DE112013004543T5

DE112013004543T5 - Regelung einer Temperatur in einem Abgasnachbehandlungssystem

Info

Publication number: DE112013004543T5
Application number: DE112013004543.5T
Authority: DE
Inventors: Ola Stenlåås; Fredrik Roos
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-06-03
Also published as: SE1351153A1; SE539219C2; WO2014055018A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Temperatur in einer Abgasanlage in einem Kraftfahrzeug durch Steuern seines Antriebsstrangs, wobei das Kraftfahrzeug umfasst: einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor umfasst, der über eine Kupplungseinrichtung mit einem stufenlosen Getriebe verbunden sein kann, und eine Abgasanlage, die zur Abführung eines Abgasstroms aus dem Verbrennungsmotor eingerichtet ist; wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: – Steuern des stufenlosen Getriebes und einer in dem Kraftfahrzeug angebrachten Hilfsbremse auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter P1 für die Regelung einer Temperatur TEx in der Abgasanlage, wobei mindestens ein Parameter von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P1 eine erste Temperaturdifferenz zwischen einer ersten Temperatur T1 in der Abgasanlage und einer Bezugstemperatur TRef ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, ein Computerprogrammprodukt, ein System und ein Kraftfahrzeug, das ein solches System umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Temperatur in einer Abgasanlage durch Steuern eines Kraftfahrzeugantriebstrangs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, ein Computerprogrammprodukt, ein System und ein Kraftfahrzeug, das ein solches System umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Aus Gründen der Umweltverschmutzung und Luftqualität, vor allem in städtischen Gebieten, wurden in vielen Staaten Gesetze und Regelungen für Abgasemissionen von Kraftfahrzeugen konzipiert. Diese Gesetze und Regelungen bestehen häufig aus einer Reihe von Anforderungen, die zulässige Grenzen für Abgasemissionen (Emissionsnormen) von mit Verbrennungsmotoren ausgestattete Kraftfahrzeuge definieren. Oft werden zum Beispiel Emissionsgrenzwerte für Stickstoffoxide (NO_x), Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Partikel für die meisten Fahrzeugtypen geregelt.
Um solche Emissionsnormen einzuhalten, werden die durch das Verbrennen in Verbrennungsmotoren verursachten Abgase nachbehandelt (gereinigt). Zum Beispiel kann ein so genannter katalytischer Reinigungsprozess verwendet werden, weshalb Nachbehandlungssysteme üblicherweise einen Katalysator umfassen. Ferner können Nachbehandlungssysteme alternativ oder in Kombination mit einem oder mehreren Katalysatoren, andere Komponenten, zum Beispiel einen oder mehrere Partikelfilter, umfassen.
1 zeigt den Verbrennungsmotor 101 eines Kraftfahrzeugs 100, in dem der durch die Verbrennung erzeugte Abgasstrom über einen Turbolader 220 geleitet wird. Der Abgasstrom wird anschließend über ein Rohr 204 (durch Pfeile angedeutet) und über einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) 205 zu einem Partikelfilter (Dieselpartikelfilter, DPF) 202 geleitet. Ferner umfasst das Nachbehandlungssystem einen SCR-Katalysator 201 (selektive katalytische Reduktion – selektive catalytic reduction, SCR), der dem Partikelfilter 202 nachgelagert ist, der Ammoniak (NH₃), oder eine Zusammensetzung aus der Ammoniak erzeugt/gebildet werden kann, als Zusatzstoff für die Reduzierung der Menge an Stickstoffoxiden NO_x verwendet. Der Partikelfilter 202 kann alternativ dem SCR-Katalysator 201 nachgelagert sein. Der Diesel-Oxidationskatalysator DOC 205 weist mehrere Funktionen auf und verwendet den Überschuss an Luft, den der Motorprozess allgemein im Abgasstrom produziert, zusammen mit einer Edelmetallbeschichtung im Diesel-Oxidationskatalysator als chemischen Reaktor. Der Diesel-Oxidationskatalysator wird in der Regel in erster Linie verwendet, um restliche Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgasstrom zu Kohlendioxid, Wasser und Wärme zu oxidieren, und zur Umwandlung des Stickstoffmonoxids zu Stickstoffdioxid.
Im Zusammenhang mit der Verbrennung von Kraftstoff in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors (Zylinder) werden Rußpartikel gebildet. Deshalb wird der Partikelfilter verwendet, um Rußpartikel abzufangen, und funktioniert somit in der Weise, dass der Abgasstrom durch eine Filterstruktur geleitet wird, in der Rußpartikel aus dem vorbeiströmenden Abgasstrom abgefangen und im Partikelfilter gespeichert werden. Wird das Fahrzeug gefahren, wird der Partikelfilter mit Ruß gefüllt, und früher oder später muss der Ruß aus dem Filter entleert werden, was üblicherweise mit Hilfe einer so genannten Regeneration erreicht wird. Diese Regeneration hat zur Folge, dass die Rußpartikel (hauptsächlich Kohlenstoffpartikel) in einem oder mehreren chemischen Prozessen zu Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid umgewandelt werden. Regeneration kann auf verschiedene Weise erfolgen und kann zum Beispiel mithilfe der so genannten NO₂-basierten Regeneration, oft auch passive Regeneration genannt, oder durch so genannte sauerstoff(O₂)-basierte Regeneration, auch aktive Regeneration genannt, erfolgen.
Im Zusammenhang mit passiver Regeneration werden Stickstoffoxid und Kohlenstoffoxid in einer Reaktion zwischen Kohlenstoff und Stickstoffdioxid gemäß z. B. Gleichung 1 gebildet: NO₂ + C = NO + CO (1)
Die passive Regeneration ist jedoch stark von der Verfügbarkeit von Stickstoffdioxid abhängig. Wenn die Zufuhr von Stickstoffdioxid verringert ist, verringert sich die Regenerationsgeschwindigkeit ebenfalls. Die Zufuhr von Stickstoffdioxid kann z. B. verringert sein, wenn die Bildung von Stickstoffdioxid behindert wird, was z. B. auftreten kann, wenn eine oder mehrere Komponenten im Nachbehandlungssystem durch Schwefel verunreinigt sind, was in der Regel bei zumindest einigen Kraftstoffarten, z. B. Diesel auftritt. Konkurrierende chemische Reaktionen behindern die Stickstoffdioxidverwandlung ebenfalls.
Der Vorteil der passiven Regeneration besteht darin, dass gewünschte Reaktionsgeschwindigkeiten und somit die Geschwindigkeit, mit der der Filter entleert wird, bei einer niedrigeren Temperatur erreicht werden. Typischerweise erfolgt die Regeneration des Partikelfilters während passiver Regeneration bei Temperaturen im Bereich von 200°C bis 500°C, Temperaturen im höheren Bereich dieses Bereiches werden jedoch in der Regel bevorzugt. Ungeachtet dessen stellt dies somit, im Vergleich zu dem wesentlich niedrigeren Temperaturbereich bei aktiver Regeneration, einen großen Vorteil dar, wenn z. B. ein SCR-Katalysator vorhanden ist, da keine Gefahr besteht, dass ein so hohes Temperaturniveau erreicht wird, dass die Gefahr einer Beschädigung des SCR-Katalysators besteht. Dennoch ist es wichtig, dass eine relativ hohe Temperatur erreicht wird, damit eine wirksame passive Regeneration stattfinden kann.
Im Falle einer aktiven Regeneration, sogenannte sauerstoff(O₂)-basierte Regeneration, erfolgt ein chemischer Prozess hauptsächlich gemäß Gleichung 2: C + O₂ = CO₂ + Wärme (2)
Somit werden Kohlenstoff plus Sauerstoff, bei der aktiven Regeneration, zu Kohlendioxid plus Wärme umgewandelt. Diese chemische Reaktion ist stark temperaturabhängig und erfordert relativ hohe Filtertemperaturen, damit überhaupt eine beträchtliche Reaktionsgeschwindigkeit entstehen kann. Typischerweise ist eine minimale Partikelfiltertemperatur von 500°C erforderlich, aber vorzugsweise sollte die Filtertemperatur noch höher sein, damit die Regeneration mit der gewünschten Geschwindigkeit erfolgen kann.
Häufig wird die maximale Temperatur, die bei der aktiven Regeneration verwendet werden kann, durch die Toleranzen für einige der im Nachbehandlungssystem/in der Abgasanlage umfassten Komponenten beschränkt. Zum Beispiel weisen der Partikelfilter 202 und/oder (gegebenenfalls) ein nachfolgender SCR-Katalysator oft konstruktionstechnische Beschränkungen hinsichtlich der maximalen Temperatur auf, der sie ausgesetzt werden können. Das hat zur Folge, dass die aktive Regeneration eine maximale Komponententemperatur aufweisen kann, die häufig unerwünscht niedrig ist. Gleichzeitig ist eine sehr hohe minimale Temperatur erforderlich, damit überhaupt eine brauchbare Reaktionsgeschwindigkeit entstehen kann. Bei der aktiven Regeneration wird die Rußladung in der Regel im Partikelfilter 202 im Wesentlichen vollständig verbrannt. Das bedeutet, dass eine totale Regeneration des Partikelfilters erreicht wird, nach der das Rußniveau im Partikelfilter im Wesentlichen 0% ist. Heutzutage ist es bei Fahrzeugen zunehmend üblich, dass sie zusätzlich zu einem Partikelfilter 202 mit einem SCR-Katalysator 201 ausgestattet sind, weshalb eine aktive Regeneration Probleme in Form von Überhitzung für den nachfolgenden SCR-Katalysatorbehandlungsprozess zur Folge haben kann.
