DE102021103944A1

DE102021103944A1 - Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102021103944A1
Application number: DE102021103944.4A
Authority: DE
Inventors: Philipp Tiefenbacher; Tobias Billinger; Mohammad Hassan Uz Zaman
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2022-08-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (12) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (20) wenigstens ein einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (12) charakterisierender Motorbetriebswert ermittelt wird, mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) über ein hinterlegtes Modell in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert eine Abgaszusammensetzung von von der Verbrennungskraftmaschine (12) erzeugtem Abgase (14) ermittelt wird, mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) in Abhängigkeit von der ermittelten Abgaszusammensetzung ein Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für ein Kraftstoffgemisch ermittelt wird, und mittels einer Kraftstoffmischeinrichtung (22) ein das ermittelte Verhältnis aufweisendes Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine.
Es ist bereits allgemein bekannt, sogenannte Lambda-Sonden einzusetzen, mittels welchen ein Restsauerstoffgehalt in Abgas eines Kraftfahrzeugs ermittelbar ist. In Abhängigkeit von dem ermittelten Restsauerstoffgehalt wird anschließend ein Verhältnis von Luft zu Kraftstoff in einem einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs zuzuführenden Kraftstoffgemisch eingestellt, um eine Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine zu beeinflussen. Durch das Beeinflussen der Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine kann eine Abgaszusammensetzung des von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellten Abgases vor und nach einem Katalysator eingestellt werden. Dieses Abgas kann wiederum mittels der Lambda-Sonde überprüft werden. Somit ermöglicht die Lambda-Sonde eine Regelung der Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine.
Aus der DE 60 2004 004 047 T2 ist hierzu bereits eine Katalysatorregelvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine bekannt, welche eine Katalysatorregelung für einen Abgasregelungskatalysator durchführt. Hierbei wird eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerung für Abgas, welches in einen in einer Abgasanlage der Verbrennungsmaschine vorgesehenen Abgasregelungskatalysator strömt, auf Grundlage eines Wertes durchgeführt, der von einem in die Abgasanlage der Verbrennungsmaschine vorgesehenen Luft-/Kraftstoffverhältnissensor erfasst wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, welche ein besonders genaues Vorhersagen einer Abgaszusammensetzung eines eine Verbrennungskraftmaschine aufweisenden Abgasstrangs eines Kraftfahrzeugs sowie ein über ein Kraftstoffverhältnis eines der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffgemischs durchzuführende Steuerung der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung wenigstens ein einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine charakterisierender Motorbetriebswert ermittelt wird. Dieser Motorbetriebswert charakterisiert die Verbrennungskraftmaschine und/oder eine in der Verbrennungskraftmaschine ablaufende Verbrennung während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine in dem Kraftfahrzeug. Der Motorbetriebswert charakterisiert somit individuell die Verbrennungskraftmaschine zu einem definierten Zeitpunkt. Bei dem Verfahren ist es weiterhin vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung über ein hinterlegtes Modell in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert eine Abgaszusammensetzung von Abgas ermittelt wird, welches von der Verbrennungskraftmaschine erzeugt ist. Hierbei kann die Abgaszusammensetzung des Abgases insbesondere für mittels eines Katalysators konvertiertes Abgas ermittelt werden. Hierbei kann das hinterlegte Modell insbesondere in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt sein. Mittels des Modells wird somit ermittelt, welche Abgaszusammensetzung an einem Abgasaustritt einer die Verbrennungskraftmaschine aufweisenden Abgasanlage des Kraftfahrzeugs bei dem ermittelten und durch den Motorbetriebswert charakterisierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der in der Verbrennungskraftmaschine ablaufenden Verbrennung zu erwarten ist. Bei dem Verfahren ist es weiterhin vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Abgaszusammensetzung ein Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für ein Kraftstoffgemisch ermittelt wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann somit die ermittelte Abgaszusammensetzung mit einer in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegten Soll-Abgaszusammensetzung verglichen werden und in Abhängigkeit von dem Vergleich das einzustellende Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt werden, welches für die Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen ist, um die Abgaszusammensetzung des Abgases auf die hinterlegte Soll-Abgaszusammensetzung einzustellen. Weiterhin ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass mittels einer Kraftstoffmischeinrichtung ein das ermittelte Verhältnis aufweisendes Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird. Die Verbrennungskraftmaschine kann somit im Betrieb über das Einstellen des Verhältnisses des Kraftstoffgemischs in Abhängigkeit von der mittels des hinterlegten Modells ermittelten Abgaszusammensetzung gesteuert werden. Insbesondere kann bei dem Verfahren das Ermitteln des einzustellenden Verhältnisses des Kraftstoffgemischs ohne Lambda-Sonden erfolgen, wodurch Lambda-Sonden eingespart werden können. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren, dass die Abgaszusammensetzung des Abgases besonders genau, insbesondere hinsichtlich jeweiliger auftretender Bestandteile des Abgases sowie jeweiliger Verhältnisse der ermittelten Bestandteile des Abgases zueinander ermittelt werden kann. Hierdurch kann das Kraftstoffgemisch besonders gut auf die ermittelte Abgaszusammensetzung angepasst werden, wodurch wiederum die in der Verbrennungskraftmaschine auftretende Verbrennung besonders präzise gesteuert werden kann. Hierdurch können jeweilige von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Abgase besonders präzise beeinflusst werden. Folglich ermöglicht das Verfahren ein besonders präzises Regeln von in der Abgasanlage ausgestoßenen Emissionen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung das hinterlegte Modell aus mehreren hinterlegten Modellen ausgewählt wird. Durch das Vorsehen der mehreren hinterlegten Modelle und das Auswählen des für die Verbrennungskraftmaschine zu einem jeweiligen Zeitpunkt am besten passenden Modells mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann mittels des ausgewählten Modells die Abgaszusammensetzung des Abgases mit besonders hoher Genauigkeit ermittelt werden.
