EP4662395A1 - Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines kraftwagens - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines kraftwagens

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EP4662395A1
EP4662395A1 EP24700788.3A EP24700788A EP4662395A1 EP 4662395 A1 EP4662395 A1 EP 4662395A1 EP 24700788 A EP24700788 A EP 24700788A EP 4662395 A1 EP4662395 A1 EP 4662395A1
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EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
exhaust gas
emission value
calculated
Prior art date
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Pending
Application number
EP24700788.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Deininger
Raquel Ruiz Gonzalez
Georg Meder
Nikita KLEINE
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP4662395A1 publication Critical patent/EP4662395A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F02D2250/18Control of the engine output torque
    • F02D2250/26Control of the engine output torque by applying a torque limit

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor car, according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 102016 014 854 A1 discloses a method for exhaust gas aftertreatment for an internal combustion engine. Furthermore, DE 102010 002 620 A1 discloses a method for operating an SCR catalyst for the aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine.
  • motor vehicles with internal combustion engines are known from the general state of the art and in particular from series vehicle construction, wherein the respective internal combustion engine has an exhaust tract through which exhaust gas from the internal combustion engine can flow and an exhaust aftertreatment device arranged in the exhaust tract, by means of which the exhaust gas is aftertreated.
  • the object of the present invention is to provide a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle so that particularly low-emission operation can be realized.
  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, also referred to as a motor, internal combustion engine or internal combustion engine, of a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • a motor vehicle also referred to simply as a vehicle
  • the motor vehicle is driven by the internal combustion engine.
  • the method is carried out during a fired operation of the internal combustion engine, so that the internal combustion engine is preferably operated in the fired mode during the method, and is therefore operated in a fired state.
  • the internal combustion engine has at least one combustion chamber in which combustion processes take place during the fired operation of the internal combustion engine.
  • a fuel-air mixture also simply referred to as a mixture
  • the mixture comprising a particularly liquid fuel and load.
  • the internal combustion engine is designed as a gasoline engine, for example, so that the fuel is, for example, gasoline.
  • the mixture is ignited by external ignition and thus by means of an ignition device, in particular by at least one ignition spark being generated by means of the ignition device to ignite the mixture.
  • the internal combustion engine has an exhaust tract through which exhaust gas from the internal combustion engine can flow.
  • the exhaust gas comes, for example, from the combustion chamber and results from the combustion of the mixture, and therefore from the respective combustion process.
  • the internal combustion engine also has an exhaust gas aftertreatment device arranged in the exhaust tract, by means of which the exhaust gas is aftertreated. Aftertreatment of the exhaust gas is to be understood in particular as meaning that the exhaust gas aftertreatment device is used to convert first components contained in the exhaust gas into second components that are different from the first components.
  • the exhaust gas aftertreatment device comprises, for example, at least or exactly one catalyst, which can be designed as a three-way catalyst, for example.
  • the raw emissions of the internal combustion engine are emissions that are contained in the exhaust gas before the exhaust gas flows through the exhaust gas aftertreatment device, thus before the exhaust gas is aftertreated by the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust gas therefore has the raw emissions in an untreated state of the exhaust gas, which has its untreated state in the combustion chamber and before the exhaust gas is aftertreated by an exhaust gas aftertreatment device.
  • the method according to the invention provides that, by means of the electronic computing device, based on a second computing model stored in the data memory and in particular provided in addition to the first computing model, at least one final emission value is calculated as a function of the raw emission value, in particular from the raw emission value, which characterizes emissions resulting from the raw emissions and from the aftertreatment of the exhaust gas effected by the exhaust gas aftertreatment device, leaving the exhaust tract and emitted as a whole to the environment of the motor vehicle.
  • the exhaust tract also referred to as the exhaust system, opens into or onto the environment via at least or exactly one outflow opening, with the exhaust gas flowing through the outflow opening and thereby flowing out of the exhaust tract and into or onto the environment of the motor vehicle as a whole.
  • the outflow opening is formed by a tailpipe of the exhaust system, thus an opening of a tailpipe of the exhaust system.
  • the tailpipe is usually also referred to as the tailpipe, so that the emissions characterized by the final emission value are also referred to as end emissions, tailpipe emissions or tailpipe emissions.
  • End emissions are emissions that flow out of the exhaust system and onto or into the surroundings of the motor vehicle as a whole, i.e. are released from the motor vehicle into its surroundings.
  • the method according to the invention provides that the internal combustion engine is operated in dependence on the final emission value, particularly during its fired operation.
  • the internal combustion engine can be operated, for example, in dependence on the final emission value, such that the final emission value or the final emissions do not exceed a predeterminable or predetermined threshold, i.e. fall below it and/or an exceedance of the threshold by the final emission value or by the final emissions can be counteracted, so that the The threshold is only exceeded for a short time by the final emission value or the final emissions.