Abhängig davon, wie ein Fahrzeug gefahren wird, schwankt die Temperatur des sich aus der Verbrennung ergebenden Abgasstroms. Wenn der Verbrennungsmotor schwer arbeitet, wird der Abgasstrom eine höhere Temperatur beibehalten, und umgekehrt, wenn die Last des Verbrennungsmotors relativ niedrig ist, wird die Temperatur des Abgasstroms wesentlich niedriger sein. Wenn das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum so gefahren wird, dass die Temperatur des Abgasstroms relativ niedrige Temperaturen beibehält, wie etwa Temperaturen unter 150°C bis 300°C, wird eine Verschlechterung der Funktion des Diesel-Oxidationskatalysators 205 auftreten, aufgrund der Reaktion des Schwefels, der üblicherweise im Kraftstoff in verschiedenen Formen vorliegt, mit der aktiven Beschichtung des Diesel-Oxidationskatalysators 205, die üblicherweise ein oder mehrere Edelmetalle oder andere geeignete Metalle wie Aluminium umfasst. Bei Temperaturen unter 150°C bis 250°C wird zum Beispiel ein SCR-Katalysator nicht gut funktionieren. Andererseits, wenn das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum so gefahren wird, dass die Temperatur des Abgasstroms eine relativ hohe Temperatur beibehält, bedeutet das, dass aktive Regeneration mit der gewünschten Geschwindigkeit stattfinden kann. Die Temperatur im Abgasstrom darf jedoch, wie schon erwähnt, eine maximale erlaubte Temperatur, die wärmeempfindliche Komponenten im Nachbehandlungssystem beschädigt, nicht überschreiten.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, die die Probleme und/oder Nachteile der Lösungen nach dem Stand der Technik für die Regelung einer Temperatur in einer Abgasanlage ganz oder teilweise löst.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Regelung einer Temperatur in einer Abgasanlage in einem Kraftfahrzeug durch Steuern seines Antriebsstrangs, wobei das Kraftfahrzeug umfasst: einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor umfasst, der über eine Kupplungseinrichtung mit einem stufenlosen Getriebe verbunden sein kann, und eine Abgasanlage, die zur Abführung eines Abgasstroms aus dem Verbrennungsmotor eingerichtet ist; wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst:

– Steuern des stufenlosen Getriebes und einer in dem Kraftfahrzeug angebrachten Hilfsbremse auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter P₁ für die Regelung einer Temperatur T_Ex in der Abgasanlage, wobei mindestens ein Parameter von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine erste Temperaturdifferenz zwischen einer ersten Temperatur T₁ in der Abgasanlage und einer Bezugstemperatur T_Ref ist.

Verschiedene Ausführungsformen des oben genannten Verfahrens werden in den nicht unabhängigen Patentansprüchen, die das Verfahren umfasst, definiert. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann auch in einem Computerprogramm implementiert sein, das bei Ausführung in einem Computer erreicht, dass der Computer das erfindungsgemäße Verfahren durchführt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein System, das zum Steuern einer oder mehrerer Funktionen in einem Kraftfahrzeug eingerichtet ist, wobei das Kraftfahrzeug umfasst: einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor umfasst, der über eine Kupplungseinrichtung mit einem stufenlosen Getriebe verbunden sein kann, und eine Abgasanlage, die zur Abführung eines Abgasstroms aus dem Verbrennungsmotor eingerichtet ist; wobei das System eine Steuereinrichtung umfasst, die eingerichtet ist zum Steuern des stufenlosen Getriebes und einer in dem Kraftfahrzeug angebrachten Hilfsbremse auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter P₁ für die Regelung einer Temperatur T_Ex in der Abgasanlage, wobei mindestens ein Parameter von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine erste Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T₁ in der Abgasanlage und einer Bezugstemperatur T_Ref ist.
Das obengenannte System ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, wie etwa einem Bus, einem Lastwagen oder einem anderen ähnlichen Kraftfahrzeug angeordnet.
Mit einem Verfahren oder einem System gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte Lösung für die Regelung/Steuerung einer Temperatur in einem Abgasstrom in einem Kraftfahrzeug erreicht. Zum Beispiel erleichtert die Erfindung die Regelung der Temperatur in den Betriebsfällen, in denen die Regelung der Temperatur mit den Lösungen des Standes der Technik nicht möglich oder ausreichend gewesen ist. Das gilt insbesondere für die Betriebsfälle, in denen der Motor eine geringe Last aufweist oder die Außentemperaturen niedrig sind. Ein Beispiel für eine geringe Last des Motors ist z. B. beim Abbremsen (Motorbremsung) des Fahrzeugs, wenn Luft durch die Abgasanlage gepumpt wird.
Mit der Temperaturregelung gemäß der vorliegenden Erfindung können Komponenten in der Abgasanlage, wie etwa Partikelfilter und Katalysatoren, effizient arbeiten, da die Temperatur in der Abgasanlage schnell und mit hoher Präzision an die optimale Betriebstemperatur der Komponenten angepasst werden kann. Die Gefahr, dass Komponenten in der Abgasanlage wegen Überhitzung beschädigt werden, wird somit ebenfalls verringert.
Ferner stellt die Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik ein kraftstoffsparenderes Verfahren zum Erreichen einer gewünschten Temperatur oder zum Halten/Aufrechterhalten einer aktuellen Temperatur in der Abgasanlage bereit. Mit der Regelung der Temperatur durch Steuern des Antriebsstrangs und einer Hilfsbremse gemäß der Erfindung können Maßnahmen, die einen großen Kraftstoffverbrauch zur Folge haben, zum Beispiel die Aktivierung eines externen Heizers oder eine Motorregelung, die darauf abzielt, die Abgastemperatur durch das Reduzieren des Wirkungsgrads des Motor zu vergrößern, vermieden werden.
Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht notwendig ist, das Fahrzeug mit weiteren Teilen/Komponenten auszustatten, um die Vorteile der Erfindung zu erreichen, da bereits im Fahrzeug vorhandene Teile/Komponenten verwendet werden können, was eine große Kostenersparnis zur Folge hat.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung dargelegt.
Kurz Beschreibung der Figuren
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Systems, das einen Verbrennungsmotor und eine Abgasanlage umfasst;
2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugs;
3 eine schematische Darstellung einer Gasströmung in einem Motorsystem;
4 eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung; und
5 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
2 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 100, wie etwa ein Lastwagen, Bus oder anderes ähnliches Kraftfahrzeug. Das in 2 schematisch gezeigte Fahrzeug 100 umfasst ein Paar Vorderräder 111, 112 und ein Paar Hinterräder mit Antriebsrädern 113, 114. Das Fahrzeug umfasst auch einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor 101 (z. B. ein Dieselmotor), der über eine Ausgangswelle 102 an dem Verbrennungsmotor mit einem Getriebe 103, zum Beispiel über eine Kupplungseinrichtung 106, verbunden ist. Die Kupplungseinrichtung kann aus einer automatisch gesteuerten Kupplung bestehen und durch das Steuersystem des Fahrzeugs über eine Steuereinrichtung 115, 208, die auch das Getriebe 103 steuern kann, gesteuert werden. Eine Ausgangswelle 107 vom Getriebe 103 treibt die Antriebsräder 113, 114 über einen Radantrieb 108, wie etwa ein Differenzial, und mit dem Radantrieb 108 verbundenen Antriebswellen 104, 105 an.
Das Fahrzeug 100 weist auch eine Abgasanlage auf, die eingerichtet ist, einen Abgasstrom abzuführen, der durch den Verbrennungsmotor 101 bei einer Verbrennung in demselben erzeugt wird. Wie in 1 gezeigt, kann die Abgasanlage ein Nachbehandlungssystem (Abgasreinigungssystem) für die Behandlung (Reinigung) von Abgasemissionen aus dem Verbrennungsmotor 101 umfassen. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Abgasanlage ein solches Nachbehandlungssystem umfasst, und zusätzlich kann die Abgasanlage andere Teile/Komponenten, wie einen Turbo, ein Schalldämpfersystem und Gasströmungssysteme zur AGR umfassen.
Das Getriebe 103 ist üblicherweise ein manuelles Getriebe; ein automatisches Getriebe, wie etwa ein Automatikgetriebe, automatisches manuelles Getriebe (Automatic Manual Transmission, AMT) oder Doppelkupplungsgetriebe (Double Clutch Transmission, DCT); oder ein stufenloses Getriebe (Continuous Variable Transmission/Infinitely Variable Transmission, CVT/IVT).
Ein manuelles Getriebe 103 ist ein Getriebe mit einer Anzahl von diskreten Gängen und ist eingerichtet, um vom Fahrer zum Einlegen oder Ausrücken von Gängen (z. B. Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge) manövriert zu werden.
Ein Automatikgetriebe weist ebenfalls eine Anzahl von Gängen auf, d. h. es umfasst mehrere diskrete Gänge. Es unterscheidet sich jedoch von einem manuellen Getriebe dadurch, dass es durch ein Steuersystem gesteuert/manövriert wird, das eine oder mehrere Steuereinrichtungen, auch ECU (elektronische Kontrolleinheit – Electronic Control Unit) genannt, umfasst. Die Steuereinrichtung oder ECU ist dazu eingerichtet, das Getriebe 103 zu steuern, zum Beispiel wenn bei einer bestimmten Drehzahl mit einem bestimmten Fahrwiderstand aus einer Gangwahl geschaltet wird. Außerdem kann die ECU die Drehzahl und das Drehmoment des Motors 101 und den Zustand des Getriebes messen. Informationen vom Motor oder dem Getriebe können an die ECU in der Form von elektrischen Kommunikationssignalen über zum Beispiel einen im Kraftfahrzeug 100 installierten so genannten CAN(Controller Area Network)-Bus gesendet werden.