Es ist in diesem Zusammenhang insbesondere vorgesehen, dass das Modell in Abhängigkeit von wenigstens einem Auswahlparameter aus den mehreren hinterlegten Modellen ausgewählt wird. Bei einem Auswahlparameter handelt es sich insbesondere um einen eine Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Umgebungsparameter und/oder um einen die Verbrennungskraftmaschine charakterisierenden Motorparameter und/oder um einen den Katalysator charakterisierenden Katalysatorparameter und/oder einen eine Ausstattung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Ausstattungsparameter. Der jeweilige Auswahlparameter, in Abhängigkeit von welchem das Modell aus den mehreren Modellen ausgewählt wird, hat somit einen Einfluss auf die aus der jeweiligen Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine resultierende Abgaszusammensetzung des Abgases, insbesondere des mittels des Katalysators konvertierten Abgases. Bei dem Umgebungsparameter kann es sich beispielsweise um eine Umgebungstemperatur der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder um einen Luftdruck der Umgebung des Kraftfahrzeugs handeln. Das bedeutet, dass das Modell in Abhängigkeit von einer ermittelten Umgebungstemperatur und/oder einem ermittelten Luftdruck der Umgebung des Kraftfahrzeugs aus den mehreren hinterlegten Modellen ausgewählt werden kann. Somit kann mittels des ausgewählten Modells die Abgaszusammensetzung besonders genau für die Umgebung, in welcher sich das Kraftfahrzeug befindet und welche einen Einfluss auf die resultierende Abgaszusammensetzung haben kann, ermittelt werden. Der die Verbrennungskraftmaschine charakterisierende Motorparameter kann beispielsweise einen Hubraum und/oder eine Zylinderanzahl und/oder eine Höchstbetriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine charakterisieren, wobei der Motorparameter keinen Einfluss auf die bei den in der Verbrennungskraftmaschine ablaufenden Verbrennungen entstehenden Abgase hat. Der Katalysatorparameter kann beispielsweise eine aktive Oberfläche und/oder einen Überladungszustand und/oder aktive Substanzen des Katalysators charakterisieren, welche jeweils einen Einfluss auf eine Konvertierung des den Katalysator durchströmenden Abgases haben können. Der Katalysator-Parameter kann alternativ oder zusätzlich eine Alterung des Katalysators charakterisieren. Der Ausstattungsparameter, welcher die Ausstattung des Kraftfahrzeugs charakterisiert, kann beispielsweise eine Anordnung jeweiliger Komponenten des Abgasstrangs und/oder eine Länge und/oder einen Durchmesser jeweiliger Abgasleitungen des Abgasstrangs charakterisieren, welche jeweils einen Einfluss auf die Abgaszusammensetzung des aus dem Abgasstrang austretenden Abgases haben können. Das Auswählen des Modells in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Auswahlparameter aus den mehreren hinterlegten Modellen ermöglicht, dass mittels des ausgewählten Modells die Abgaszusammensetzung des Abgases aufgrund der Beachtung der jeweiligen die Abgaszusammensetzung beeinflussenden Parameter besonders präzise ermittelt werden kann. Die Umgebungsparameter können alternativ oder zusätzlich Teil des Modells sein. Das bedeutet, dass das hinterlegte Modell unterschiedliche Umgebungsparameter berücksichtigt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Abgaszusammensetzung in Abhängigkeit von einem oder mehreren der folgenden Motorbetriebswerte ermittelt wird: Motorsteuerkurve, Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur und Nockenwellenstellung. Mit anderen Worten werden die Motorsteuerkurve und/oder die Motordrehzahl und/oder die Motorlast und/oder die Motortemperatur und/oder die Nockenwellenstellung als Eingangsgröße für das Modell verwendet und über das Modell in Abhängigkeit von der wenigstens einen Eingangsgröße die Abgaszusammensetzung des Abgases ermittelt. Über die genannten Motorbetriebswerte kann die Abgaszusammensetzung mit besonders hoher Genauigkeit ermittelt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Abgaszusammensetzung hinsichtlich eines oder mehrerer Untersuchungsparameter aus Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Kohlenwasserstoffe und Partikelanzahl ermittelt wird. Für die jeweiligen Untersuchungsparameter kann mittels des Modells beispielsweise ein Anteil am Abgas ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung über das Modell ein Verhältnis mehrerer Untersuchungsparameter zueinander ermittelt werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung über das Modell eine Art des jeweiligen Untersuchungsparameters, beispielsweise eine Art des jeweiligen ermittelten Stickoxids beziehungsweise eine Art des jeweiligen ermittelten Kohlenwasserstoffs festgestellt werden. Dabei kann beispielsweise ermittelt werden, ob es sich bei dem ermittelten Kohlenwasserstoff um kurzkettige oder langkettige Kohlenwasserstoffe beziehungsweise um welche Kohlenwasserstoffe es sich handelt. Hinsichtlich der Partikel als Untersuchungsparameter können über das Modell mittels der elektronischen Recheneinrichtung jeweilige Partikelanzahlen für unterschiedliche ermittelte Größen an Partikeln ermittelt werden. Über die jeweiligen Untersuchungsparameter kann somit die Abgaszusammensetzung besonders genau bestimmt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung über das hinterlegte Modell in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert eine weitere Abgaszusammensetzung von von der Verbrennungskraftmaschine erzeugtem Abgas stromauf des Katalysators ermittelt wird, mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten weiteren Abgaszusammensetzung