  • the method according to the invention makes it possible to calculate the final emission value or the final emissions and thus monitor them.
  • the background to the invention is in particular that sensor-based, in particular purely sensor-based, monitoring of the final emissions is not possible or is very complex.
  • the method according to the invention enables model-based calculation and thus determination of the final emissions, whereby the final emission value or the final emissions can be determined quickly and precisely.
  • the method according to the invention makes it possible to operate the internal combustion engine depending on the final emission value, so that, for example, the final emission value or the final emissions can avoid exceeding a limit value.
  • the method according to the invention is an emissions observer, which is also referred to as an emissions observer.
  • the second calculation model is also referred to as a catalyst model, particularly when the exhaust gas aftertreatment device has the aforementioned catalyst.
  • the calculation models as a whole are or form a physiochemical model, based on which the final emission value and thus the final emissions of the internal combustion engine can be calculated quickly and precisely.
  • the raw emissions are emissions resulting from or during the combustion of the respective mixture, which can be advantageously calculated using the first calculation model.
  • the conversion capability of the exhaust gas aftertreatment device, in particular the catalyst can be calculated and thus determined using the second calculation model, whereby the final emission value can be calculated quickly and precisely using the second calculation model depending on the raw emission value.
  • the background of the invention is in particular that in dynamic driving situations in which, for example, accelerations up to a maximum possible top speed of the motor vehicle occur, a level can be exceeded by the final emissions despite the maximum possible aftertreatment of the exhaust gas by the exhaust aftertreatment device.
  • a sensor-based, in particular purely sensor-based, determination of the final emissions is not possible or only very complex, in particular in that such a determination the final emissions are too sluggish and therefore too slow.
  • the method according to the invention makes it possible to calculate the final emissions quickly and precisely, so that depending on the final emission value, the internal combustion engine can be operated in such a way that the level, also referred to as a limit or threshold value, or designed as a limit or threshold value, can be avoided by the final emissions.
  • the internal combustion engine is operated depending on the final emission value in such a way that a maximum load that can be provided by the internal combustion engine to drive the motor vehicle is limited to a limit value.
  • the load is or corresponds to a torque that can be provided by the internal combustion engine, in particular via its output shaft, designed for example as a crankshaft, to drive the motor vehicle, so that it is preferably provided, for example, that the maximum torque that can be provided by the internal combustion engine, in particular via its output shaft, to drive the motor vehicle is limited to the limit value.
  • the raw emissions also known as exhaust pipe emissions
  • the convertibility of the exhaust gas aftertreatment device increases, so that the level can be avoided by the final emissions.
  • limiting the maximum load that can be provided by the internal combustion engine to drive the motor vehicle means that the maximum load that can be provided by the internal combustion engine to drive the motor vehicle is reduced, in particular temporarily, compared to the operation of the internal combustion engine prior to limiting and/or following limiting, whereby particularly low-emission operation of the internal combustion engine and thus of the motor vehicle as a whole can be ensured.
  • a further embodiment is characterized in that the final emission value is compared with a predetermined threshold value by means of the electronic computing device, wherein the maximum load that can be provided by the internal combustion engine to drive the motor vehicle is limited to the limit value if the comparison of the final emission value with the threshold value carried out by the electronic computing device shows that the final emission value exceeds the predetermined threshold value.
  • Limiting the load to the limit value is a possible substitute reaction which is carried out depending on the final emission value, in particular in response to the final emission value.
  • a reaction or measure can be carried out which, for example, comprises varying a combustion air ratio, also referred to as lambda, and/or an air-fuel mixture and/or varying control times, in particular valve control times and/or an inlet and/or outlet spread, and/or varying fuel injection, in particular with regard to different modes such as double, single, direct and/or intake manifold injection.
  • the substitute reaction can comprise varying an engine speed and/or limiting it to a maximum speed value and/or varying an engine power of the internal combustion engine and/or limiting it to a maximum value.
  • the raw emission value is calculated using the first calculation model as a function of a load and a speed of the internal combustion engine.
  • a further embodiment is characterized in that the raw emission value is calculated using the first calculation model as a function of a combustion air ratio of the internal combustion engine, also referred to as lambda or with the Greek lowercase letter A. This allows the raw emission value can be calculated particularly quickly and precisely, so that the final emission value can subsequently be calculated quickly and precisely.
  • the ability of the exhaust gas aftertreatment device to convert first components contained in the exhaust gas into second components that are different from the first components by post-treating the exhaust gas is calculated using the second calculation model, with the ability being, for example, the conversion ability mentioned above.
  • the final emission value is calculated as a function of the calculated ability. This allows the final emission value to be calculated quickly and precisely, so that the internal combustion engine can be operated particularly advantageously as a function of the final emission value. This ensures particularly low-emission operation.
  • a further embodiment is characterized in that the final emission value is calculated using the second calculation model as a function of at least one temperature of the exhaust gas aftertreatment device, by means of which the final emission value can be calculated quickly and precisely.