Das Getriebe 103 ist schematisch als eine Einrichtung dargestellt. Es sei jedoch angemerkt, dass das Getriebe physisch auch aus mehreren zusammenwirkenden Getrieben, zum Beispiel einem so genannten Range-Getriebe, einem Hauptgetriebe und einem Split-Getriebe, bestehen kann, die entlang des Antriebsstrangs des Fahrzeugs angeordnet sind. Getriebe gemäß den oben Genannten können eine beliebige Anzahl von geeigneten diskreten Gängen umfassen. Heutige Getriebe für Lastkraftwagen weisen üblicherweise zwölf Vorwärtsgänge, zwei Rückwärtsgänge und einen Leerlauf auf.
Ein stufenloses Getriebe, auch CVT-Getriebe oder IVT-Getriebe genannt, ist eine weitere bekannte Getriebeart, die sich von den vorherigen Getriebearten unterscheidet, da sie keine Anzahl diskreter Gänge aufweist, die verschiedenen Übersetzungen entsprechen, hat aber stattdessen eine stufenlose Übersetzung. Bei dieser Getriebeart kann die Übersetzung somit innerhalb bestimmter Grenzen zur genauen gewünschten Übersetzung gesteuert werden.
In Bezug auf Hochschalten und Zurückschalten bedeutet ein Hochschalten, dass ein höherer möglicher Gang im Getriebe gewählt wird, während ein Zurückschalten bedeutet, dass ein niedrigerer möglicher Gang im Getriebe ausgewählt wird. Das gilt für Getriebe mit mehreren diskreten Gängen. Für stufenlose Getriebe können „fiktive” Gangstufen definiert werden, und das Schalten der Gänge kann auf dieselbe Weise wie für ein Getriebe mit diskreten Gangstufen erfolgen. Die übliche Art und Weise des Steuerns eines solchen stufenlosen Getriebes ist, die Übersetzung abhängig von anderen Parametern variieren zu lassen, wie unten noch näher beschrieben wird. Die Steuerung eines solchen stufenlosen Getriebes ist üblicherweise in die Steuerung der Drehzahl und des Drehmoment des Verbrennungsmotors, d. h. seines Betriebspunkts, integriert. Ein übliches Verfahren ist, dass die Steuerung des stufenlosen Getriebes auf einem aktuellen Antriebskraftbedarf basiert, z. B. berechnet auf der Basis einer Gaspedalposition und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und darauf, welcher Betriebspunkt die beste Wirkung ergibt, um den Antriebskraftbedarf zu erreichen. Die Übersetzung im stufenlosen Getriebe ist somit das Ergebnis daraus, welche Motordrehzahl zum optimalen Betriebspunkt für den aktuellen Antriebskraftbedarf führt. Auch andere Aspekte als der Wirkungsgrad können bei der Wahl des Betriebspunktes für den Motor in Betracht gezogen werden. Diese können z. B. Aspekte im Zusammenhang mit dem Laufverhalten, sein, wie etwa Drehmomentansprechzeiten, d. h. wie lange es dauert, um ein höheres Antriebsraddrehmoment zu erreichen, oder wie viel Drehmoment während eines bestimmten Zeitraums erhalten werden kann.
Ferner hat eine Aktivierung des so genannten Leerlaufs zur Folge, dass der Motor des Fahrzeugs 101 von den Antriebsrädern 110, 111 des Fahrzeugs mechanisch getrennt wird, d. h. dass der Antriebsstrang geöffnet wird, während die Deaktivierung des Leerlaufs zur Folge hat, dass der Antriebsstrang geschlossen wird. Die Trennung der Antriebsräder vom Motor kann zum Beispiel durch das Schalten des Getriebes 103 in einen Leerlauf oder durch Öffnen der Kupplungseinrichtung 106 erreicht werden. Mit anderen Worten, während des Leerlaufs wird im Wesentlichen keine Leistung durch das Getriebe vom Motor zu den Antriebsrädern übertragen.
In der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs ein stufenloses Getriebe der oben beschriebenen Art umfasst. Ferner wird davon ausgegangen, dass das Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor und eine Abgasanlage, die mit dem Verbrennungsmotor zur Abführung eines Abgasstroms aus dem Verbrennungsmotor verbunden ist, umfasst.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für die Regelung einer Temperatur in der Abgasanlage umfasst den folgenden Schritt: Steuern des stufenlosen Getriebes und einer in dem Kraftfahrzeug angebrachten Hilfsbremse auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter P₁ für die Regelung einer Temperatur T_Ex in der Abgasanlage, wobei mindestens ein Parameter von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine erste Temperaturdifferenz zwischen einer ersten Temperatur T₁ in der Abgasanlage und einer Bezugstemperatur T_Ref ist. Die Bezugstemperatur T_Ref ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine gewünschte Temperatur, d. h. eine so genannte Sollwert-Temperatur.
Eine Hilfsbremse, auch sekundäre Bremse genannt, ist eine Bremseinrichtung, die üblicherweise an Lastkraftwagen angebracht ist, und die als Ergänzung zu den üblichen Radbremsen funktioniert. Beispiele für Hilfsbremsen sind: eine Dauerbremse (hydraulische Bremse) vor oder nach dem Getriebe angebracht; eine Abgasbremse, die ein im Abgasrohr angebrachter Dämpfer ist und die die „Motorbremse” verstärkt; eine Dekompressionsbremse, die eine andere Art der Motorbremse ist; eine elektromagnetische Bremse (Elektromotor), die dieselbe Funktion wie ein Hybrid-Generator hat, aber nicht notwendigerweise eine Batterie braucht, sondern die Leistung, die in z. B. einem Widerstand erzeugt wird, verbraucht.
Wenn irgendeine dieser Hilfsbremsen aktiviert wird, wenn das Fahrzeug gefahren wird, wird die Last (Drehmoment) des Motors vergrößert, und somit wird auch die Abgastemperatur erhöht. Wenn die Hilfsbremse eine Abgasbremse, Dekompressionsbremse oder ähnliches ist, wird eine Doppelwirkung erreicht, da die Bremseinrichtung selbst die Abgase auch erwärmt und so der Wirkungsgrad der Temperaturregelungsmaßnahme im Vergleich zu z. B. der Aktivierung einer Dauerbremse vergrößert wird, bei der die Wärmeentwicklung hauptsächlich im Kühlsystem des Fahrzeugs landet. Die Erfinder haben erkannt, dass es vorteilhaft ist, auch eine oder mehrere Hilfsbremsen auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter zu steuern, um die Temperatur in der Abgasanlage zu regeln.
Der eine oder die mehreren ersten P₁ werden vorzugsweise als IN-Parameter für einen Steueralgorithmus verwendet, der eingerichtet ist, die Temperatur in der Abgasanlage auf einen gewünschten Wert durch Steuern des Antriebsstrangs (z. B. Getriebe und Kupplung) und der Hilfsbremse zu steuern. Der Steueralgorithmus kann einer aus vielen verschiedenen Arten sein und kann ein Algorithmus sein, der nur die ersten Parameter in Betracht zieht und einen oder mehrere Schwellenwerte (z. B. einen höheren und einen niedrigeren Schwellenwert) verwendet, um zu bestimmen, welche Steuermaßnahme ergriffen werden sollte. Ein fortgeschrittenerer Steueralgorithmus berücksichtigt auch andere Variablen, wie in der folgenden Beschreibung erläutert.
Bei der Verwendung von einem oder mehreren ersten Parametern P₁ für die Regelung einer Temperatur T_Ex in einer Abgasanlage durch Steuern des Antriebsstrangs und der Hilfsbremse erhält man die Möglichkeit, die Temperatur z. B. im Katalysator auf einem gewünschten Niveau zu halten, womit bestimmte Emissionsgrenzwerte des Fahrzeugs garantiert werden. Das ist auch eine kraftstoffsparende Art und Weise der Temperatursteuerung im Vergleich zu anderen Maßnahmen wie etwa das Verschlechtern des Verbrennungswirkungsgrads im Motor.
Bevorzugte Temperaturbereiche, nach denen die Temperatur in der Abgasanlage gemäß einer Ausführungsform geregelt wird, sind zum Beispiel Temperaturen über 200°C bis 250°C für eine gute NO_x Umwandlung in SCR-Katalysatoren, abhängig von Strömung und SCR-Volumen, da eine große Strömung und ein niedriges Volumen höhere Temperaturen erfordern. Für eine effiziente passive Regeneration muss die Temperatur über 250°C bis 350°C, abhängig von der NO_x/Feststoff-Anteil, wobei ein höherer Anteil niedrigere Temperaturen erfordert. Jedoch sollte die Temperatur in der Abgasanlage vorzugsweise unter 550°C bis 600°C bleiben, um eine Beschädigung der Komponenten in der Abgasanlage zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die einen oder mehreren ersten Parameter P₁ aus einer Gruppe ausgewählt, die Folgendes umfasst:

• eine erste Temperatur T₁, die eine Temperatur in einem Bereich des Abgasstroms oder einer Oberfläche, Flüssigkeit oder Substrattemperatur in irgendeinem Teil oder irgendeiner Komponente der Abgasanlage, wie einem Partikelfilter, Katalysator, Schalldämpfer, Sensor usw., sein kann; und
• eine zweite Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T₁ und einer zweiten Temperatur T₂ in der Abgasanlage. Die zweite Temperatur T₂ ist eine andere Temperatur in der Abgasanlage als die erste Temperatur T₁. Diese Temperatur T₂ kann jedoch eine Temperatur in einem Bereich des Abgasstroms oder einer Oberfläche, Flüssigkeit oder Substrattemperatur im irgendeinem Teil oder irgendeiner Komponente der Abgasanlage, wie einem Partikelfilter, Katalysator, Schalldämpfer, Sensor usw., sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Bezugstemperatur T_Ref irgendeine Temperatur an/auf einer Komponente in der Abgasanlage, wie etwa eine Temperatur einer Wand auf einer Abgaskomponente; eine Temperatur einer Flüssigkeit, die in die Abgasanlage eingespritzt wird, wie etwa die Temperatur von eingespritztem Harnstoff, Benzin oder Diesel; oder eine Temperatur in einer Komponente, die in Verbindung mit der Abgasanlage, wie etwa Steuereinrichtungen, verschiedene Arten von Sensoren/Anzeigen und Stellgliedern, installiert ist. Dadurch erhält man eine gute Funktion der Komponenten oder Prozesse und/oder kann vermeiden, dass die umfassten oder verbundenen Teile und Komponenten beschädigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Zeitableitung und/oder ein Zeitintegral der ersten Temperaturdifferenz und/oder der zweiten Temperaturdifferenz verwendet. Die Verwendung einer Zeitableitung ist vorteilhaft, wenn das Steuersystem schnell auf eine Temperaturänderung reagieren soll, wohingegen die Verwendung eines Zeitintegrals zur Folge hat, dass das Steuersystem langfristige Tendenzen in der Temperaturänderung in Betracht zieht, was für das langfristige Steuern der Temperatur im Abgasstrom vorteilhaft ist.