das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt wird und mittels der Kraftstoffmischeinrichtung das das ermittelte Verhältnis aufweisende Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird. Das bedeutet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem Modell zusätzlich zu der Abgaszusammensetzung stromab des Katalysators die Abgaszusammensetzung stromauf des Katalysators und somit vor Durchlaufen des Katalysators ermittelt werden kann. Es kann somit ermittelt werden, wie hoch der Einfluss des Katalysators auf die Abgaszusammensetzung stromab des Katalysators ist. Infolgedessen kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung über das Modell ermittelt werden, wie das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft in dem Kraftstoffgemisch einzustellen ist, um die hinterlegte Soll-Abgaszusammensetzung des Abgases stromab des Katalysators zu erzielen. Hierdurch ist ein besonders sicheres und genaues Einstellen der Abgaszusammensetzung durch Anpassen des Verhältnisses zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch möglich. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung anhand des Modells ein zukünftiger Wert für wenigstens einen Motorbetriebswert ermittelt wird. Weiterhin ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten zukünftigen Motorbetriebswert eine zukünftige Abgaszusammensetzung des Abgases ermittelt wird. Überdies ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten zukünftigen Abgaszusammensetzung das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt wird. Bei diesem Verfahren ist es weiterhin vorgesehen, dass mittels der Kraftstoffmischeinrichtung das das ermittelte Verhältnis aufweisende Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird.
Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass zukünftige Motorbetriebswerte prädiziert werden und somit über das Modell eine Entwicklung des wenigstens einen Motorbetriebswerts vorhergesagt wird. Es wird somit ermittelt, wie sich die Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine in naher Zukunft, insbesondere in einer Zeitspanne von bis zu zehn Sekunden in die Zukunft, insbesondere in einer Zeitspanne von bis zu fünf Sekunden in die Zukunft entwickelt. Infolgedessen kann mittels des Modells für diese ermittelte zukünftige Entwicklung des wenigstens einen Motorbetriebswerts die voraussichtliche zugeordnete Abgaszusammensetzung des zugeordneten Abgases ermittelt werden. In Abhängigkeit von der ermittelten voraussichtlichen Abgaszusammensetzung des aus der zukünftigen Motorentwicklung resultierenden Abgases kann das Verhältnis von Luft und Kraftstoff für das Kraftstoffgemisch ermittelt werden, wodurch die ermittelte zukünftige Entwicklung des Motorbetriebswerts über Bereitstellen des ermittelten Kraftstoffgemischs für die Verbrennungskraftmaschine beeinflusst werden kann. Es kann so mit einer festgestellten negativen Entwicklung der Abgaszusammensetzung über das Anpassen des Kraftstoffgemischs dieser ermittelten negativen Entwicklung frühzeitig entgegengewirkt werden. Hierdurch kann die jeweilige resultierende Abgaszusammensetzung des Abgases besonders zeitnah durch Einstellen des Verhältnisses von Kraftstoff zu Luft für das Kraftstoffgemisch geregelt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung von wenigstens einer Lambda-Sonde des Kraftfahrzeugs ein einen Restsauerstoffgehalt im Abgas charakterisierender Sauerstoffwert empfangen wird und mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem empfangenen Sauerstoffwert das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt wird. Das bedeutet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung zusätzlich zu dem Modell in Abhängigkeit von dem Sauerstoffwert das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt wird. Insbesondere kann der Abgasstrang wenigstens eine Lambda-Sonde stromauf und/oder stromab des Katalysators aufweisen, wodurch mittels der elektronischen Recheneinrichtung von der wenigstens einen Lambda-Sonde der Sauerstoffwert empfangen werden kann. Es kann somit über den Sauerstoffwert eine Korrektur oder eine Bestätigung des Modells erfolgen. In Abhängigkeit von dem empfangenen wenigstens einen Sauerstoffwert kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung die Abgaszusammensetzung über das Modell ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung beispielsweise in Abhängigkeit von dem empfangenen Sauerstoffwert das hinterlegte Modell überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann in Abhängigkeit von dem Sauerstoffwert das für das Ermitteln der Abgaszusammensetzung heranzuziehende Modell aus den mehreren hinterlegten Modellen ausgewählt werden. Hierdurch wird mit besonders hoher Sicherheit ein für die jeweilige Situation am besten passendes Modell für das Ermitteln der Abgaszusammensetzung von der elektronischen Recheneinrichtung herangezogen. Das Heranziehen des von der wenigstens einen Lambda-Sonde bereitgestellten Sauerstoffwerts ermöglicht somit, dass eine Fehlerwahrscheinlichkeit beim Ermitteln der Abgaszusammensetzung mittels der elektronischen Recheneinrichtung besonders gering gehalten werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Modell mittels maschinellen Lernens trainiert ist. Hierbei kann das Modell vor einem Einsatz in dem Kraftfahrzeug bereits trainiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Modell während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs, insbesondere während des Durchführens des beschriebenen Verfahrens zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine, trainiert werden. Das Trainieren des Modells ermöglicht eine besonders große Genauigkeit, insbesondere eine mit Anwenden des Modells größer werdende Genauigkeit der mittels der elektronischen Recheneinrichtung über das Modell ermittelten Abgaszusammensetzung des Abgases.