  • the temperature is measured using a temperature sensor of the internal combustion engine.
  • the final emission value is calculated using the second calculation model as a function of an amount of oxygen stored in the exhaust gas aftertreatment device and/or as a function of a speed, in particular in the form of space velocity, at which the exhaust gas flows through the exhaust gas aftertreatment device. This allows the final emission value to be calculated particularly precisely, so that particularly low-emission operation can be achieved.
  • the only Fig. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the only Fig. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 1, also referred to as a motor, internal combustion engine or internal combustion engine, of a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle, which can be driven, in particular is driven, by means of the internal combustion engine 10.
  • a method for operating the internal combustion engine 1 of the motor vehicle is described below with reference to Fig. 1.
  • the internal combustion engine 1 is operated in its fired mode during the method.
  • the internal combustion engine 1 has a housing element 2, which is, for example, a cylinder housing, in particular a cylinder crankcase.
  • the housing element 2 has several cylinders 3.
  • a respective combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 is partially delimited by the respective cylinder 3.
  • a respective piston of the internal combustion engine 1 is accommodated in the respective cylinder 3 so as to be movable in translation, the respective combustion chamber 4 being partially delimited by the respective cylinder 3 and partially by the respective piston.
  • the internal combustion engine 1 is designed, for example, as a reciprocating piston machine, thus as a reciprocating piston engine.
  • the internal combustion engine 1 has an intake tract 5 through which air can flow and is also referred to as the intake tract.
  • An arrow 6 shows that the air, also referred to as fresh air, flows through the intake tract 5.
  • the intake tract 5 guides the air flowing through the intake tract 5 to and into the combustion chambers 4.
  • a respective fuel-air mixture is formed in the respective combustion chamber 4, which is also simply referred to as a mixture.
  • the respective mixture comprises the aforementioned air and a preferably liquid fuel.
  • the internal combustion engine 1 is preferably a spark-ignition engine, i.e. a gasoline engine, so that the fuel is preferably a spark-ignition fuel, i.e. gasoline.
  • the internal combustion engine 1 has an exhaust tract 7 through which the exhaust gas from the combustion chambers 4 can flow, which is also referred to as an exhaust system.
  • an arrow 8 shows that the exhaust gas flows through the exhaust tract 7.
  • the internal combustion engine 1 has an exhaust aftertreatment device 9 arranged in the exhaust tract 7, which in the present case is the only exhaust aftertreatment device of the internal combustion engine 1 designed for aftertreating the exhaust gas.
  • the exhaust gas aftertreatment device 9 comprises all exhaust gas aftertreatment components of the internal combustion engine 1, in particular of the motor vehicle as a whole, designed for aftertreating the exhaust gas, so that with respect to the motor vehicle as a whole, the exhaust gas can and is aftertreated only with the exhaust gas aftertreatment device 9.
  • the exhaust system (the exhaust tract 7) opens into the environment 10 of the motor vehicle via at least or exactly one outflow opening.
  • the outflow opening is formed, for example, by a tailpipe 11 of the exhaust tract 7, also referred to as a tailpipe, so that, for example, the exhaust gas flows through the tailpipe 11 as the last component of the motor vehicle on its way through the exhaust tract 7 and to or into the environment 10.
  • the exhaust gas flows through the outflow opening, with the exhaust gas flowing through the outflow opening flowing out of the exhaust tract 7 and into or onto the environment 10.
  • the exhaust gas has raw emissions that are formed by first components contained in the exhaust gas.
  • the raw emissions include, for example, carbon monoxide emissions (CO emissions) and/or unburned hydrocarbons (HC) and/or nitrogen oxide emissions (NOx emissions).
  • CO emissions carbon monoxide emissions
  • HC unburned hydrocarbons
  • NOx emissions nitrogen oxide emissions
  • the exhaust gas has final emissions that result, for example, from the aftertreatment of the exhaust gas effected by means of the exhaust gas aftertreatment device 9 and from the raw emissions.
  • the aftertreatment of the exhaust gas for example by means of the exhaust gas aftertreatment device 9, at least some, thus at least a portion of the first components are converted into second components that are different from the first components, so that, for example, the final emissions comprise the second components and possibly a portion of the first components that were not converted by the exhaust gas aftertreatment device 9.
  • an electronic Computing device 12 of the motor vehicle calculates at least one raw emission value, which characterizes the raw emissions of the internal combustion engine 1, on the basis of a first calculation model 14 stored in a data memory 13 of the electronic computing device 12.
  • At least one final emission value is calculated as a function of the raw emission value, which characterizes, that is to say describes or indicates, the final emissions resulting from the raw emissions and the aftertreatment of the exhaust gas, leaving the exhaust tract 7 and released into the environment 10 of the motor vehicle, which are also simply referred to as emissions.