Die obengenannte/n aktuelle/n Temperatur und Temperaturdifferenzen und deren Funktionen können auf Sensorwerten basieren, die von einem oder mehreren Sensoren erhalten werden, die an, verbunden mit oder im Innern der Abgasanlage angeordnet sind. Signale von Sensoren können zum Beispiel über einen Kommunikationsbus oder eine drahtlose Verbindung zu einer oder mehreren Steuereinrichtungen zur Signalverarbeitung gesendet werden. Die Temperaturdifferenzen und deren Funktionen können auch auf so genannten virtuellen Sensoren basieren, d. h. auf Sensorwerten, die aus anderen realen Sensorsignalen unter Verwendung von einem oder mehreren Sensormodellen berechnet werden, wodurch so genannte aktuelle Werte bereitgestellt werden.
Der Vorteil beim Verwenden aktueller Temperaturen und Temperaturdifferenzen und deren Funktionen besteht darin, dass diese direkt für die Bestimmung der ersten Parameter P₁, ohne komplexe oder ressourcenintensive Berechnungen unter Verwendung von verschiedenen Simulationsmodellen, verwendet werden können. Somit können diese aktuellen Werte auch schnell erhalten werden.
Ferner wurde erkannt, dass die einen oder mehreren ersten Parameter P₁ berechnete (vorhergesagte) Werte sein können, z. B. ausgewählt aus der Gruppe, die Folgendes umfasst: eine berechnete erste Temperatur T₁, die eine berechnete Temperatur in einem Bereich des Abgasstroms oder einer Oberfläche, Flüssigkeit oder Substrattemperatur in einem beliebigen Teil oder einer beliebigen Komponente der Abgasanlage, wie einem Partikelfilter, Katalysator, Schalldämpfer, Sensor usw., sein kann; eine erste berechnete Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T₁ und einer Bezugstemperatur T_Ref in der Abgasanlage; eine zweite berechnete Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T₁ und einer zweiten Temperatur T₂ in der Abgasanlage. Die zweite berechnete Temperatur T₂ ist eine andere Temperatur in der Abgasanlage als die erste berechnete Temperatur T₁. Jedoch kann die zweite berechnete Temperatur T₂ auch eine Temperatur in einem Bereich des Abgasstroms oder einer Oberfläche, Flüssigkeit oder Substrattemperatur in irgendeinem Teil oder irgendeiner Komponente der Abgasanlage, wie einem Partikelfilter, einem Katalysator, Schalldämpfer, Sensor usw. sein; und eine Zeitableitung und/oder ein Zeitintegral der berechneten ersten Temperatur T₁ oder der ersten berechneten Temperaturdifferenz oder der zweiten berechneten Temperaturdifferenz. Die Vorteile der Verwendung von Zeitableitungen oder Zeitintegralen von vorhergesagten Werten sind dieselben wie diejenigen bei der Verwendung von Zeitableitungen und Zeitintegralen von aktuellen Werten.
Durch die Verwendung von einem oder mehreren ersten berechneten Parametern P₁ werden Informationen darüber erhalten, wie sich die relevanten Parameter mit der Zeit verändern, was bedeutet, dass das System für die Regelung der Temperatur in der Abgasanlage so gesteuert werden kann, dass zukünftig die gewünschten Temperaturen bestmöglich erhalten werden können. Das gilt insbesondere für langsame Systeme, in denen eine Temperatur lange braucht, um sich zu verändern, z. B. Katalysatoren oder andere Komponenten, die zur Vermeidung von Bereichsüberschreitungen bei der Regelung einer Temperatur frühe Maßnahmen verlangen.
Berechnete (vorhergesagte) Parameter bedeutet, dass sie im Voraus auf der Basis von (mathematischen) Modellen des Fahrzeugs und/oder im Fahrzeug umfassten Komponenten berechnet oder simuliert werden. Auf der Basis von einem oder mehreren berechneten ersten Parametern P₁ kann aus mehreren verschiedenen möglichen Steuerstrategien eine Steuerstrategie zum Steuern der Gänge im Getriebe ausgewählt werden. Durch das Berechnen/Simulieren wie der erste Parameter P₁ über die vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitte variieren wird, gemäß einer oder mehrerer verschiedener Steuerstrategien, kann die Steuerstrategie ausgewählt werden, die bestimmten Anforderungen entspricht, z. B. dass die Temperatur innerhalb eines vordefinierten Grenzwerts bleibt, während sie gleichzeitig auch aus einer anderen Perspektive, zum Beispiel Brennstoff und/oder Harnstoffverbrauch, optimal ist. Das oben Genannte hat deshalb zur Folge, dass der eine oder die mehreren ersten Parameter P₁ auch auf der Basis einer oder mehrerer verschiedener zukünftiger Steuerstrategien für das Getriebe berechnet werden kann. Diese Ausführungsform betrifft somit ein Rückkopplungsverfahren, bei dem ein erster oder mehrere erste Parameter P₁ für die Berechnung von einer oder mehreren Steuerstrategien verwendet werden, die auf einem oder mehreren möglichen Betriebspunkten basieren, d. h. Betriebspunkte, die unter Berücksichtigung anderer Anforderungen wie Laufverhalten oder Kraftstoffverbrauch möglicherweise verwendet werden können. Die eine oder mehreren Steuerstrategien werden anschließend verwendet, um neue ein oder mehrere erste Parameter vorherzusagen oder um die vorhandenen Parameter zu aktualisieren. Es sei ferner angemerkt, dass selbst wenn nur eine Steuerstrategie berechnet wird, die aus dieser einzigen Steuerstrategie abgeleiteten Informationen durch das Steuersystem verwendet werden können, um zu bestimmen, ob sie in vernünftiger Weise verwendet werden kann, oder ob es besser ist, das Fahrzeug mit dem aktuellen Betriebspunkt zum Steuern des Getriebes fahren zu lassen.
Wie oben erwähnt haben die Erfinder somit erkannt, dass die ein oder mehreren berechneten ersten Parameter P₁ über einen vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt berechnet werden können, zum Beispiel durch eine Simulation über den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt. Gemäß dieser Ausführungsform können die berechneten ersten Parameter P₁ auf der Basis eines oder mehrerer fahrzeugspezifischer und/oder straßenspezifischer Daten für das Fahrzeug bestimmt werden. Diese können vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt werden, die umfasst: Neigung der Straße vor dem Fahrzeug, Kurvenradien des Straßenabschnitts vor dem Fahrzeug, Geschwindigkeitsbegrenzungen des Straßenabschnitts vor dem Fahrzeug; Kraftfahrzeuggewicht; Rollwiderstand des Kraftfahrzeugs; Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs; motorspezifische Daten wie maximale Leistung, minimale Leistung, maximales Drehmoment, minimales Drehmoment, Abgasströmung, Abgasrückführungsinhalt und Lambda-Werte (d. h. Luft/Kraftstoffgemisch); und installationsspezifische Daten, wie die mögliche Anhäufung von Substanzen und/oder Freisetzung von Substanzen und/oder Umwandlung von Substanzen in der Abgasanlage und einer Oberfläche in der Abgasanlage, die mit dem Abgasstrom im Kontakt steht. Ferner können fahrerinteraktive Daten, die sich auf den Fahrstil des Fahrers beziehen, im Zusammenhang mit der Berechnung des einen oder mehreren Parameter P₁ verwendet werden, so dass das spätere Verhalten des Fahrzeugs bei der Berechnung berücksichtigt wird. Beispiele für fahrerinteraktive Daten beinhalten: die Verwendung von Blinklichtern, Gaspedalposition und Verwendung von Bremsen.
