DE102022201661A1

DE102022201661A1 - Verfahren zum Bestimmen eines effektiven aktuellen Unsicherheitswerts zu ei-nem Emissionswert für einen bestimmten Zeitpunkt beim Betreiben eines An-triebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102022201661A1
Application number: DE102022201661.0A
Authority: DE
Inventors: Timm Hollmann; Ralf Knitz; Roberto Verrino; Jurij Woelfling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2023-08-17
Also published as: US20230279800A1; CN116608032A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines effektiven aktuellen Unsicherheitswerts (304, 305) zu einem Emissionswert (301, 302) für einen bestimmten Zeitpunkt beim Betreiben eines Antriebsstrangs (100) eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine (110), wobei zu unterschiedlichen Zeitpunkten (n) je ein aktueller Emissionswert (301) und je ein aktueller Unsicherheitswert (303) zu dem Emissionswert bestimmt werden, wobei der effektive aktuelle Unsicherheitswert (304, 305) für den bestimmten Zeitpunkt aus den aktuellen Unsicherheitswerten (303) und den aktuellen Emissionswerten (301) bis zu dem bestimmten Zeitpunkt bestimmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines effektiven aktuellen Unsicherheitswerts zu einem Emissionswert für einen bestimmten Zeitpunkt beim Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Hintergrund der Erfindung
Eine ständige Verschärfung von Grenzwerten für Schadstoff-Emissionen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, stellt hohe Anforderungen an moderne Brennkraftmaschinen. In besonderem Fokus stehen dabei Partikel- und Stickoxid-Emissionen. Gleichzeitig ist in aller Regel, sowohl von Behörden als auch von Kunden, eine fortschreitende Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und auch einer Kohlenstoffdioxid-Emission gefordert, da die Kohlenstoffdioxid-Emission eine wesentliche Ursache der Erderwärmung darstellt.
Sollwerte für entsprechende Stellgrößen bzw. Stellglieder von Brennkraftmaschinen und Abgasnachbehandlungssystemen können hierzu beispielsweise in zweidimensionalen Kennfeldern als Funktion der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abgespeichert und online ausgelesen werden.
Gegebenenfalls können diese Sollwerte dann in Abhängigkeit von aktuellen Umgebungsbedingungen und/oder Systemzuständen (wie beispielsweise Motortemperatur, Katalysatortemperatur und dergleichen) korrigiert werden. Auch Korrekturfunktionen zur Reduzierung von Emissionen in einem transienten Betrieb der Brennkraftmaschine können verwendet werden.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Bestimmen eines effektiven aktuellen Unsicherheitswerts zu einem Emissionswert für einen bestimmten Zeitpunkt beim Betreiben eines Antriebsstrangs_eines Kraftfahrzeugs sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine können Situationen auftreten, in denen aktuelle Werte für Umgebungsbedingungen oder Systemzustände nicht gemessen werden können, sondern modelliert werden müssen. Beispielsweise ist es gerade zu Beginn des Fahrzyklus aufgrund nötiger Aufheizphasen oft nicht möglich, einen Emissionswert sensorbasiert zu bestimmen. Stattdessen verwendete Modelle sind jedoch wesentlich ungenauer. Grundsätzlich können jedoch sowohl gemessene als auch modellierte Werte vom tatsächlichen Emissionswert abweichen. Solche Abweichungen werden im Folgenden als „Unsicherheit“ bzw. „Toleranz“ bezeichnet. Es kann sich beispielsweise um eine Messungenauigkeit eines Sensors oder eine Modellungenauigkeit eines Modells handeln.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur genaueren Bestimmung eines aktuellen Unsicherheitswerts und zu dessen Verwendung beim Betrieb einer Brennkraftmaschine. Insbesondere kann der effektive aktuelle Unsicherheitswert für den bestimmten Zeitpunkt bei einer Ansteuerung des Antriebsstrangs und/oder bei einer Bewertung des aktuellen Emissionswerts bzw. Emissionsniveaus verwendet werden.
