-05 2006-09-28 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Regelung eines Turboladers
DE102016208834A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Technische Universität Dresden Verfahren zum Betreiben eines in einem Fahrzeug installierten Verbrennungskraftmaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005034247A1 (de) * 2005-07-22 2007-01-25 Robert Bosch Gmbh Überwachung von Abgasgrenzwerten
DE102007019649A1 (de) * 2007-04-26 2008-10-30 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
FR2916229A1 (fr) * 2007-05-16 2008-11-21 Renault Sas Procede de controle des emissions polluantes d'un moteur diesel
US7779680B2 (en) * 2008-05-12 2010-08-24 Southwest Research Institute Estimation of engine-out NOx for real time input to exhaust aftertreatment controller
AT504982B1 (de) * 2008-06-12 2010-01-15 Avl List Gmbh Verfahren zur abschätzung der emissionen einer mehrzylindrigen brennkraftmaschine
DE102010046491B4 (de) * 2010-09-24 2022-05-05 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zum Bestimmen einer Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors
DE102011055166A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Fev Gmbh Verfahren zur Ermittlung des in einer katalytischen Abgasnachbehandlungseinrichtung erzeugten NO2-Anteils
DE102016001367A1 (de) * 2016-02-06 2017-08-10 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Verfahren und System zum Ansteuern eines Verbrennungsmotors und/oder einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Fahrzeugs, Fahrzeug mit einem solchen System sowie Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines solchen Verfahren und Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit einem derartigen Computerprogrammprodukt

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60119863T2 (de) * 2000-10-05 2006-09-28 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Regelung eines Turboladers
DE10142198A1 (de) * 2000-12-25 2002-07-18 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE102016208834A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Technische Universität Dresden Verfahren zum Betreiben eines in einem Fahrzeug installierten Verbrennungskraftmaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021207718A1 (de) 2021-07-20 2023-01-26 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Überwachung eines Emissionsniveaus in einem Fahrzeug
US11913364B2 (en) 2021-07-20 2024-02-27 Robert Bosch Gmbh Method for monitoring an emission level in a vehicle
DE102023108672A1 (de) 2023-04-04 2024-02-08 Audi Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Dieselmotors

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