Ein Vorteil bei der Verwendung von fahrzeugspezifischen und/oder straßenspezifischen Daten für die Steuerung besteht darin, dass das System im Voraus bestimmen kann, ob irgendeine Steuerstrategie für eine oder mehrere Funktionen (z. B. Übersetzung, externe Last, externer Heizer, Regelungen des Durchflusses, usw.) verwendet werden muss, um zu vermeiden, dass die Temperatur außerhalb eines bevorzugten Temperaturbereiches gelangt. Somit wird die Verwendung von unnötigen Steuerstrategien vermieden, und das System kann proaktiv handeln, sollte irgendeine Maßnahme erforderlich sein, d. h. das System kann im Voraus handeln.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die erste Temperatur T₁ eine Temperatur im Abgasstrom, und die zweite Temperatur T₂ eine Flächen-, Flüssigkeits- oder Substrattemperatur in der Abgasanlage. Eine Oberflächentemperatur ist eine Temperatur auf einer Oberfläche der Abgasanlage oder eines Teils davon, die die Wärmeleitfähigkeit (Verluste) aus den Abgasen und die Erwärmung von Komponenten in der Abgasanlage beeinflusst. Flüssigkeitstemperatur bedeutet die Temperatur in einer Flüssigkeit, die in der Abgasanlage vorliegt, zum Beispiel Harnstoff oder Wasser. Diese Temperatur beeinflusst die Wärmeleitfähigkeit zu der Flüssigkeit und somit die Verdunstung derselben. Die letzte Temperatur, die Substrattemperatur, bedeutet die Temperatur in einem Material in z. B. einem Katalysator, einem Partikelfilter oder in einer NO_x-Falle. Die Substrattemperatur beeinflusst die Wärmeleitfähigkeit zum Abgasbehandlungssystem und die Abgasbehandlungssystemfunktion (d. h. die physischen und chemischen Prozesse). Die erste Temperatur T₁ und die zweite T₂ können ein aktuelle oder eine berechnete erste Temperatur T₁ oder zweite T₂ sein.
Ferner versteht es sich, dass der eine oder die mehreren ersten Parameter P₁, die beim Steuern des Getriebes und der Hilfsbremse verwendet werden, abhängig von der Anwendung, nur aus aktuellen Werten bestehen oder nur aus berechneten Werten bestehen können, oder eine Kombination aus aktuellen und berechneten Werten sein können.
Die Steuerung des Getriebes kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform durch das Berechnen eines Betriebspunktes für den Verbrennungsmotor auf der Basis des einen oder der mehreren ersten Parameter P₁ stattfinden. Anschließend wird der berechnete Betriebspunkt verwendet, um die Übersetzung im Getriebe zu steuern und somit die Temperatur T_Ex im Abgasstrom zu regeln. Allgemein wird ein gewünschter/optimaler Betriebspunkt aus mehreren möglichen Betriebspunkten ausgewählt, und anschließend wird der Antriebsstrang so gesteuert, z. B. durch Steuern des Getriebes in diesem Fall, dass der Motor den optimalen Betriebspunkt erreicht oder sich diesem annähert. Ein gewünschter/optimaler Betriebspunkt bedeutet ein Betriebspunkt, der unter allen möglichen Betriebspunkten der beste ist für den Zweck, den das System erreichen möchte. In diesem Fall ist der beste Betriebspunkt der Betriebspunkt, der die Temperatur in der Abgasanlage veranlasst, sich ihrer entsprechenden Bezugstemperatur so nah wie möglich anzunähern. In anderen Fällen kann es z. B. ein Betriebspunkt sein, der unter Berücksichtigung von gesetzlichen Emissionsanforderungen und eines Laufverhaltens, usw. zum niedrigsten Verbrauch von z. B. Kraftstoff oder Harnstoff führt.
Üblicherweise wird ein Getriebe mit einem Betriebspunkt gesteuert, mit dem der beste Gesamtwirkungsgrad im Antriebsstrang erreicht wird, Laufverhaltensaspekte werden üblicherweise jedoch auch in Betracht gezogen. Zum Beispiel kann die Motordrehzahl höher als optimal eingestellt werden, damit eine Drehmomentreserve verfügbar ist, wenn der Fahrer zum Beispiel vor einem ansteigendem Hang beschleunigt. Gemäß der obigen Ausführungsform wird die Temperatur in der Abgasanlage als Parameter bei der Berechnung eines Betriebspunktes für den Motor verwendet, und somit werden auch die Emissionsziele bei der Wahl eines Betriebspunktes für den Motor mit einbezogen. So kann das Emissionsziel erreicht werden, ohne dass irgendwelche zusätzlichen Kraftstoffanforderungsmaßnahmen erforderlich sind. Alternativ ist es nicht notwendig, das Fahrzeug mit zusätzlichen Teilen/Komponenten auszustatten, um beispielsweise die Temperatur des Katalysators zu halten und somit Emissionsgrenzwerte einzuhalten.
Die folgenden Grundsätze zum Steuern des stufenlosen Getriebes sind anwendbar, damit der Motor einen gewünschten berechneten Betriebspunkt erreichen kann: Wenn die Übersetzung vergrößert wird, wird die Motordrehzahl erhöht, und somit wird die Motorlast reduziert, was zu einer Reduzierung der Temperatur in der Abgasanlage und einer Zunahme der Abgasströmung führt; wenn andererseits die Übersetzung verkleinert wird, wird die Motordrehzahl reduziert und somit die Motorlast sowie die Abgasströmung erhöht, was zu einer erhöhten oder gehaltenen Temperatur T_Ex in der Abgasanlage führt. Diese Ausführungsform kann realisiert werden, indem die Übersetzung vergrößert wird, wenn ein Wert für den einen oder die mehreren ersten Parameter P₁ einen ersten Schwellenwert überschreitet, und die Übersetzung wird verkleinert, wenn ein Wert für den einen oder die mehreren ersten Parameter P₁ unter einem zweiten Schwellenwert liegt. Der erste und zweite Schwellenwert kann einen Wert annehmen oder von einem Wert abhängen, der innerhalb oder in der Nähe des zuvor besprochenen Temperaturbereiches liegt, d. h. über 200°C bis 250°C für die NO_x-Umwandlung; über 250°C bis 350°C für passive Regeneration; und unter 550°C bis 600°C, um die Beschädigung von Komponenten in der Abgasanlage zu vermeiden.
Die Berechnung des Betriebspunktes kann auf zusätzlichen Parametern basieren. Solch ein zusätzlicher Parameter betrifft einen angeforderten Antriebsleistungsbedarf, der üblicherweise verwendet wird, damit das Fahrzeug fahrbar ist, d. h. damit es Charakteristiken aufweist, so dass es auf angenehme Weise und in einer Weise gefahren werden, in der sich das Fahrzeug möglichst weitgehend so verhält, wie vom Fahrer gefordert, z. B. eine bestimmte Geschwindigkeit beibehält, das Drehmoment liefert, das vom Fahrer mit dem Gaspedal angefordert wird, usw. Dieser Wert für den angeforderten Antriebsleistungsbedarf kann auch einen Wert annehmen, der einen Versatzwert V_offset berücksichtigt, was bedeutet, dass bei der Berechnung des Betriebspunktes der Versatzwert zum Antriebsleistungsbedarfswert hinzu addiert oder von diesem abgezogen wird. Mit dieser Ausführungsform nimmt die Freiheit bei der Auswahl eines Betriebspunktes zu, so wie die Möglichkeiten zum Erreichen einer gewünschten Temperatur in der Abgasanlage, da das Steuersystem erlaubt, dass die Steuerung vom aktuellen Antriebsleistungsbedarf des Fahrzeugs abweicht, d. h. das Steuersystem kann dem Fahrzeug absichtlich gestatten zu beschleunigen oder sich zu verlangsamen, um eine gewünschte Temperatur in der Abgasanlage zu erreichen. Da es jedoch eine Gefahr birgt, wenn man das Fahrzeug beschleunigen lässt, wenn der Versatzwert zum Antriebsleistungsbedarfswert hinzugefügt wird, ist es bevorzugt, wenn der Versatzwert V_offset vom Antriebsleistungsbedarfswert abgezogen wird, was bedeutet, dass sich das Fahrzeug verlangsamt oder dass es zumindest nicht beschleunigt, denn wenn ein Fahrer eine Antriebsleistung anfordert, die gleichwertig zu einer Beschleunigung ist, kann eine Reduzierung der Antriebsleistung um V_offset zu einer reduzierten Beschleunigung und nicht unbedingt zu einer Verlangsamung des Fahrzeugs führen.
Andere zusätzliche Parameter, die bei der Berechnung des Betriebspunktes verwendet werden können, sind Parameter in Bezug auf:

• eine Wirkungsgradstufe für den Antriebsstrang, die in Betracht gezogen werden muss, um ein möglichst kraftstoffsparendes Fahren des Fahrzeugs zu erreichen;
• einen Wirkungsgrad für ein Abgasbehandlungssystem (auch Nachbehandlungssystem genannt), das in der Abgasanlage installiert ist, um ein möglichst hohes Umwandlungsniveau in den Katalysatoren und somit möglichst niedrige Emissionsgrenzwerte zu erreichen,
• Abgasemissionen des Verbrennungsmotors, bevor sie durch ein Abgasbehandlungssystem gereinigt werden,
• Drehzahlbegrenzungen in Motor und Antriebsstrang, um keine höhere oder niedrigere Motordrehzahl aufzuweisen als die, für die der Antriebsstrang ausgelegt ist,
• die Drehmoment-/Leistungskurve des Motors als Funktion der Motordrehzahl, um zu bestimmen, wie viel Drehmoment verfügbar ist,
• ein Drehmomentverhalten, d. h. wie schnell sich ein angefordertes höheres Antriebsraddrehmoment auf das tatsächliche Antriebsraddrehmoment des Fahrzeugs auswirkt. Dieser Aspekt ist bei der Berechnung des Betriebspunktes von Belang, da die Steuerung des Gaspedals durch den Fahrer ebenfalls in Betracht gezogen werden müssen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass der Fahrer das Gefühl hat, dass das Fahrzeug auf die Steuerung des Gaspedals durch den Fahrer nicht reagiert; und
• andere Laufverhaltensaspekte, wie Geräusche, Vibrationen und Wenden des Fahrzeugs, so dass das Fahrzeug bequem gefahren werden kann.