Die Verwendung bei der Ansteuerung führt insbesondere zur Reduzierung von Emissionen, d.h. von Schadstoffen, insbesondere sog. Endrohr-Emissionen, während eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs. Hierunter fallen nicht nur Fahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine als einzige Antriebsquelle, sondern insbesondere auch sog. Hybridfahrzeuge mit Brennkraftmaschine und einer oder mehreren elektrischen Maschinen zum Antrieb. Solange eine Brennkraftmaschine zumindest zeitweise betrieben wird, ist eine Reduzierung von Emissionen wünschenswert. Der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs umfasst dabei neben der Brennkraftmaschine insbesondere auch eine Abgasanlage bzw. eine Abgasnachbehandlungsanlage. Als Emissionskomponente kommen insbesondere Stickoxid (NOx), Kohlenstoffdioxid (CO₂), Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC), Ammoniak (NH₃) oder Partikel bzw. deren Anzahl oder Masse, insbesondere Feinstaub, in Betracht.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Nutzung einer emissionsbasierten Regelung mit genaueren Toleranzniveaus bei der Emissionsbestimmung der einzelnen Emissionskomponenten während des jeweiligen Fahrzyklus. Andererseits kann mit genaueren Emissionsunsicherheiten die Aussagekraft gemessener bzw. modellierter Emissionsniveaus bewertet werden. Dies kann sowohl für OBM (onboard monitoring) als auch für anderweitige Diagnosen relevant sein.
Im Einzelnen wird dazu ein effektiver aktueller Unsicherheitswert zu einem Emissionswert für einen bestimmten Zeitpunkt beim Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine ermittelt, wobei zu unterschiedlichen Zeitpunkten je ein aktueller Emissionswert und je ein aktueller Unsicherheitswert zu dem Emissionswert bestimmt werden, wobei der effektive aktuelle Unsicherheitswert für den bestimmten Zeitpunkt aus aktuellen Unsicherheitswerten und aktuellen Emissionswerten vor dem bestimmten Zeitpunkt bestimmt wird. Insbesondere kann dies im Wege einer emissionswertbasierten Gewichtung erfolgen (d.h. der effektive aktuelle Unsicherheitswert für den bestimmten Zeitpunkt wird aus mit dem jeweiligen aktuellen Emissionswert gewichteten aktuellen Unsicherheitswerten vor dem bestimmten Zeitpunkt bestimmt), so dass der Einfluss der einzelnen aktuellen Unsicherheitswerte auf den effektiven aktuellen Unsicherheitswert genauer dargestellt wird. Der Zeitraum vor bzw. bis zu dem bestimmten Zeitpunkt, der für die Berechnung herangezogen wird, kann vorzugsweise anwendungsabhängig vom Fachmann ausgewählt werden. Er geht jedenfalls zweckmäßigerweise dem bestimmten Zeitpunkt möglichst unmittelbar voraus. Je kürzer der Zeitraum ist, desto mehr entspricht das Ergebnis dem aktuellen Wert; je länger der Zeitraum ist, desto mehr entspricht das Ergebnis einer zeitlichen „Glättung“ bzw. „Integration“. Beispielsweise kann der effektive aktuelle Unsicherheitswert für den bestimmten Zeitpunkt gemäß einem gleitendenden oder gewichteten Mittelwert oder einer exponentiellen Glättung bestimmt werden.
Vorzugsweise wird ein aktueller Istwert einer Emissionskomponente als der aktuelle Emissionswert ermittelt, insbesondere mittels eines entsprechenden Sensors gemessen oder mittels eines entsprechenden Rechenmodells bestimmt („modelliert“), wobei der Istwert der Emissionskomponente durch Ausgabe wenigstens eines Stellgrößenwerts an den Antriebsstrang auf einen Sollwert geregelt wird, wenn sich der Istwert in einem Regelbereich oberhalb eines Minimalwertbereichs und unterhalb eines Maximalwertbereichs befindet. Dabei wird eine Höhe des Minimalwertbereichs und/oder des Maximalwertbereichs toleranzabhängig, d.h. abhängig von dem effektiven aktuellen Unsicherheitswert, vorgegeben.
Vorzugsweise wird der Maximalwertbereich nach oben durch einen Maximalwert bzw. oberen Grenzwert begrenzt, der sinnvollerweise durch gesetzliche Vorschriften definiert wird. Unterhalb des Maximalwerts liegt der Maximalwertbereich, der dem effektiven aktuellen Unsicherheitswert entspricht. Vorzugsweise wird der Minimalwertbereich nach unten durch einen Minimalwert bzw. unteren Grenzwert begrenzt, der sinnvollerweise durch motorische Voraussetzungen (z.B. zur Gewährleistung einer stabilen Verbrennung o.ä.) definiert wird. Oberhalb des Minimalwerts liegt der Minimalwertbereich, der ebenfalls dem effektiven aktuellen Unsicherheitswert entspricht. Auf diese Weise kann der effektive aktuelle Unsicherheitswert besonders effektiv für die Steuerung des Antriebsstrangs verwendet werden.