  • the internal combustion engine 1 is operated by means of the electronic computing device 12 depending on the calculated final emission value, in particular in such a way that, depending on the final emission value, a maximum load or torque that can be provided by the internal combustion engine 1 for driving the motor vehicle is temporarily limited to a limit value and thus at least during a first period of time.
  • a value of the maximum load or torque that can be provided by the internal combustion engine 1 for driving the motor vehicle that is greater than the limit value is permitted, so that the maximum load that can be provided by the internal combustion engine 1 for driving the motor vehicle is lower during the first period of time than during the second period of time and lower than during the third period of time.
  • This can prevent the final emissions from exceeding a level defined, for example, as a limit or threshold, so that particularly low-emission operation of the internal combustion engine 1 and thus of the motor vehicle as a whole can be ensured.
  • the second calculation model calculates for several volume elements, in particular volume disks, of the exhaust gas aftertreatment device 9, which are arranged next to one another or in succession, a respective capability, also referred to as conversion capability, of converting the end components contained in the exhaust gas upstream of the exhaust gas aftertreatment device 9 into the second components that are different from the first components.
  • a respective capability also referred to as conversion capability
  • the volume elements for example, in Flow direction of the exhaust gas flowing through the exhaust aftertreatment device 9.
  • the conversion of the first components into the second components caused by the volume elements results in the final emissions, which can be determined quickly and precisely by calculating the final emission value using the method.
  • the internal combustion engine 1 can be operated in a forward-looking and thus predictive manner in such a way that the level is avoided by the final emissions. This is done, for example, in such a way that when it is determined by means of the electronic computing device 12 that the final emission value exceeds a predetermined threshold value, the maximum load that can be provided by the internal combustion engine 1 to drive the motor vehicle is limited. This can prevent the final emissions from exceeding the level.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine (1) einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Abgastrakt (7) und eine in dem Abgastrakt (7) angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung (9) aufweist, mittels welcher das Abgas nachbehandelt wird, wobei mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (12) anhand eines in einem Datenspeicher (13) der elektronischen Recheneirichtung (12) gespeicherten, ersten Rechenmodells (14) wenigstens ein Rohemissionswert berechnet wird, welcher Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine (1) charakterisiert. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12) wird anhand eines in dem Datenspeicher (13) gespeicherten, zweiten Rechenmodells (15) in Abhängigkeit von dem Rohemissionswert wenigstens ein Endemissionswert berechnet, welcher aus den Rohemissionen und dem Nachbehandeln des Abgases resultierende, den Abgastrakt (7) verlassende und an eine Umgebung (10) des Kraftfahrzeus abgegebene Emissionen charakterisiert. Die Verbrennungskraftmaschine (1) wird in Abhängigkeit von dem Endemissionswert betrieben.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Der DE 102016 014 854 A1 ist ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung für eine Verbrennungskraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Des Weiteren offenbart die DE 102010 002 620 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine.
Darüber hinaus sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau Kraftfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen bekannt, wobei die jeweilige Verbrennungskraftmaschine einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt und eine in dem Abgastrakt angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung aufweist, mittels welcher das Abgas nachbehandelt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, sodass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer auch als Motor, Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichneten Verbrennungskraftmaschine eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei dem Verfahren oder während des Verfahrens das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Ganz insbesondere ist es vorgesehen, dass das Verfahren während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird, sodass die Verbrennungskraftmaschine während des Verfahrens vorzugsweise in dem befeuerten Betrieb betrieben, mithin befeuert betrieben wird. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum auf, in welchem während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ablaufen. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft- Gemisch gezündet und verbrannt, wobei das Gemisch einen insbesondere flüssigen Kraftstoff und Last umfasst. Insbesondere ist beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine als ein Otto-Motor ausgebildet, sodass beispielsweise der Kraftstoff ein Ottokraftstoff, mithin Benzin ist. Dabei wird beispielsweise das Gemisch per Fremdzündung und somit mittels einer Zündeinrichtung gezündet, insbesondere dadurch, dass mittels der Zündeinrichtung wenigstens ein Zündfunken zum Zünden des Gemisches erzeugt wird.
Die Verbrennungskraftmaschine weist einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt auf. Das Abgas stammt beispielsweise aus dem Brennraum und resultiert aus dem Verbrennen des Gemisches, mithin aus dem jeweiligen Verbrennungsvorgang. Die Verbrennungskraftmaschine weist außerdem eine in dem Abgastrakt angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung auf, mittels welcher das Abgas nachbehandelt wird. Unter dem Nachbehandeln des Abgases ist insbesondere zu verstehen, dass mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung erste im Abgas enthaltene Bestandteile in von den ersten Bestandteilen unterschiedliche, zweite Bestandteile umgewandelt, mithin konvertiert werden. Hierfür umfasst beispielsweise die Abgasnachbehandlungseinrichtung wenigstens oder genau einen Katalysator, welcher beispielsweise als ein Drei-Wege-Katalysator ausgebildet sein kann.
Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass, insbesondere während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine, mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs und ganz insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, anhand eines in einem insbesondere elektrischen oder elektronischen Datenspeicher der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherten, ersten Rechenmodells, welches auch als Rohemissionsmodell bezeichnet wird, wenigstens ein Rohemissionswert berechnet wird, welcher Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine charakterisiert. Wie aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits bekannt ist, sind unter den Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine Emissionen zu verstehen, die in dem Abgas enthalten sind, bevor das Abgas die Abgasnachbehandlungseinrichtung durchströmt, mithin bevor das Abgas mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung nachbehandelt wird. Somit weist das Abgas die Rohemissionen in einem unbehandelten Zustand des Abgases auf, welches seinen unbehandelten Zustand in dem Brennraum und bevor das Abgas mittels einer Abgasnachbehandlungseinrichtung nachbehandelt wird, aufweist.
Des Weiteren ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung anhand eines in dem Datenspeicher gespeicherten und insbesondere zusätzlich zu dem ersten Rechenmodell vorgesehenen, zweiten Rechenmodells in Abhängigkeit von dem Rohemissionswert, insbesondere aus dem Rohemissionswert, wenigstens ein Endemissionswert berechnet wird, welcher aus den Rohemissionen und aus dem mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung bewirkten Nachbehandeln des Abgases resultierende, den Abgastrakt verlassende und an eine Umgebung des Kraftfahrzeugs insgesamt abgegebene Emissionen charakterisiert. Beispielsweise mündet der auch als Abgasanlage bezeichnete Abgastrakt über wenigstens oder genau eine Ausströmöffnung in oder an die Umgebung, wobei das Abgas die Ausströmöffnung durchströmt und hierdurch aus dem Abgastrakt ausströmt und in oder an die Umgebung des Kraftfahrzeugs insgesamt strömt. Insbesondere ist beispielsweise die Ausströmöffnung durch ein Endrohr der Abgasanlage gebildet, mithin eine Öffnung eines Endrohrs der Abgasanlage. Das Endrohr wird üblicherweise auch als Tailpipe bezeichnet, sodass die durch den Endemissionswert charakterisierten Emissionen auch als Endemissionen, Endrohremissionen oder Tailpipe-Emissionen bezeichnet werden. Unter den Endemissionen sind Emissionen zu verstehen, die aus dem Abgastrakt ausströmen und an oder in die Umgebung des Kraftfahrzeugs insgesamt strömen, mithin von dem Kraftfahrzeug an dessen Umgebung abgegeben werden.
Des Weiteren ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine insbesondere während ihres befeuerten Betriebs in Abhängigkeit von dem Endemissionswert betrieben wird. Somit kann die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise in Abhängigkeit von dem Endemissionswert betrieben werden, dass der Endemissionswert beziehungsweise die Endemissionen eine beispielsweise vorgebbare oder vorgegebene Schwelle nicht überschreiten, das heißt unterschreiten und/oder einer Überschreitung der Schwelle durch den Endemissionswert beziehungsweise durch die Endemissionen kann entgegengewirkt werden, sodass das Überschreiten der Schwelle durch den Endemissionswert beziehungsweise die Endemissionen nur kurzzeitig erfolgt. Somit kann ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden. Insbesondere ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, den Endemissionswert beziehungsweise die Endemissionen zu berechnen und dadurch zu überwachen. Hintergrund der Erfindung ist insbesondere, dass eine sensorbasierte, insbesondere eine rein sensorbasierte, Überwachung der Endemissionen nicht oder nur sehr aufwendig möglich ist. Demgegenüber ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine modellbasierte Berechnung und somit Ermittlung der Endemissionen, wodurch der Endemissionswert beziehungsweise die Endemissionen schnell und präzise ermittelt werden kann beziehungsweise können. Außerdem ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, die Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem Endemissionswert zu betreiben, sodass beispielsweise ein Überschreiten eines Grenzwerts durch den Endemissionswert beziehungsweise durch die Endemissionen vermieden werden kann. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Emissionsbeobachter, welcher auch als Emissions- Oberserver bezeichnet wird.
Beispielsweise wird das zweite Rechenmodell auch als Katalysatormodell bezeichnet, insbesondere dann, wenn die Abgasnachbehandlungseinrichtung den zuvor genannten Katalysator aufweist. Beispielsweise sind oder bilden die Rechenmodelle insgesamt ein physiochemisches Modell, anhand dessen der Endemissionswert und somit die Endemissionen der Verbrennungskraftmaschine schnell und präzise berechnet werden können. Insbesondere sind die Rohemissionen durch die oder bei der Verbrennung des jeweiligen Gemisches entstehende Emissionen, die durch das erste Rechenmodell vorteilhaft berechnet werden können. Beispielsweise kann mittels des zweiten Rechenmodells eine Konvertierungsfähigkeit der Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere des Katalysators, berechnet und somit bestimmt werden, wodurch anhand des zweiten Rechenmodells in Abhängigkeit von dem Rohemissionswert der Endemissionswert schnell und präzise berechnet werden kann.