Auch externe Lasten betreffende Parameter sind bei der Berechnung und Steuerung des Betriebspunktes sehr nützlich. Beispiele für externe Lasten sind Nebenaggregate wie Wasserpumpe, Ventilator oder Kompressor; Generator; Hybrid-Generator oder ähnliches Energierückgewinnungssystem. Der Leistungsbedarf der externen Last kann kontrollierbar sein, so dass die Freiheit bei der Wahl eines Betriebspunktes für den Motor größer ist, was wiederum bedeutet, dass auch außerhalb des Antriebskraftbedarfs des Fahrzeugs liegende Betriebspunkte für die Regelung der Temperatur in der Abgasanlage verwendet werden können. In einigen Fällen ist die externe Last vom Typ „AN” oder „AUS”, d. h. sie ist entweder aktiviert oder nicht aktiviert, und in diesen Fällen ist die Steuerung und Berechnung des Betriebspunktes darauf beschränkt zu bestimmen, ob die externe Last aktiviert werden soll oder nicht. Wenn die Temperatur T_Ex in der Abgasanlage erhöht werden soll, muss gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die externe Last vergrößert werden, was geeignet ist, wenn die Temperatur in der Abgasanlage zu niedrig ist und so Partikelfilter und Katalysatoren bei zu niedrigen Temperaturen arbeiten.
Die Erfinder haben auch erkannt, dass der eine oder die mehreren ersten Parameter P₁ zum Steuern anderer Funktionen im Fahrzeug zur Regelung der Temperatur T_Ex in der Abgasanlage geeignet sind. Diese Funktionen müssen einen direkten oder indirekten Einfluss auf die Temperatur in der Abgasanlage T_Ex haben. So kann die Regelung der Temperatur in der Abgasanlage T_Ex effizienter und schneller sein. Geeignete Funktionen betreffen die Umwandlung der Abgaswärme in Energie; externe Erwärmung der Abgasanlage; Einspritzung des Kraftstoffs in den Motor; und Regelung der Abgasströmung. Es versteht sich, dass der eine oder mehrere erste Parameter P₁ verwendet werden können, um solch eine Funktion oder eine Kombination von zwei oder mehreren solcher Funktionen zu steuern.
Der eine oder mehrere erste Parameter P₁ kann zum Steuern eines Systems, das zur Umwandlung von Abgaswärme in Energie (Abwärmerückgewinnung, waste heat recovery – WHR) eingerichtet ist, verwendet werden. Die Regelung der Temperatur mit dem System zur Umwandlung der Abgaswärme in Energie, findet gemäß einer Ausführungsform statt, indem maximale Energie in Bezug auf den Energieeinsatz, oder umgewandelte Gesamtenergie, über das System entnommen werden. Diese Regelung zielt vorzugsweise auf die Maximierung der Wärmeleitung in die Abgasanlage ab und ist zum Beispiel als ein PID- oder MPC-Regler (Proportional-Integral-Differential, PID; modellprädikative Steuerung – model predictive control, MPC) konzipiert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das System zur Umwandlung der Abgaswärme in Energie in der Abgasanlage vorgelagert in Bezug auf einen Bereich, in dem eine Temperatur erhalten werden soll, installiert. Wenn das System gemäß dieser Ausführungsform installiert ist, wird es so gesteuert, dass das System in einer normalen Betriebsart läuft, wenn die Temperatur T_Ex in der Abgasanlage reduziert werden soll, und in einer entgegengesetzten Betriebsart, wenn die Temperatur in der Abgasanlage T_Ex erhöht werden soll. Normale Betriebsart bedeutet, dass das System ungenutzte Energie, z. B. Wärme aus den Abgasen verwendet, um elektrische oder mechanische Energie (und in manchen Fällen chemische Energie) zu erzeugen. Wenn das System in der entgegengesetzten (umgekehrten) Betriebsart arbeitet, bedeutet das, dass das System stattdessen mit der Energie versorgt wird, um die Temperatur der Abgase zu erhöhen.
Ferner können der eine oder die mehreren ersten Parameter P₁ zum Steuern des mindestens einen externen Heizers für die Abgasanlage verwendet werden. Die Aufgabe des externen Heizers ist es, die Temperatur in der Abgasströmung oder irgendeinem Teil/irgendeiner Komponente in der Abgasanlage zu erhöhen. Vorzugsweise ist der externe Heizer:

• ein Brenner, der in der Abgasanlage nach den Zylindern des Verbrennungsmotors installiert ist;
• ein System, das zur Einspritzung von Kohlenwasserstoffen für eine Oxidation oder Verbrennung auf einem in die Abgasanlage befindlichen Katalysator eingerichtet ist;
• ein elektrischer Heizer, der in der Abgasanlage nach den Zylindern des Verbrennungsmotors installiert ist; oder
• irgendein anderer geeigneter externer Heizer, der in oder in nächster Nähe zu der Abgasanlage installiert ist.

Der externe Heizer wird vorzugsweise so gesteuert, dass eine maximale Temperaturzunahme in Bezug auf den Energieeinsatz erhalten wird oder dass die Temperaturzunahme maximiert wird. Der externe Heizer kann stattdessen aber auch so gesteuert werden, dass die Temperaturzunahmegeschwindigkeit Priorität hat. Die Steuerung des externen Heizers kann als ein PID- oder MPC-Regler konfiguriert sein.
Wie oben erwähnt kann der eine oder die mehreren ersten Parameter P₁ auch verwendet werden, um eine Kraftstoffeinspritzanlage zu steuern, die zur Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor eingerichtet ist. Dies kann durch Steuern der Anzahl an Nacheinspritzungen, der Zeit (CAD) für die Nacheinspritzungen, des Drucks der Nacheinspritzungen und der Kraftstoffmenge pro Nacheinspritzung erfolgen. Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzanlage kann als eine vorgesteuerte oder rückgekoppelten Steuerung mit z. B. MAP (matrix-basierte Regelungsstruktur), PID oder MPC implementiert sein. Als ein Sollwert für diese Steuerung kann eine dem Motor nachgelagerte Temperatur sowie eine Komponente in der Abgasanlage, z. B. ein Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) oder eine Temperaturdifferenz über der genannten Komponente in der Abgasanlage, verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform gleicht die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung den Wirkungsgrad (im DOC) beim Übergang von der chemischen im Kraftstoff gebundenen Energie zur von den Abgasen abgegebenen Wärmeenergie aus.
Ein weiterer Faktor, der die Temperatur in der Abgasanlage T_Ex beeinflusst, ist die Charakteristik für die Abgasströmung im Abgasstrom. Deshalb können der eine oder die mehreren ersten Parameter P₁ auch für die Steuerung der Abgasströmung oder eine der Abgasströmungen in Abhängigkeit von dem Parameter, zum Beispiel Wärmeübertragungskoeffizienten, verwendet werden.
Das Steuern der Abgasströmung kann zum Beispiel durch Steuern eines Gasströmungssystems zur Abgasrückführung (AGR) und/oder durch Steuern eines Einlasssystems für den Motor erfolgen. 3 zeigt schematisch eine allgemeine Gasströmung in einem Motorsystem, wobei das Motorsystem in diesem Beispiel einen Dieselmotor mit einem Turbo und eine Anzahl von mit dem Motor verbundenen Rohren umfasst. Luft wird in 3 von links mit einem Einlasssystem für den Motor eingesaugt. Die eingesaugte Luft durchläuft ein Einlassrohr und wird in einem Turbolader verdichtet, um anschließend durch einen Zwischenkühler abgekühlt zu werden, bevor sie in bestimmten Fällen eine Drosselklappe durchläuft, die die Luftmenge zum Dieselmotor regelt. Die Luft wird dann mit rückgeführten Abgasen mit einem Gasströmungssystem zur Abgasrückführung (AGR) gemischt, und diese Mischung wird dann in den Motorzylinder gesaugt, um mit Diesel oder einem anderen Kraftstoff gemischt zu werden, bevor die Verbrennung im Motor erfolgt.
Die Abgase vom Verbrennungsprozess durchlaufen dann eine Turboturbine, die den Turbolader in Bewegung setzt. Teile der Abgase treten jedoch in ein AGR-Rohr ein und werden über einen AGR-Dämpfer und einen oder mehrere AGR-Kühler zurück zum Einlassrohr geleitet. Die Funktion des AGR-Dämpfers ist, die Menge an rückgeführten Abgasen zurück in den Verbrennungsprozess zu regeln. Wenn die AGR-Gase abgekühlt sind, bewegt die AGR-Verwendung Wärmeenergie von den Abgasen zum Kühlsystem des Motors. Bevor die Abgase vollständig aus dem Motorsystem verschwinden, durchlaufen sie in einigen Motoren einen Abgasdämpfer (sofern installiert), der den Druck in einem Abgaskrümmer (nicht in der Figur angezeigt) steuert. Anschließend durchlaufen die Abgase ein Nachbehandlungssystem, das wie zuvor erwähnt einen Dieselpartikelfilter und/oder einen SCR-Katalysator enthalten kann. Wenn der Motor nicht schwer belastet ist, weisen die Abgase eine niedrigere Temperatur auf als gewünscht und kühlen somit den Katalysator ab. Eine Art und Weise, um den Umfang der Abgasabkühlung einzuschränken, ist die Verwendung eines Dämpfers, der in einem Lufteinlassrohr zum Motor angeordnet ist. So kann die Menge an in den Motor eintretender Luft beschränkt werden, was wiederum bedeutet, dass die den Motor anregenden Gase auch beschränkt werden, was bei einer gegebenen Last wärmere Abgase zur Folge hat. Dieser Dämpfer wird üblicherweise Drosselklappe, wie oben schon erwähnt, genannt. Die Menge der vom Motor verbrauchten Luft wird weitgehend durch die Drehzahl des Motors bestimmt, was in diesem Fall bedeutet: Je höher die Motordrehzahl, desto mehr Luftströmung zum Motor ist erforderlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der eine oder mehrere Parameter P₁ zur Steuerung des Gasströmungssystem zur Abgasrückführung (AGR) und/oder des Lufteinlasssystems, das zur Regelung einer Luftströmung zum Motor eingerichtet ist, verwendet werden. Des Weiteren kann die Steuerung des Gasströmungssystems zur Abgasrückführung (AGR) und des Einlasssystems mit zusätzlichen Parametern gesteuert werden, die einen übertragenen Ausgang zu einer in der Abgasanlage installierten Komponente und/oder durch den Verbrennungsmotor produzierte Emissionen betreffen. Emissionen in diesem Zusammenhang sind zum Beispiel Abgase und Geräusche. Ferner kann eine Reduzierung der Abgasströmung mit einer Zunahme der Motorlast verbunden werden, um die Temperatur in der Abgasanlage zu vergrößern. Diese Ausführungsform kann zum Beispiel mit einer vorgesteuerten oder rückgekoppelten Steuerung einer Abgasbremse realisiert werden, unter Verwendung von: einem Sollwert für die Temperatur oder einem Wert, der eine Funktion des Sollwerts für die Temperatur ist; oder einem Sollwert für den Energieinhalt der Abgase oder mit einem Wert als Funktion des Sollwerts für den Energieinhalt.