Insbesondere wird ein maximaler Stellgrößenwert an den Antriebsstrang ausgegeben, wenn sich der Istwert mindestens in dem Maximalwertbereich befindet, und ein minimaler Stellgrößenwert (kann auch Null sein, d.h. „Regelung aus“) an den Antriebsstrang ausgegeben wird, wenn sich der Istwert höchstens in dem Minimalwertbereich befindet. Somit kann das jeweilige Emissionsniveau vorzugsweise innerhalb des Regelbereichs gehalten werden.
Die Möglichkeit der Regelung (bzw. „des Reglers“), diesen Regelbereich einzuhalten, wird im Folgenden als „zielgerichtete Regelung“ bezeichnet. Oberhalb des Regelbereichs greift die Regelung maximal ein, wird jedoch eine vorübergehende Emissionsüberschreitung nicht immer verhindern, sondern nur verkürzen können. Unterhalb des Regelbereichs greift die Regelung minimal ein bzw. wird ganz deaktiviert, um Verschlechterungen der Fahrbarkeit und des Verbrauchs zu vermeiden.
Insbesondere die Zeitabhängigkeit des effektiven aktuellen Unsicherheitswerts führt dazu, dass sich auch die Größe bzw. Höhe des Regelbereichs über die Zeit ändert. Im Extremfall, bei großen Unsicherheiten, kann der Regelbereich komplett verschwinden, sodass keine zielgerichtete Regelung möglich ist. Der Vorteil der Verwendung eines zeitabhängigen Regelbereichs besteht darin, dass bei hoher Unsicherheit nicht zielgerichtete Eingriffe der emissionsbasierten Regelung im Minimalwertbereich vermieden werden und es somit zu keiner Verschlechterung der Fahrbarkeit oder des Verbrauchs kommt.
Um die Emissionen bzw. Endrohr-Emissionen zu reduzieren, kommen dabei verschiedene Vorgehen- bzw. Verfahrensweisen in Betracht, die durch entsprechende Vorgabe zugehöriger Stellgrößen erreicht werden können. Es können die Roh-Emissionen der Brennraftmaschine (d.h. die verbrennungsmotorischen Roh-Emissionen) reduziert werden, indem beispielsweise wenigstens ein Verbrennungsparameter (z.B. Einspritzdauer, Einspritzmenge, Anzahl und Zeitpunkte von Einspritzungen, Zündzeitpunkt(e), Luftmenge) verändert wird. Es kann die Katalysatoreffizienz erhöht werden, z.B. durch Aufheizen der Abgasanlage und/oder Variation der NSC-Regenerationsstrategie. Es kann eine Betriebspunktverschiebung der Brennkraftmaschine, ggf. in Kombination mit einer elektrischen Maschine, vorgenommen werden, z.B. durch Auf- und Ablasten im Rahmen einer Hybridbetriebsstrategie, bis hin zum rein elektrischen Fahren oder das Zuschalten von Zusatzverbrauchern. Es kann eine Auswahl eines Gangs des Getriebes verändert werden. Ebenso können zwei oder mehrere dieser Vorgehensweisen kombiniert bzw. verwendet werden. Die zugehörigen Stellgrößen (bzw. Stellglieder) umfassen dabei insbesondere eine Drehzahl, eine Einspritzcharakteristik bzw. Einspritzvorgaben oder einen Betriebsmodus der Abgasnachbehandlungsanlage (inkl. Katalysatoren) und dergleichen.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit Brennkraftmaschine und Katalysator, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
2 zeigt einen Regelbereich für eine Emissionskomponente in Abhängigkeit von der Zeit, wie er sich im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergeben kann.
3 zeigt einen beispielhaften Verlauf einer Emissionskomponente und Toleranz und daraus abgeleiteter Größen, wie sie im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergeben können.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist ein Antriebsstrang eines Fahrzeugs, wie er im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Antriebsstrang 100 umfasst eine Brennkraftmaschine 110, hier beispielsweise mit sechs angedeuteten Zylindern, ein Abgassystem 120, das mehrere Reinigungskomponenten 122, 124, z.B. Katalysatoren und/oder Partikelfilter, aufweist, sowie eine Recheneinheit 130, die zur Steuerung von Brennkraftmaschine 110 und Abgassystem 120 eingerichtet und mit diesen datenleitend verbunden ist. Ferner ist die Recheneinheit 130 in dem dargestellten Beispiel mit Sensoren 112, 121, 123, 127 datenleitend verbunden, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 110 und/oder des Abgassystems 120 erfassen. Es versteht sich, dass weitere Sensoren vorhanden sein können, die nicht dargestellt sind.