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine, welche dazu eingerichtet ist, in einem Verfahren, wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine beschrieben worden ist, betrieben zu werden. Das Kraftfahrzeug umfasst somit die Verbrennungskraftmaschine sowie eine elektronische Recheneinrichtung. Die elektronische Recheneinrichtung ist dazu eingerichtet, wenigstens einen einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine charakterisierenden Motorbetriebswert zu ermitteln, über ein hinterlegtes Modell in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert eine Abgaszusammensetzung von von der Verbrennungskraftmaschine erzeugtem Abgas zu ermitteln, und in Abhängigkeit von der ermittelten Abgaszusammensetzung ein Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für ein Kraftstoffgemisch zu ermitteln. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug eine Kraftstoffmischeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein das ermittelte Verhältnis aufweisendes Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen. Die Verbrennungskraftmaschine ist insbesondere dazu eingerichtet, in dem Verfahren betrieben zu werden während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs mittels der Verbrennungskraftmaschine. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigt:

1 eine schematische Seitenansicht eines Abgasstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einer Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher bei einer in der Verbrennungskraftmaschine ablaufenden Verbrennung Abgase bereitgestellt werden, mit einem Katalysator, mittels welchem die Abgase konvertierbar sind, mit einer elektronischen Recheneinrichtung, mittels welcher eine Zusammensetzung der Abgase stromauf und/oder stromab des Katalysators ermittelbar ist und mit einer Kraftstoffmischeinrichtung, mittels welcher ein Kraftstoffgemisch aus Kraftstoff und Luft für die Verbrennungskraftmaschine bereitstellbar ist.

In 1 ist ein Abgasstrang 10 eines Kraftfahrzeugs ausschnittsweise und schematisch dargestellt. Der Abgasstrang 10 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 12, in welcher ein Kraftstoffgemisch verbrannt werden kann, wodurch das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Bei dieser Verbrennung des Kraftstoffgemisches in der Verbrennungskraftmaschine 12 entsteht Abgas 14, welches über den Abgasstrang 10 aus dem Kraftfahrzeug abzuführen ist. Um eine Schadstoffbelastung für eine Umwelt des Kraftfahrzeugs besonders gering zu halten, umfasst der Abgasstrang 10 wenigstens einen Katalysator 16, mittels welchem das Abgas 14 konvertierbar ist. Der Katalysator 16 dient einer Abgasnachbehandlung und ist dazu eingerichtet, Bestandteile des Abgases 14 umzuwandeln. Hierdurch kann ein Anteil von sogenannten Schadstoffen im den Abgasstrang 10 verlassenden Abgas 14 besonders gering gehalten werden. Wesentlich beeinflusst wird die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromab des Katalysators 16 durch ein Verhältnis von Kraftstoff zu Luft in dem der Verbrennungskraftmaschine 12 zugeführten Kraftstoffgemisch. Um somit eine gewünschte Soll-Abgaszusammensetzung des den Abgasstrang 10 verlassenden Abgases 14 zu erreichen, kann das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft in dem Kraftstoffgemisch angepasst werden. Üblicherweise wird Abgas 14 in dem Abgasstrang 10 mittels wenigstens einer Lambda-Sonde 18 auf einen Restsauerstoffgehalt untersucht und in Abhängigkeit von dem ermittelten Restsauerstoffgehalt das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft in dem Kraftstoffgemisch angepasst.
Um die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 vor und/oder nach dem Katalysator 16 und somit stromab und/oder stromauf des Katalysators 16 besonders genau und besonders einfach bestimmen zu können, umfasst der Abgasstrang 10 vorliegend eine elektronische Recheneinrichtung 20, welche schematisch mit einem Kästchen gekennzeichnet ist. Die elektronische Recheneinrichtung 20 ist dazu eingerichtet, anhand wenigstens eines Modells M die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 zu ermitteln. Vorliegend zieht die elektronische Recheneinrichtung 20 ein erstes Modell M1 und ein zweites Modell M2 heran, mittels welchen die elektronische Recheneinrichtung 20 die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 ermittelt. Vorliegend ist die elektronische Recheneinrichtung 20 dazu eingerichtet, mittels des ersten Modells M1 die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromab des Katalysators 16 und somit die Abgaszusammensetzung des von der Verbrennungskraftmaschine 12 erzeugten und mittels des Katalysators 16 konvertierten Abgases 14 zu ermitteln. Weiterhin ist die elektronische Recheneinrichtung 20 dazu eingerichtet, mittels des zweiten Modells M2 die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromauf des Katalysators 16 und somit die Abgaszusammensetzung des von der Verbrennungskraftmaschine 12 bereitgestellten Abgases 14 vor dessen Konvertierung durch den Katalysator 16 zu ermitteln. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 kann über das jeweilige Modell die Abgaszusammensetzung stromabwärts oder stromaufwärts des Katalysators 16 insbesondere hinsichtlich Stickoxiden und/oder Kohlenstoffmonoxid und/oder Kohlenstoffdioxid und/oder Kohlenwasserstoffen und/oder Partikeln, insbesondere Partikelgrößen und/oder einer Partikelanzahl analysiert werden.