Ferner zeigt 5 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaft gezeigten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung:

A. Bei A wird der erste Parameter P₁ von anderen Sensorsignalen (virtueller Sensor) gemessen oder berechnet. Der erste Parameter P₁ kann auch über den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt bei A berechnet werden.
B. Auf der Basis des Werts für den ersten Parameter P₁ wird bei B entschieden, ob eine Temperaturregelungsmaßnahme ergriffen werden muss. Das kann zum Beispiel stattfinden durch einen Vergleich des ersten Parameters P₁ mit einem Schwellenwert oder durch das Vergleichen mehrerer Berechnungen des ersten Parameters P₁ mit zugehörigen Steuerstrategien, und eine darauf basierende Auswahl der Temperaturregelungsmaßnahme(n), die ergriffen werden muss (müssen).
C. Wenn eine Temperaturregelungsmaßnahme ergriffen werden soll, wird bei C der Betriebspunkt für den Motor berechnet, der zusammen mit der Verwendung der Hilfsbremse auf die beste Weise (z. B. die schnellste oder die kraftstoffsparendste Weise) zu einer gewünschten Temperatur in der Abgasanlage führt. Andere Parameter können ebenso bei der Berechnung des Betriebspunktes in Betracht gezogen werden, wie etwa der Antriebsleistungsbedarfswert, die Drehmoment-/Wirkungskraftdaten für die externe Last, Drehmoment-/Wirkungskraftdaten für den Motor usw.
D. Der bei C berechnete Betriebspunkt wird bei D zusammen mit anderen Betriebspunkten, die unter Berücksichtigung von anderen Aspekten, wie etwa Laufverhalten, berechnet wurden, gewichtet. Das kann z. B. zur Folge haben, dass die resultierende Motordrehzahl ein durchschnittlicher Wert für mehrere eingegebene Betriebspunkte wird. Bei D wird auch entschieden, wie der Betriebspunkt erreicht wird, d. h. wie die externe Last, der Motor und das Getriebe gesteuert werden.
E. Bei E wird die externe Last auf die gewünschte Position (gewünschtes Drehmoment) gesteuert.
F. Bei F werden das Getriebe und der Motor so gesteuert, dass der gewünschte Betriebspunkt (Drehzahl/Drehmoment) erreicht wird.
G. Wenn die Anpassung des Betriebspunktes nicht ausreicht, um die gewünschte Temperatur zu erreichen, wird bei G entschieden, ob externe Wärme aktiviert werden soll, wenn die Temperatur erhöht werden muss. Der externe Heizer hätte jedoch auch bereits bei B aktiviert werden können.
H. Bei H wird der externe Heizer in Anlehnung an die Entscheidung bei G gesteuert.
I. Wenn die Anpassung des Betriebspunktes nicht ausreicht, um eine gewünschte Temperatur in der Abgasanlage zu erreichen, wird bei I entschieden, ob die Abgasströmung mit z. B. der Hilfe einer AGR und/oder einer Drosselklappe gesteuert werden muss.
J. Bei J wird die Abgasströmung nach der Entscheidung bei I gesteuert.

Die vorliegende Erfindung kann in einem Steuersystem implementiert sein, das zum Beispiel eine Steuereinrichtung umfasst, die eingerichtet ist, um den vollständigen oder Teile eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug zu steuern. Ferner kann das System zusätzliche Steuereinrichtungen umfassen, die dazu eingerichtet sind, andere Funktionen, wie externe Lasten, externe Heizer usw. zu steuern. Steuereinrichtungen des angezeigten Typs sind in der Regel dazu eingerichtet, Sensorsignale von verschiedenen Teilen des Fahrzeugs sowie von anderen Steuereinrichtungen zu erhalten. Diese Steuereinrichtungen sind auch üblicherweise dazu eingerichtet, Steuersignale an verschiedene Fahrzeugteile und Fahrzeugkomponenten auszugeben. Die Steuereinrichtungen können auch eine Recheneinrichtung, die zur Berechnung/Simulation von vorhergesagten Parameterwerten eingerichtet ist, umfassen oder mit dieser verbunden sein.
Allgemein bestehen Regelsysteme in modernen Fahrzeugen aus einem Buskommunikationssystem, das aus einem oder mehreren Kommunikationsbussen für die Verbindung von einer Anzahl von elektronischen Steuereinrichtungen (ECU) oder Steuereinrichtungen 115, 208 und verschiedenen auf dem Fahrzeug angeordneten Komponenten besteht. Ein solches Steuersystem kann eine Vielzahl von Steuereinrichtungen umfassen, und die Verantwortung für eine spezifische Funktion im Fahrzeug kann unter einem oder mehreren Steuereinrichtungen verteilt werden.
Die Steuerung findet üblicherweise mit programmierten Befehlen statt. Diese programmierten Befehle bestehen normalerweise aus einem Computerprogramm, das bei Ausführung in einem Computer oder einer Steuereinrichtung den Computer/die Steuereinrichtung veranlasst, die gewünschte Steuerung, wie etwa Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, durchzuführen. Das Computerprogramm besteht üblicherweise aus einem Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt ein verwendbares Speichermedium 121 umfasst, wobei das Computerprogramm 109 auf dem Speichermedium gespeichert ist. Das digitale Speichermedium kann z. B. aus irgendeinem Speichermedium der folgenden Gruppe bestehen: ROM (Nur-Lese Speicher), PROM (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROM (löschbarer PROM), Flash, EEPROM (elektrisch löschbarer PROM), eine Festplatteneinheit, usw., und kann in oder in Kombination mit der Steuereinrichtung eingerichtet sein, wobei das Computerprogramm durch die Steuereinrichtung ausgeführt wird.
Eine Beispielsteuereinrichtung (Steuereinrichtung 208) wird in der Darstellung der 4 gezeigt, und die Steuereinrichtung kann wiederum eine Recheneinrichtung 120 umfassen, die aus z. B. einer geeigneten Art von Prozessor oder Mikrocomputer, z. B. einer Schaltung für die Digitalsignalverarbeitung (digitaler Signalprozessor, DSP) oder einer Schaltung mit einer vorbestimmten spezifischen Funktion (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ASIC) bestehen kann. Die Recheneinrichtung ist auch mit einem Speichergerät 121 verbunden, die der Recheneinrichtung z. B. den gespeicherten Programmcode 109 und/oder die gespeicherten Daten bereitstellt, welche die Recheneinrichtung benötigt, um Berechnungen ausführen zu können. Die Recheneinrichtung ist auch dazu eingerichtet, vorläufige oder endgültige Ergebnisse von Berechnungen in der Speichereinrichtung zu speichern.
Ferner ist die Steuereinrichtung mit Elementen/Einrichtungen 122, 123, 124, 125 für den Empfang bzw. das Senden der Eingangs- bzw. Ausgangssignale ausgestattet. Diese Eingangs- und Ausgangssignale können Wellenformen, Pulse oder andere Attribute enthalten, die durch die Einrichtungen zum Empfangen von Eingangssignalen als Informationen zur Verarbeitung durch die Recheneinrichtung detektiert werden können. Die Einrichtungen 123, 124 zum Senden von Ausgangssignale sind dazu eingerichtet, die Berechnungsergebnisse von der Recheneinrichtung in Ausgangssignale zur Übertragung auf andere Teile des Steuersystems des Fahrzeugs und/oder die Komponente(n), für die die Signale gedacht sind, umzuwandeln. Jede der Verbindungen zu den Einrichtungen zum Empfangen und Senden von Eingangs- und Ausgangssignalen kann aus einem oder mehreren Kabeln; einem Datenbus, wie etwa einem CAN(Controller Area Network)-Bus, einem MOST(medien-orientierter Systemtransport) oder irgendeiner anderen geeigneten Buskonfiguration; oder einer kabellosen Kommunikationsverbindung bestehen.
Insbesondere umfasst ein (Steuer)System gemäß der vorliegenden Erfindung: Eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein stufenloses Getriebe und eine Hilfsbremse auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter P₁ für die Regelung einer Temperatur T_Ex in einer Abgasanlage zu steuern, wobei mindestens einer von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine erste Temperaturdifferenz zwischen einer ersten Temperatur T₁ in der Abgasanlage und einer Bezugstemperatur T_Ref ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, wie etwa einen Bus, einen Lastwagen oder ein ähnliches Kraftfahrzeug, das mindestens ein System gemäß dem obigen umfasst.