Hintergrund der Erfindung ist insbesondere, dass in dynamischen Fahrsituationen, in denen es beispielsweise zu Beschleunigungen bis zu einer maximal möglichen Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kommt, trotz einer maximal möglichen Nachbehandlung des Abgases durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Überschreiten eines Niveaus durch die Endemissionen kommen kann. Eine sensorbasierte, insbesondere rein sensorbasierte, Ermittlung der Endemissionen ist nicht oder nur sehr aufwendig möglich, insbesondere dahingehend, dass eine solche Ermittlung der Endemissionen zu träge und somit zu langsam ist. Demgegenüber ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, die Endemissionen schnell und präzise zu berechnen, sodass in Abhängigkeit von dem Endemissionswert die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise derart betrieben werden kann, dass ein Überschreiten des auch als Grenze oder Grenzwert bezeichneten oder als Grenze oder Grenzwert ausgebildeten Niveaus durch die Endemissionen vermieden werden kann.
Um einen besonders emissionsarmen gewährleisten zu können, ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem Endemissionswert derart betrieben wird, dass eine maximal von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbare Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf einen Grenzwert begrenzt wird. Die Last ist oder korrespondiert mit einem von der Verbrennungskraftmaschine insbesondere über deren beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle bereitstellbaren Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, sodass es beispielsweise vorzugsweise vorgesehen ist, dass das maximal von der Verbrennungskraftmaschine insbesondere über deren Abtriebswelle bereitstellbare Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf den Grenzwert begrenzt wird. Hierdurch können die auch als Abgasrohremissionen bezeichneten Rohemissionen vorteilhaft gering gehalten werden, und die Konvertierungsfähigkeit der Abgasnachbehandlungseinrichtung steigt, sodass ein Überschreiten des Niveaus durch die Endemissionen vermieden werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, dass während eines dem Begrenzen der Last vorweggehenden Betriebs der Verbrennungskraftmaschine und/oder während eines sich an das Begrenzen der Last anschließenden Betriebs der Verbrennungskraftmaschine ein gegenüber dem Grenzwert größerer Wert der maximal von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbaren Last beziehungsweise des maximal von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbaren Drehmoments zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zugelassen wird. Dies bedeutet, dass unter dem Begrenzen der maximal von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbaren Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zu verstehen ist, dass die maximal von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbare Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs gegenüber dem dem Begrenzen vorweggehenden und/oder sich an das Begrenzen anschließenden Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere vorübergehend, reduziert wird, wodurch ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt gewährleistet werden kann. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Endemissionswert mittels der elektronischen Recheneinrichtung mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, wobei die maximal von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbare Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf den Grenzwert begrenzt wird, wenn der durch die elektronische Recheneinrichtung durchgeführte Vergleich des Endemissionswerts mit dem Schwellwert ergibt, dass der Endemissionswert den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dadurch kann ein Überschreiten des zuvor genannten Niveaus durch die Endemissionen sicher und insbesondere prädiktiv, das heißt im Vorgriff vermieden werden. Mit anderen Worten ist es dadurch möglich, die Last der Verbrennungskraftmaschine dann und insbesondere schon dann zu begrenzen, bevor es tatsächlich zu einem Überschreiten des Niveaus durch die Endemissionen kommt. Dadurch kann ein besonders emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden.
Die Begrenzung der Last auf den Grenzwert ist eine mögliche Ersatzreaktion, welche in Abhängigkeit von dem Endemissionswert, insbesondere als Reaktion auf den Endemissionswert, durchgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann als eine Ersatzreaktion, die in Abhängigkeit von dem Endemissionswert durchgeführt wird, eine Reaktion oder Maßnahme durchgeführt werden, die beispielsweise umfasst, dass ein auch Lambda bezeichnete Verbrennungsluftverhältnis und/oder ein Luft-Kraftstoffgemisch variiert wird und/oder dass Steuerzeiten, insbesondere Ventilsteuerzeiten und/oder eine Einlass- und/oder Auslassspreizung variiert wird und/oder dass eine Kraftstoff- Einspritzung variiert wird, insbesondere hinsichtlich verschiedener Modi wie beispielsweise einer Doppel-, Einfach-, Direkt-, und/oder Saugrohreinspritzung. Alternativ oder zusätzlich kann die Ersatzreaktion umfassen, dass eine Motordrehzahl variiert und/oder auf einen Höchstdrehzahlwert begrenzt wird und/oder dass eine Motorleistung der Verbrennungskraftmaschine variiert und/oder auf einen Höchstwert begrenzt wird.