Die Recheneinheit 130 umfasst in dem hier dargestellten Beispiel einen Datenspeicher 132, in dem beispielsweise Rechenvorschriften und/oder Parameter (z.B. Schwellwerte, Kenngrößen der Brennkraftmaschine 110 und/oder des Abgassystems 120 o.Ä.) abgelegt sein können.
Die Brennkraftmaschine 110 treibt Räder 140 an und kann in bestimmten Betriebsphasen auch von den Rädern angetrieben werden (z.B. sog. Schubbetrieb) In 2 ist ein Regelbereich für eine Emissionskomponente in Abhängigkeit von der Zeit, wie er sich im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergeben kann, dargestellt. In einem Diagramm 200 ist das Regelverhalten für unterschiedliche Istwerte E einer Emissionskomponente gegen die Zeit t aufgetragen. Ein Regelbereich, wie er sich im Rahmen der Erfindung ergibt, ist mit 201 bezeichnet. Der Regelbereich 201 definiert denjenigen Bereich, in welchem sich ein jeweils aktueller Istwert der Emissionskomponente E zu einem jeweiligen Zeitpunkt befinden soll, und ist nach unten durch einen Minimalwertbereich 202 und nach oben durch einen Maximalwertbereich 203 begrenzt.
Der Minimalwertbereich 202 wiederum ist nach unten durch einen Minimalwert 202a und nach oben durch einen Minimaltoleranzwert 202b, der einer Summe aus einer aktuellen Toleranz und dem Minimalwert 202a entspricht, begrenzt. Ebenso ist der Maximalwertbereich 203 nach oben durch einen Maximalwert 203a und nach unten durch einen Maximaltoleranzwert 203b beschränkt, deren Differenz ebenfalls der aktuellen Toleranz entspricht.
Zweckmäßigerweise wird der Minimalwert 202a durch motorische Bedingungen zur Sicherstellung einer Verbrennung und der Maximalwert 203a durch gesetzliche Vorschriften zur Vermeidung hoher Emissionen bestimmt.
Der obere Toleranzwert 203b, Grenze_oben, kann beispielsweise aus dem Maximalwert 203a, Emissionsgrenze_oben, und der zeitabhängigen Toleranz Tol_eff berechnet werden gemäß: $G r e n z e_{o b e n} = \frac{E m i s s i o n s g r e n z e_{o b e n}}{(1 + T o l_{e f f})}$
Der untere Toleranzwert 202b, Grenze_unten, kann beispielsweise aus dem Minimalwert 202a, Emissionsgrenze_unten, und der zeitabhängigen Toleranz Tol_eff berechnet werden gemäß: $G r e n z e_{u n t e n} = E m i s s i o n s g r e n z e_{u n t e n} \cdot (1 + T o l_{e f f})$
Jenseits der Grenzen ist entweder das Einhalten der gesetzlichen Grenzwerte nicht mehr garantiert oder es kommt zu einem unnötig häufigen Eingriff des emissionsbasierten Reglers und damit zu Fahrbarkeits- bzw. Verbrauchsverschlechterungen, oder sogar beides gleichzeitig.