Schlussendlich versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden unabhängigen Ansprüche betrifft und umfasst.

Claims

Verfahren zur Regelung einer Temperatur in einer Abgasanlage in einem Kraftfahrzeug durch Steuern seines Antriebsstrangs, wobei das Kraftfahrzeug umfasst: einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor umfasst, der über eine Kupplungseinrichtung mit einem stufenlosen Getriebe verbunden sein kann, und eine Abgasanlage, die zur Abführung eines Abgasstroms aus dem Verbrennungsmotor eingerichtet ist; wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: – Steuern des stufenlosen Getriebes und einer in dem Kraftfahrzeug angebrachten Hilfsbremse auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter P₁ für die Regelung einer Temperatur T_Ex in der Abgasanlage, wobei mindestens ein Parameter von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine erste Temperaturdifferenz zwischen einer ersten Temperatur T₁ in der Abgasanlage und einer Bezugstemperatur T_Ref ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens einer von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine erste Temperatur T₁ und/oder eine zweite Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T₁ und einer zweiten Temperatur T₂ in der Abgasanlage ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens einer von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine Zeitableitung und/oder ein Zeitintegral der ersten Temperatur T₁ und/oder der ersten Temperaturdifferenz und/oder der zweiten Temperaturdifferenz ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens einer von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ über den vor dem Kraftfahrzeug liegenden Straßenabschnitt auf der Basis von einem oder mehreren fahrzeugspezifischen und/oder straßenspezifischen Daten für das Kraftfahrzeug berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die fahrzeugspezifischen und/oder straßenspezifischen Daten ausgewählt werden aus der Gruppe, die Folgendes umfasst: eine Straßenneigung, Kurvenradien, Geschwindigkeitsbegrenzungen; ein Gewicht für das Kraftfahrzeug; ein Rollwiderstand; ein Luftwiderstand; motorspezifische Daten wie maximale Leistung, minimale Leistung, maximales Drehmoment, minimales Drehmoment, Abgasströmung, Abgasrückführungsinhalt, Lambda-Werte und Einspritzparameter.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2–5, wobei die erste Temperatur T₁ eine Temperatur in dem Abgasstrom und die zweite Temperatur T₂ eine Oberflächen-, Flüssigkeits- oder Substrattemperatur in der Abgasanlage ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hilfsbremse eine ist aus: eine Dauerbremse, eine Abgasbremse, eine Dekompressionsbremse oder eine elektromagnetische Bremse.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuerung umfasst: – Berechnen mindestens eines Betriebspunktes in dem Verbrennungsmotor auf der Basis des einen oder der mehreren ersten Parameter P₁ und – Steuern einer Übersetzung in dem stufenlosen Getriebe auf der Basis des Betriebspunktes.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Berechnung des Betriebspunktes auch auf einem zusätzlichen Parameter basiert, der einen Wert für den angeforderten Antriebsleistungsbedarf oder einen Wert für den angeforderten Antriebsleistungsbedarf unter Berücksichtigung eines Versatzwertes V_offset betrifft.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Versatzwert V_offset von dem Wert für den angeforderten Antriebsleistungsbedarf abgezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–10, wobei die Berechnung des Betriebspunktes auch auf einem oder mehreren zusätzlichen Parametern basiert, die mindestens einen Parameter betreffen, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die Folgendes umfasst: Wirkungsgrad für den Antriebsstrang, Wirkungsgrad für ein Abgasbehandlungssystem, das in der Abgasanlage installiert ist, Abgasemissionen für den Verbrennungsmotor, ein Drehmomentverhalten, Motordrehzahlgrenzen für den Verbrennungsmotor und den Antriebsstrang und Laufverhaltensaspekte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–11, wobei die Berechnung des Betriebspunktes auch auf einem oder mehreren zusätzlichen Parametern basiert, die mindestens eine externe Last betreffen, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die Folgendes umfasst: Nebenaggregate wie Wasserpumpe, Ventilator oder Kompressor; Generator; Hybrid-Generator oder ähnliches Energierückgewinnungssystem.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die externe Last vergrößert wird, wenn die Temperatur T_Ex in der Abgasanlage vergrößert werden soll.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das stufenlose Getriebe umfasst: – Vergrößern der Übersetzung und somit eine Erhöhung der Motordrehzahl und eine Reduzierung einer Last des Verbrennungsmotors, wenn ein Wert für den einen oder mehrere Parameter P₁ einen ersten Schwellenwert überschreitet; und – Verkleinern der Übersetzung und somit eine Erhöhung der Motordrehzahl und eine Reduzierung einer Last des Verbrennungsmotors, wenn ein Wert für den einen oder mehrere Parameter P₁ unter einem zweiten Schwellenwert liegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren auch umfasst: – Steuern eines Systems, das zur Umwandlung von Abgaswärme in Energie (WHR) auf der Basis des einen oder der mehreren ersten Parameter P₁ für die Regelung der Temperatur T_Ex in der Abgasanlage eingerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das zur Umwandlung von Abgaswärme in Energie (WHR) eingerichtete System in der Abgasanlage einem Bereich vorgelagert installiert ist, in dem es gewünscht wird, dass eine Temperatur erhalten werden soll; und das zur Umwandlung von Abgaswärme in Energie (WHR) eingerichtete System so gesteuert wird, dass es in einer normalen Betriebsart arbeitet, wenn die Temperatur T_Ex in der Abgasanlage reduziert werden soll, und in einer entgegengesetzten Betriebsart, wenn die Temperatur T_Ex in der Abgasanlage erhöht werden soll.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren auch umfasst: – Steuern mindestens eines externen Heizers auf der Basis des einen oder der mehreren ersten Parameter P₁ für die Reduzierung oder Erhöhung der Konzentration/des Anteils T_Ex in der Abgasanlage.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der externe Heizer einer ist, der ausgewählt wird aus der Gruppe, die umfasst: einen Brenner, der in der Abgasanlage nach den Zylindern des Verbrennungsmotors installiert ist; ein System, das zur Einspritzung von Kohlenwasserstoffen für die Oxidation oder Verbrennung auf einem in der Abgasanlage befindlichen Katalysator eingerichtet ist; einen elektrischen Heizer, der in der Abgasanlage nach den Zylindern des Verbrennungsmotors installiert ist; und einen weiteren externen Heizer, der in oder in nächster Nähe zu der Abgasanlage installiert ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren auch umfasst: – Steuern einer Kraftstoffeinspritzanlage, die zur Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor auf der Basis des einen oder der mehreren ersten Parameter P₁ zur Regelung der Temperatur T_Ex in der Abgasanlage eingerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren auch umfasst: – Steuern einer Abgasströmung in dem Abgasstrom, oder eines Parameters, der abhängig ist von der Abgasströmung, wie etwa Wärmeübertragungskoeffizienten, auf der Basis des einen oder der mehreren ersten Parameter P₁ zur Regelung der Temperatur T_Ex in der Abgasanlage.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Steuern der Abgasströmung umfasst: – Steuern eines Gasströmungssystems zur Abgasrückführung (AGR), das für den Verbrennungsmotor eingerichtet ist, auf der Basis des einen oder der mehreren Parameter P₁ zur Regelung der Temperatur T_Ex in der Abgasanlage; und/oder – Steuern eines Einlasssystems, das zur Regelung einer Luftströmung in den Motor auf der Basis des einen oder der mehreren ersten Parameter P₁ zur Regelung der Temperatur T_Ex in der Abgasanlage eingerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Steuern des Gasströmungssystems zur Abgasrückführung (AGR) und/oder das Steuern des Einlasssystems auch auf einem oder mehreren zusätzlichen Parametern basiert, die einen übertragenen Ausgang zu einer in der Abgasanlage installierten Komponente und/oder durch den Verbrennungsmotor produzierte Emissionen betreffen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bezugstemperatur T_Ref eines ist aus: eine Temperatur in einer Komponente der Abgasanlage, eine Temperatur einer Flüssigkeit, die in die Abgasanlage eingespritzt wird oder eine Temperatur einer in Verbindung mit der Abgasanlage installierten Komponente ist.
Computerprogramm, das einen Programmcode umfasst, das, wenn der Programmcode in einem Computer ausgeführt wird, erreicht, dass der Computer das Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche durchführt.
Computerprogrammprodukt einschließlich eines computerlesbaren Mediums und eines Computerprogramms gemäß Anspruch 24, wobei das Computerprogramm in dem computerlesbaren Medium enthalten ist.
System, das zum Steuern einer oder mehrerer Funktionen in einem Kraftfahrzeug eingerichtet ist, wobei das Kraftfahrzeug umfasst: einen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor umfasst, der über eine Kupplungseinrichtung mit einem stufenlosen Getriebe verbunden sein kann, und eine Abgasanlage, die zur Abführung eines Abgasstroms aus dem Verbrennungsmotor eingerichtet ist; wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Steuereinrichtung umfasst, die eingerichtet ist zum Steuern des stufenlosen Getriebes und einer in dem Kraftfahrzeug angebrachten Hilfsbremse auf der Basis eines oder mehrerer erster Parameter P₁ für die Regelung einer Temperatur T_Ex in der Abgasanlage, wobei mindestens ein Parameter von dem einen oder den mehreren ersten Parametern P₁ eine erste Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur T₁ in der Abgasanlage und einer Bezugstemperatur T_Ref ist.
Kraftfahrzeug, das mindestens ein System gemäß Anspruch 26 umfasst.