Um den Rohemissionswert besonders schnell und präzise berechnen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Rohemissionswert anhand des ersten Rechenmodells in Abhängigkeit von einer beziehungsweise der Last und einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine berechnet wird.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Rohemissionswert anhand des ersten Rechenmodells in Abhängigkeit von einem auch als Lambda oder mit griechischem Kleinbuchstaben A bezeichneten Verbrennungsluftverhältnis der Verbrennungskraftmaschine berechnet wird. Dadurch kann der Rohemissionswert besonders schnell und präzise berechnet werden, sodass in der Folge der Endemissionswert schnell und präzise berechnet werden kann.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass anhand des zweiten Rechenmodells eine Fähigkeit der Abgasnachbehandlungseinrichtung, im Abgas enthaltene erste Bestandteile durch das Nachbehandeln des Abgases in von den ersten Bestandteilen unterschiedliche, zweite Bestandteile umzuwandeln, berechnet wird, wobei dabei Fähigkeit beispielsweise die zuvor genannte Konvertierungsfähigkeit ist. Dabei wird der Endemissionswert in Abhängigkeit von der berechneten Fähigkeit berechnet. Dadurch kann der Endemissionswert schnell und präzise berechnet werden, sodass die Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft in Abhängigkeit von dem Endemissionswert betrieben werden kann. Somit kann ein besonders emissionsarmer Betrieb gewährleistet werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Endemissionswert anhand des zweiten Rechenmodells in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung berechnet wird, durch das der Endemissionswert schnell und präzise berechnet werden kann.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders präzisen und schnellen Berechnung des Endemissionswerts als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Temperatur mittels eines Temperatursensors der Verbrennungskraftmaschine gemessen wird.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Endemissionswert anhand des zweiten Rechenmodells in Abhängigkeit von einer in der Abgasnachbehandlungseinrichtung gespeicherten Menge an Sauerstoff und/oder in Abhängigkeit von einer insbesondere als Raumgeschwindigkeit ausgebildeten Geschwindigkeit, mit welcher das Abgas durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung hindurchströmt, berechnet wird. Dadurch kann der Endemissionswert besonders präzise berechnet werden, sodass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die einzige Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine auch als Motor, Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 1 eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar ist, insbesondere angetrieben wird. Anhand von Fig. 1 wird im Folgenden ein Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 1 des Kraftfahrzeugs beschrieben. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass während des Verfahrens die Verbrennungskraftmaschine 1 in ihrem befeuerten Betrieb betrieben wird. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist ein Gehäuseelement 2 auf, welches beispielsweise ein Zylindergehäuse, insbesondere ein Zylinderkurbelgehäuse, ist. Das Gehäuseelement 2 weist mehrere Zylinder 3 auf. Durch den jeweiligen Zylinder 3 ist ein jeweiliger Brennraum 4 der Verbrennungskraftmaschine 1 teilweise begrenzt. In dem jeweiligen Zylinder 3 ist ein jeweiliger Kolben der Verbrennungskraftmaschine 1 translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei der jeweilige Brennraum 4 teilweise durch den jeweiligen Zylinder 3 und teilweise durch den jeweiligen Kolben begrenzt ist. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine 1 beispielsweise als eine Hubkolbenmaschine, mithin als ein Hubkolbenmotor ausgebildet.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist einen von Luft durchströmbaren und auch als Einlasstrakt bezeichneten Ansaugtrakt 5 auf. Durch einen Pfeil 6 ist veranschaulicht, dass die auch als Frischluft bezeichnete Luft den Ansaugtrakt 5 durchströmt. Mittels des Ansaugtrakts 5 wird die den Ansaugtrakt 5 durchströmende Luft zu den und in die Brennräume 4 geleitet. Innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der vorzugsweise als Vier- Takt-Motor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine 1 wird in den jeweiligen Brennraum 4 ein jeweiliges Kraftstoff-Luft-Gemisch gebildet, welches auch einfach als Gemisch bezeichnet wird. Das jeweilige Gemisch umfasst die genannte Luft sowie einen vorzugsweise flüssigen Kraftstoff. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine 1 ein Ottomotor, mithin ein Benzinmotor, sodass es sich bei dem Kraftstoff vorzugsweise um einen Ottokraftstoff, mithin um Benzin handelt. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird das Gemisch in dem jeweiligen Brennraum 4 verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 resultiert. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist einen von dem Abgas aus den Brennräumen 4 durchströmbaren Abgastrakt 7 auf, welcher auch als Abgasanlage bezeichnet wird. In Fig. 1 ist durch einen Pfeil 8 veranschaulicht, dass das Abgas den Abgastrakt 7 durchströmt. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist eine in dem Abgastrakt 7 angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 auf, welche vorliegend die einzige, zum Nachbehandeln des Abgases ausgebildete Abgasnachbehandlungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine 1 ist. Mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 wird bei dem Verfahren das den Abgastrakt 7 und somit die Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 durchströmende Abgas nachbehandelt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 alle zum Nachbehandeln des Abgases ausgebildeten Abgasnachbehandlungskomponenten der Verbrennungskraftmaschine 1 , insbesondere des Kraftfahrzeugs insgesamt, umfasst, sodass bezogen auf das Kraftfahrzeug insgesamt nur mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 das Abgas nachbehandelt werden kann und nachbehandelt wird.