Es ist erkennbar, dass zu Beginn des Betriebs zwischen einem Zeitpunkt t = 0 und einem Zeitpunkt t = t₀ Minimalwertbereich 202 und Maximalwertbereich 203 zusammen (bzw. die Toleranz Tol_eff) so groß sind, dass kein Regelbereich existiert. Ab dem Zeitpunkt t = t₀, an welchem sich der untere Toleranzwert 202b und der obere Toleranzwert 203b schneiden, liegt der Regelbereich 201 vor, der anschließend mit der Zeit anwächst und immer größer wird. Die Toleranz Tol_Sp am Schnittpunkt t = t₀ errechnet sich entsprechend gemäß: $\frac{E m i s s i o n s g r e n z e_{o b e n}}{(1 + T o l_{S p})} = E m i s s i o n s g r e n z e_{u n t e n} \cdot (1 + T o l_{S p})$
$\frac{E m i s s i o n s g r e n z e_{o b e n}}{E m i s s i o n s g r e n z e_{u n t e n}} = {(1 + T o l_{S p})}^{2}$
$T o l_{S p} = \sqrt{\frac{E m i s s i o n s g r e n z e_{o b e n}}{E m i s s i o n s g r e n z e_{u n t e n}} - 1}$
Die zeitabhängige Berechnung der Toleranz basiert auf der Erkenntnis, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Fahrzyklus die Toleranz bzw. Unsicherheit der Emissionsbestimmung unterschiedlich hoch ist. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn die Emissionen über einen Sensor mit niedriger Toleranz (welche im Wesentlichen einer Messungenauigkeit entspricht) bestimmt werden, welcher jedoch zu Beginn der Fahrt noch nicht bereit ist. Es kann daher vorgesehen sein, für diese Anfangsphase unmittelbar nach dem Starten der Brennkraftmaschine (t > 0) den Emissionswert modellbasiert zu ermitteln und eine Modelltoleranz anzunehmen, die jedoch üblicherweise deutlich über einer Sensortoleranz liegt.
Wie stark sich eine Einzeltoleranz Tol(i) (d.h. Toleranz bzw. Toleranzbereich zum Schritt bzw. Zeitpunkt „i“) auf die Gesamttoleranz Tol_ges auswirkt, hängt davon ab, wie hoch die generierte Emissionsmasse innerhalb der einzelnen Toleranzen im Verhältnis zur Gesamtmasse ist. Die Gesamttoleranz Tol_ges andererseits ergibt sich dann zu: $T o l_{g e s} = \frac{\sum_{i = 1}^{i = k} m E m i_{i} \cdot T o_{l}}{m E m i_{g e s}}$
Dabei steht mEmi(i) für die Emissionsmasse, die zur Zeit i erzeugt wurde. Der Index k entspricht der Anzahl der verschiedenen Toleranzbereiche und im Grenzfall der Anzahl der Messpunkte.
Durch das Gewichten der Einzeltoleranz mit der Emissionsmenge wird die Auswirkung auf die Gesamttoleranz richtig dargestellt. Eine hohe Toleranz bei niedrigem Emissionsmassenstrom hat eine deutlich geringere Auswirkung auf die Gesamttoleranz als bei einem hohen Massenstrom. Deswegen wird die Berechnung über die Strecke diskretisiert.
Zur Beurteilung der effektiven Toleranz Tol_ExpSmotng(t) zu einem Zeitpunkt t (innerhalb eines kürzeren Zeitintervalls als der Gesamtfahrtstrecke) wird die effektive Toleranz auf Basis einer exponentiellen Glättung berechnet: $\frac{\begin{matrix} T o l E x p S m o t n g (t) = \\ α \cdot m E m i (t) \cdot T o l (t) + \sum_{i = 1}^{t - 1} [{(1 - α)}^{i} \cdot (m E m i (t - i) \cdot T o l (t - i))] \end{matrix}}{α \cdot m E m i (t) + \sum_{i = 1}^{t - 1} [{(1 - α)}^{i} \cdot m E m i (t - i)]}$
Dabei steht α für den Glättungsfaktor bzw. Gegenwartsfaktor und i gibt an, wie weit der jeweilige Zeitschritt in der Vergangenheit liegt. Diese Berechnung erlaubt es, länger zurückliegende Emissionen und Toleranzen geringer zu gewichten und dadurch auf Änderungen im aktuellen Toleranzniveau besser zu reagieren, als wenn man alle Messpunkte nur massenabhängig gewichtet, wie in Gleichung (1). Es können jedoch auch andere Glättungsmethoden wie z.B. ein gleitendender oder gewichteter Mittelwert verwendet werden.
Die in Gleichung (2) dargestellte Berechnung entspricht einer exponentiellen Glättung. Dabei werden die Streckenabschnitts-Emissionen mEmi mit der gemittelten Toleranz Tol für diesen Streckenabschnitt multipliziert und dann aufintegriert/aufsummiert. Die jeweiligen Toleranzen ergeben sich aus der Toleranz des Sensors (meist abhängig von der Konzentration der Emission, je niedriger die Konzentration, desto höher die Toleranz) bzw. aus dem Fehler des verwendeten Emissionsmodells (meist abhängig vom Betriebspunkt, z.B. beim kalten Motor weniger genau als beim warmen).
Die einzelnen Parameter mEmi und Tol für den Streckenabschnitt i werden fortwährend berechnet. Je weiter diese in der Vergangenheit liegen, desto geringer ist deren Einfluss auf die aktuelle Toleranz nach Streckenabschnitt t.