Um über das jeweilige Modell die Abgaszusammensetzung ermitteln zu können, ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 wenigstens ein einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 12 charakterisierender Motorbetriebswert empfangen wird. Für ein besonders genaues Ermitteln der Abgaszusammensetzung ist es vorteilhaft, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 mehrere Motorbetriebswerte empfangen werden. Bei den jeweiligen Motorbetriebswerten kann es sich insbesondere um eine Motorsteuerzahl oder um eine Motordrehzahl oder um eine Motorlast oder um eine Motortemperatur oder um eine Nockenwellenstellung der Verbrennungskraftmaschine 12 handeln. Dieser wenigstens eine Motorbetriebswert, insbesondere die mehreren Motorbetriebswerte, dienen als Eingangsgrößen für das jeweilige Modell. In Abhängigkeit von den Eingangsgrößen wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 über das erste Modell M1 die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromab des Katalysators 16 ermittelt und/oder über das zweite Modell M2 die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromab der Verbrennungskraftmaschine 12 und stromauf des Katalysators 16 ermittelt.
Um jederzeit ein besonders genaues Ermitteln der Abgaszusammensetzung des Abgases 14 mittels des jeweiligen Modells zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 das jeweilige für das Ermitteln der Abgaszusammensetzung des Abgases 14 herangezogene Modell aus mehreren in der elektronischen Recheneinrichtung 20 hinterlegten Modellen ausgewählt wird. Hierbei kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 das Modell aus den mehreren hinterlegten Modellen in Abhängigkeit von einem Auswahlparameter ausgewählt werden. Der jeweilige Auswahlparameter ist dadurch charakterisiert, dass der Auswahlparameter bei unterschiedlichen Werten für den Auswahlparameter jeweilige unterschiedliche Abgaszusammensetzungen des Abgases 14 verursacht. Bei dem Auswahlparameter kann es sich insbesondere um einen Umgebungsparameter handeln, welcher eine Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisiert. Unterschiedliche Umgebungstemperaturen beziehungsweise unterschiedliche Luftdrücke können jeweilige unterschiedliche Abgaszusammensetzungen des Abgases 14 verursachen. Über den jeweiligen Umgebungsparameter kann somit für eine ermittelte Umgebungstemperatur beziehungsweise für einen ermittelten Luftdruck das Modell aus den mehreren hinterlegten Modellen ausgewählt werden, mittels welchem für den jeweiligen ermittelten Luftdruck beziehungsweise die jeweilige ermittelte Umgebungstemperatur die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 am genauesten ermittelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eines der hinterlegten Modelle dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem ermittelten Umgebungsparameter die Abgaszusammensetzung prädizieren. Bei dem Umgebungsparameter kann es sich somit um ein Merkmal beziehungsweise um ein sogenanntes Feature handeln, welches von dem Modell verwendet wird.
Als weitere alternative oder zusätzliche Auswahlparameter können die Verbrennungskraftmaschine 12 charakterisierende Motorparameter und/oder den Katalysator 16 charakterisierende Katalysatorparameter und/oder eine Ausstattung des Kraftfahrzeugs charakterisierende Ausstattungsparameter herangezogen werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Modell aus den mehreren Modellen in Abhängigkeit von einem Einsatzland des Kraftfahrzeugs und/oder einer modellspezifischen Ausgestaltung des Abgasstrangs 10 und/oder der Verbrennungskraftmaschine 12 ausgewählt werden.
Um eine besonders hohe Genauigkeit des Ermittelns der Abgaszusammensetzung des Abgases 14 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 anhand des wenigstens einen Modells zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eines der in der elektronischen Recheneinrichtung 20 hinterlegten Modelle, insbesondere sämtliche in der elektronischen Recheneinrichtung 20 hinterlegten Modelle, mittels maschinellen Lernens trainiert sind beziehungsweise trainiert werden. Insbesondere kann das jeweilige von der elektronischen Recheneinrichtung 20 für das Ermitteln der Abgaszusammensetzung des Abgases 14 herangezogene Modell mittels beim Verwenden dieses Modells generierter Daten und somit in Verwendung trainiert werden. Insbesondere kann für das Trainieren des von der elektronischen Recheneinrichtung 20 herangezogenen Modells für das Ermitteln der Abgaszusammensetzung des Abgases 14 in Abhängigkeit von einem mittels wenigstens einer Lambda-Sonde 18 des Abgasstrangs 10 ermittelten, einen Restsauerstoffgehalt im Abgas 14 charakterisierenden Sauerstoffwert überprüft werden. Das jeweilige Modell kann anschließend in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überprüfung trainiert werden. Das Modell kann zusätzlich auf Prüfständen und mit on-road Daten trainiert werden. Während des Trainings kann das Kraftfahrzeug mit einer mobilen Abgasmessungseinrichtung ausgestattet sein. Hierdurch können umfangreiche Parameter, insbesondere der wenigstens eine Motorbetriebswert sowie Trainings- und Überprüfungsparameter für das Modell gewonnen werden. Hierdurch können mittels der Abgasmesseinrichtung Werte aufgezeichnet werden, welche mit von dem Modell prädizierten Werten verglichen werden können. Hierdurch kann ein Vergleich zwischen Modellprädiktion und mobiler Abgasmesseinrichtung stattfinden. Diese mobile Abgasmesseinrichtung wird lediglich für ein Training des wenigstens einen Modells benötigt. Für die jeweiligen Kraftfahrzeuge kann mittels der derartig trainierten Modelle eine besonders genaue Prädiktion und somit ein besonders genaues Monitoring der Abgase erfolgen, ohne dass die Abgasmesseinrichtung im jeweiligen Kraftfahrzeug verbaut ist.
Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 wird weiterhin in Abhängigkeit von der ermittelten Abgaszusammensetzung des Abgases 14, insbesondere in Abhängigkeit von der ermittelten Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromab des Katalysators 16 und/oder stromauf des Katalysators 16, ein einzustellendes Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für ein der Verbrennungskraftmaschine 12 zuzuführendes Kraftstoffgemisch ermittelt. Hierbei kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 das einzustellende Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch in Abhängigkeit von einer ermittelten Differenz zwischen der ermittelten Abgaszusammensetzung des Abgases 14 und einer jeweiligen für das Abgas 14 für unterschiedliche Stellen in dem Abgasstrang 10 vorgegebenen Soll-Abgaszusammensetzung ermittelt werden. Der Abgasstrang 10 umfasst des Weiteren eine Kraftstoffmischeinrichtung 22, welche vorliegend schematisch mit einem Kästchen gekennzeichnet ist. Die Kraftstoffmischeinrichtung 22 ist dazu eingerichtet, das von der elektronischen Recheneinrichtung 20 ermittelte Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch zu empfangen. Mittels der Kraftstoffmischeinrichtung 22 wird das das ermittelte Verhältnis aufweisende Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine 12 bereitgestellt.
Um eine Überprüfung des jeweiligen von der elektronischen Recheneinrichtung 20 herangezogenen Modells zu ermöglichen und darüber hinaus eine Fehlerwahrscheinlichkeit beim Ermitteln des Verhältnisses zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch besonders gering zu halten, kann es vorgesehen sein, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch zusätzlich zu der über das herangezogene Modell ermittelten Abgaszusammensetzung in Abhängigkeit von dem von der wenigstens einen Lambda-Sonde 18 empfangenen Sauerstoffwert ermittelt wird.
Um eine besonders schnelle Anpassung der Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine 12 zu ermöglichen und hierdurch Sättigungen im Katalysator 16 verhindern zu können, kann die elektronische Recheneinrichtung 20 dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem herangezogenen Modell einen zukünftigen Wert für wenigstens einen Motorbetriebswert, insbesondere für mehrere Motorbetriebswerte, zu ermitteln. Über das jeweilige Modell wird somit eine zukünftige Entwicklung der Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine 12, welche durch die ermittelten zukünftigen Werte für den wenigstens einen Motorbetriebswert repräsentiert ist, ermittelt. Weiterhin kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten zukünftigen Motorbetriebswert eine zukünftige Abgaszusammensetzung des Abgases 14 ermittelt werden. Diese zukünftige Abgaszusammensetzung des Abgases 14 repräsentiert eine aus der durch die zukünftigen Motorbetriebswerte charakterisierten Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine 12 resultierende Abgaszusammensetzung des Abgases 14. In Abhängigkeit von der mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 ermittelten zukünftigen Abgaszusammensetzung kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 das Verhältnis zwischen dem Kraftstoff und der Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt werden, welches in der Verbrennungskraftmaschine 12 einzustellen ist. Anschließend kann mittels der Kraftstoffmischeinrichtung 22 das das ermittelte Verhältnis aufweisende Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine 12 bereitgestellt werden. Hierdurch kann der Abgasstrang 10 besonders früh angepasst werden, wodurch Schadstoffe im Abgas 14 besonders gering gehalten werden können. Es können somit bei einem Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 12 nicht nur aktuelle Werte herangezogen werden, sondern auch zukünftige Werte vorhergesagt werden und somit wahrscheinlichste Emissionen für einen in die Zukunft reichenden Zeitraum von beispielsweise zirka fünf Sekunden ermittelt werden. Dieser Zeitraum ist variierbar. Je weiter dieser Zeitraum in die Zukunft reicht, desto ungenauer kann eine jeweilige Vorhersage sein.