Die Glättung dient dazu, die Toleranz der aktuellen (und ebenfalls geglätteten) Emissionen richtig zu bewerten:

Gesamtemissionen benötigen eine Gesamttoleranz
Geglättete Emissionen benötigen eine geglättete Toleranz

In 3a ist ein beispielhafter Verlauf eines Emissionswerts in beliebigen Einheiten gegen eine Anzahl n von Messpunkten aufgetragen und mit 301 bezeichnet. Mit 302 ist ein exponentiell geglätteter Verlauf dargestellt.
In 3b ist eine jeweils aktuelle Toleranz mit 303, eine effektive Gesamttoleranz für die gesamte Fahrtstrecke gemäß Gleichung 1 mit 304 und eine auf exponentieller Glättung gemäß Gleichung 2 basierende effektive Toleranz mit 305 bezeichnet.
Die aktuelle Toleranz ist bekannt, für einen Sensor z.B. aus dessen technischen Daten (z.B. 10% Abweichung bei einem Messwert >100ppm) und für ein Modell aus dessen Verifikation bei der Modellerstellung (so ist es z.B. möglich, dass bei kaltem Motor ein Modell eine höhere Toleranz aufweist als beim warmen).
Anhand der Toleranzen in 3b lassen sich dann im konkreten Anwendungsfall die Eingriffsgrenzen in 2 berechnen, bzw. Diagnosen bewerten.

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines effektiven aktuellen Unsicherheitswerts (304, 305) zu einem Emissionswert (301, 302) für einen bestimmten Zeitpunkt beim Betreiben eines Antriebsstrangs (100) eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine (110), wobei zu unterschiedlichen Zeitpunkten (n) je ein aktueller Emissionswert (301) und je ein aktueller Unsicherheitswert (303) zu dem Emissionswert bestimmt werden, wobei der effektive aktuelle Unsicherheitswert (304, 305) für den bestimmten Zeitpunkt aus aktuellen Unsicherheitswerten (303) und aktuellen Emissionswerten (301) vor dem bestimmten Zeitpunkt bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der effektive aktuelle Unsicherheitswert (304, 305) für den bestimmten Zeitpunkt aus mit dem jeweiligen aktuellen Emissionswert (301) gewichteten aktuellen Unsicherheitswerten (303) vor dem bestimmten Zeitpunkt bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der effektive aktuelle Unsicherheitswert (304, 305) für den bestimmten Zeitpunkt gemäß einem gleitendenden oder gewichteten Mittelwert oder einer exponentiellen Glättung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der effektive aktuelle Unsicherheitswert (304, 305) für den bestimmten Zeitpunkt bei einer Ansteuerung des Antriebsstrangs (100) und/oder bei einer Bewertung des aktuellen Emissionswerts verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein aktueller Istwert einer Emissionskomponente als der aktuelle Emissionswert (301) ermittelt wird, wobei der Istwert der Emissionskomponente durch Ausgabe eines Stellgrößenwerts an den Antriebsstrang (100) auf einen Sollwert geregelt wird, wenn sich der Istwert in einem Regelbereich (201) oberhalb eines Minimalwertbereichs (202) und unterhalb eines Maximalwertbereichs befindet, wobei der Maximalwertbereich (203) aus einem Maximalwert (203a) als obere Grenze und dem sich darunter anschließenden effektiven aktuellen Unsicherheitswert (304, 305) bestimmt wird, und/oder wobei der Minimalwertbereich (202) aus einem Minimalwert (202a) als untere Grenze und dem sich darüber anschließenden effektiven aktuellen Unsicherheitswert (304, 305) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein maximaler Stellgrößenwert an den Antriebsstrang (100) ausgegeben wird, wenn sich der Istwert mindestens in dem Maximalwertbereich (203) befindet, und/oder wobei ein minimaler Stellgrößenwert an den Antriebsstrang (100) ausgegeben wird, wenn sich der Istwert höchstens in dem Minimalwertbereich (202) befindet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Antriebsstrang (100) eine Brennkraftmaschine (110) und ein zugehöriges Abgassystem (120) aufweist, wobei der Istwert der Emissionskomponente in dem Abgassystem (120) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der aktuelle Emissionswert mittels eines Sensors (112, 121, 123, 127) und/oder mittels eines Rechenmodells (130, 132) bestimmt wird.
Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.