Dem beschriebenen Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 12 sowie dem beschriebenen Abgasstrang 10 des Kraftfahrzeugs liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Schadstoffe im Abgas 14 besonders gering gehalten werden sollen. Für eine Reduktion von Schadstoffen ist in Kraftfahrzeugen oftmals der Katalysator 16 vorgesehen, welcher Rohemissionen von der Verbrennungskraftmaschine 12 empfängt. Ist der Katalysator 16 gesättigt, treten vermehrt Emissionen aus dem Abgasstrang 10 stromab des Katalysators 16 aus. Um diese Emissionen besonders gering zu halten, ist der Katalysator 16 in einen Optimalzustand einzuregeln. Hierbei kann eine Regelung des Katalysators 16 in Abhängigkeit von einem Lambda-Parameter erfolgen. Die Regelung des Katalysators 16 in Abhängigkeit von dem Lambda-Parameter kann abhängig von einem Vorhandensein wenigstens einer Lambda-Sonde 18 sein, mittels welcher das Abgas 14 vermessen werden kann. Beim Stand der Technik ist eine Regelung des Katalysators 16 ohne Lambda-Sonde 18 nicht vorgesehen.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es bei dem beschriebenen Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 12 vorgesehen, dass der wenigstens eine Motorbetriebswert, bei welchem es sich insbesondere um ein Messsignal der Verbrennungskraftmaschine 12 handeln kann, für die elektronische Recheneinrichtung 20 bereitgestellt wird. Bei der elektronischen Recheneinrichtung 20 kann es sich insbesondere um ein Motorsteuergerät handeln. Auf diesem Motorsteuergerät ist wenigstens ein Modell hinterlegt, welches mit maschinellem Lernen, insbesondere mit zu dem Motorbetriebswert ähnlichen Messdaten, trainiert ist. Für jeweilige Umgebungsbedingungen, unterschiedliche Motortypen der Verbrennungskraftmaschine 12 und/oder unterschiedliche Ausstattungen des Kraftfahrzeugs können jeweilige unterschiedliche Modelle in der elektronischen Recheneinrichtung 20 hinterlegt sein. Die jeweiligen in der elektronischen Recheneinrichtung 20 hinterlegten Modelle können dazu eingerichtet sein, sogenannte Tail Pipe Emissionen, und somit die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromab des Katalysators 16, zu prädizieren beziehungsweise vorauszusagen. Diese ermittelte Abgaszusammensetzung kann direkt für die Regelung des Katalysators 16 verwendet werden. Im Gegensatz zu Lambda-Sonden 18, mittels welchen lediglich der Restsauerstoffgehalt im Abgas 14 ermittelbar ist, kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 20 über das jeweilige Modell die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 besonders genau bestimmt werden. Somit kann das jeweilige Modell insbesondere als primäres Kontrollsystem verwendet werden. Bei dem Verfahren ist das Vorsehen von wenigstens einer Lambda-Sonde 18 nicht zwingend notwendig. Lambda-Sonden 18 in dem Abgasstrang 10 können somit eingespart werden. Es kann jedoch wenigstens eine Lambda-Sonde 18 als zusätzliche Diagnostik oder als Backup verwendet werden. Diese zusätzliche Diagnostik mittels der wenigstens einen Lambda-Sonde 18 kann dafür herangezogen werden, aus den mehreren Modellen ein Modell für das Ermitteln der Abgaszusammensetzung des Abgases 14 auszuwählen, beispielsweise in Abhängigkeit von Umweltbedingungen, und/oder das ausgewählte Modell anzupassen.
Für das Trainieren der Modelle können Daten von mehreren Testzentren gesammelt und in ein standardisiertes Format kompiliert werden. Diese Daten können verzerrt sein, sodass ein Vorverarbeiten der Daten mittels unterschiedlicher mathematischer Methoden erfolgen kann, wie Min-Max-Skalierung, Quadratwurzel und logarithmische Transformationen. Gesammelte Emissionstests können zufällig in zwei Gruppen aufgeteilt werden, in ein Trainingsset, welches ungefähr 80 Prozent der Tests umfasst, und in ein Testset, welches zirka 20 Prozent der Tests umfasst. Mehrere Maschinenlernstrukturen können mittels des Trainingssets trainiert werden, um jeweilige Massenströme von Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Kohlenwasserstoffen und Partikeln vor und hinter dem Katalysator 16 zu jedem Zeitpunkt zu ermitteln. Diese Maschinenlernstrukturen können über ein mehrlagiges Perzeptron und somit Deep-Learning und/oder über ein Long Short Term Memory Recurrent neuronales Netzwerk trainiert werden, wodurch Sensorwerte von mehreren vergangenen/zukünftigen Zeitpunkten mit überlappenden und gleitenden Fenstern berücksichtigt werden können. Für das Training kann eine anwendungsspezifische Verlustfunktion verwendet werden, welche eine gewichtete Summe aus einem mittleren quadratischen Fehler und einem maximalen quadratischen Fehler umfasst. Diese Verlustfunktion lautet folgendermaßen: $L o s s = 100 \cdot (\sum_{i = 1}^{n} \frac{{({\hat{y}}_{i} - y_{i})}^{2}}{n}) + max_{i \in [1, n]} {({\hat{y}}_{i} - y_{i})}^{2}$
Eine Auswahl von Merkmalen beziehungsweise Sensoren kann durch eine Analyse von SHAP-Werten (SHaply Additive exPlanations), welche von Modellen mit einer besten Leistung erhalten worden sind, und durch Identifizieren erfolgen, welche Merkmale für die Vorhersage am wichtigsten sind. Bei jeder Maschinenlernstruktur können unterschiedliche Merkmal-Engineering-Ansätze verwendet werden wie LAG-Merkmale, Fourier-Spektral-Merkmale. Ähnliche Schritte können für die Vorhersage durchgeführt werden, wobei eine Vorhersage der Massenströme der Gase nicht nur für einen aktuellen Zeitpunkt, sondern auch für eine Reihe von zukünftigen Zeitschritten erfolgen kann. Hierbei können 25 Zeitschritte fünf Sekunden repräsentieren, wenn die Daten mit einer Abtastrate von fünf Hertz verwendet werden. Daten des Testsets können verwendet werden, um die Modelle zu bewerten, welche aus den unterschiedlichen Ansätzen und Maschinenlernstrukturen gewonnen worden sind. Die Vorhersagen des jeweiligen Modells basierend auf den Motorbetriebswerten können mit tatsächlichen Werten der Daten verglichen werden. Die Auswertung kann sowohl durch Verwendung allgemeiner Metriken als auch anhand von speziell entwickelter anwendungsspezifischer Metriken erfolgen. Hierbei können häufig verwendete Metriken R-Quadrat, Wurzel eines mittleren quadratischen Fehlers, maximaler quadratischer Fehler oder mittlerer absoluter Fehler sein. Die Wurzel des mittleren quadratischen Fehlers des gesamten Testsets kann folgendermaßen ermittelt werden: $R M S E = \sqrt{\sum_{i = 1}^{n} \frac{{({\hat{y}}_{i} - y_{i})}^{2}}{n}}$
Für jeden Test kann ein Unterschied zwischen echten und vorhergesagten totalen Massen des ausgelassenen Gases über den Gesamtmassenfehler pro Sekunde ermittelt werden, welcher folgendermaßen ermittelt werden kann: $T M E / s = \frac{| \sum_{i = 0}^{n} {\hat{y}}_{i} - \sum_{i = 0}^{n} y_{i} |}{n}$
Als speziell entwickelte Metriken können ein Median oder der Gesamtmassenfehler pro Sekunde, insbesondere ein mittlerer Gesamtmassenfehler pro Sekunde, herangezogen werden. Basierend auf diesen Metriken kann für jedes Gas das beste Modell für die Vorhersage in die Prädiktion und die Vorhersage von Rohemissionen und Tail Pipe-Emissionen herangezogen werden. Die Modelle können in dem Motorsteuergerät (ECU) hinterlegt sein. Weiterhin können die Modelle von dem Motorsteuergerät dazu herangezogen werden, Tail Pipe Emissionen und somit die Abgaszusammensetzung des Abgases 14 stromab des Katalysators 16 in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert in Echtzeit vorherzusagen und zu prognostizieren.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie eine automatische Katalysatorregelung durch Vorhersage von Emissionswerten erfolgen kann.
Bezugszeichenliste

10: Abgasstrang
12: Verbrennungskraftmaschine
14: Abgas
16: Katalysator
18: Lambda-Sonde
20: elektronische Recheneinrichtung
22: Kraftstoffmischeinrichtung
M1 bis M2: Modelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 602004004047 T2 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (12) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem - mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (20) wenigstens ein einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (12) charakterisierender Motorbetriebswert ermittelt wird, - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) über ein hinterlegtes Modell in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert eine Abgaszusammensetzung von von der Verbrennungskraftmaschine (12) erzeugtem Abgas (14) ermittelt wird, - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) in Abhängigkeit von der ermittelten Abgaszusammensetzung ein Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für ein Kraftstoffgemisch ermittelt wird, und - mittels einer Kraftstoffmischeinrichtung (22) ein das ermittelte Verhältnis aufweisendes Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) das hinterlegte Modell aus mehreren hinterlegten Modellen ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell in Abhängigkeit von wenigstens einem Auswahlparameter, insbesondere einem eine Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Umgebungsparameter und/oder einem die Verbrennungskraftmaschine (12) charakterisierenden Motorparameter und/oder einem einen Katalysator (16) charakterisierenden Katalysatorparameter und/oder einem eine Ausstattung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Ausstattungsparameter, aus den mehreren hinterlegten Modellen ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaszusammensetzung in Abhängigkeit von einem oder mehreren der folgenden Motorbetriebswerte ermittelt wird: - Motorsteuerkurve - Motordrehzahl - Motorlast - Motortemperatur - Nockenwellenstellung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaszusammensetzung hinsichtlich eines oder mehrerer Untersuchungsparameter aus - Stickoxiden - Kohlenstoffmonoxid - Kohlenstoffdioxid - Kohlenwasserstoffe - Partikelanzahl ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) über das hinterlegte Modell in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert eine weitere Abgaszusammensetzung von von der Verbrennungskraftmaschine (12) erzeugtem Abgas (14) stromauf eines Katalysators (16) ermittelt wird, mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) in Abhängigkeit von der ermittelten weiteren Abgaszusammensetzung das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt wird und mittels der Kraftstoffmischeinrichtung das das ermittelte Verhältnis aufweisende Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) anhand des Modells ein zukünftiger Wert für wenigstens einen Motorbetriebswert ermittelt wird, - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten zukünftigen Motorbetriebswert eine zukünftige Abgaszusammensetzung des Abgases (14) ermittelt wird, - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) in Abhängigkeit von der ermittelten zukünftigen Abgaszusammensetzung das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt wird, und - mittels der Kraftstoffmischeinrichtung (22) das das ermittelte Verhältnis aufweisende Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine (12) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (20) von wenigstens einer Lambdasonde (18) des Kraftfahrzeugs ein einen Restsauerstoffgehalt im Abgas (14) charakterisierender Sauerstoffwert empfangen wird und in Abhängigkeit von dem empfangenen Sauerstoffwert das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für das Kraftstoffgemisch ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell mittels maschinellen Lernens trainiert ist.
Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine (12), welche dazu eingerichtet ist, in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben zu werden, - mit der Verbrennungskraftmaschine (12), - mit einer elektronischen Recheneinrichtung (20), welche dazu eingerichtet ist, wenigstens einen einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (12) charakterisierenden Motorbetriebswert zu ermitteln, über ein hinterlegtes Modell in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Motorbetriebswert eine Abgaszusammensetzung von von der Verbrennungskraftmaschine (12) erzeugtemn Abgas (14) zu ermitteln, und in Abhängigkeit von der ermittelten Abgaszusammensetzung ein Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft für ein Kraftstoffgemisch zu ermitteln, und - mit einer Kraftstoffmischeinrichtung (22), welche dazu eingerichtet ist, ein das ermittelte Verhältnis aufweisendes Kraftstoffgemisch für die Verbrennungskraftmaschine (12) bereitzustellen.