Anhand des Pfeils 8 ist erkennbar, dass die Abgasanlage (der Abgastrakt 7) über wenigstens oder genau eine Ausströmöffnung an eine Umgebung 10 des Kraftfahrzeugs mündet. Die Ausströmöffnung ist beispielsweise durch ein auch als Tailpipe bezeichnetes Endrohr 11 des Abgastrakts 7 gebildet, sodass beispielsweise das Abgas auf seinem Weg durch den Abgastrakt 7 und an oder in die Umgebung 10 als letztes Bauteil des Kraftfahrzeugs das Endrohr 11 durchströmt. Auf seinem Weg in oder an die Umgebung 10 strömt das Abgas durch die Ausströmöffnung, wobei das die Ausströmöffnung durchströmende Abgas aus dem Abgastrakt 7 ausströmt und in oder an die Umgebung 10 strömt.
In dem jeweiligen Brennraum 4 und in dem Abgastrakt 7 stromauf der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 weist das Abgas Rohemissionen auf, die durch im Abgas enthaltene, erste Bestandteile gebildet sind. Die Rohemissionen umfassen beispielsweise Kohlenmonoxid-Emissionen (CO-Emissionen) und/oder unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und/oder Stickoxid-Emissionen (NOx-Emissionen). In dem Endrohr 11 und somit stromab der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 weist das Abgas Endemissionen auf, welche beispielsweise aus dem mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 bewirkten Nachbehandeln des Abgases und aus den Rohemissionen resultieren. Bei dem Nachbehandeln des Abgases werden beispielsweise mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 zumindest einige, mithin zumindest ein Teil der ersten Bestandteile in von den ersten Bestandteilen unterschiedliche, zweite Bestandteile umgewandelt, sodass beispielsweise die Endemissionen die zweiten Bestandteile und gegebenenfalls einen nicht durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 umgewandelten Teil der ersten Bestandteile umfassen.
Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, wird insbesondere während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 1 mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 12 des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine 1, anhand eines in einen Datenspeicher 13 der elektronischen Recheneinrichtung 12 gespeicherten, ersten Rechenmodells 14 wenigstens ein Rohemissionswert berechnet, welcher die Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine 1 charakterisiert. Außerdem wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 anhand eines in dem Datenspeicher 13 gespeicherten und insbesondere zusätzlich zu dem ersten Rechenmodell 14 vorgesehenen, zweiten Rechenmodells 15 in Abhängigkeit von dem Rohemissionswert wenigstens ein Endemissionswert berechnet, welcher die aus den Rohemissionen und dem Nachbehandeln des Abgases resultierenden, den Abgastrakt 7 verlassenden und an die Umgebung 10 des Kraftfahrzeugs abgegebenen Endemissionen, welche auch einfach als Emissionen bezeichnet werden, charakterisiert, das heißt beschreibt oder angibt. Außerdem ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 in Abhängigkeit von dem berechneten Endemissionswert betrieben wird, insbesondere derart, dass in Abhängigkeit von dem Endemissionswert eine maximal von der Verbrennungskraftmaschine 1 bereitstellbare Last beziehungsweise ein Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs vorübergehend und somit zumindest während einer ersten Zeitspanne auf einen Grenzwert begrenzt wird. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass während einer der ersten Zeitspanne vorweggehenden, zweiten Zeitspanne und/oder während einer sich an die erste Zeitspanne anschließenden, dritten Zeitspanne ein gegenüber dem Grenzwert größerer Wert der maximal von der Verbrennungskraftmaschine 1 bereitstellbaren Last beziehungsweise Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zugelassen wird, sodass die maximal von der Verbrennungskraftmaschine 1 bereitstellbare Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs während der ersten Zeitspanne geringer als während der zweiten Zeitspanne und geringer als während der dritten Zeitspanne ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass die Endemissionen ein beispielsweise als Grenze oder Grenzwert ausgebildetes Niveau überschreiten, sodass ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt gewährleistet werden kann.
Beispielsweise berechnet das zweite Rechenmodell für mehrere, beispielsweise nebeneinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnete Volumenelemente, insbesondere Volumenscheiben, der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 jeweils eine auch als Konvertierungsfähigkeit bezeichnete Fähigkeit, die im Abgas stromauf der Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 enthaltenen, Endbestandteile in die von den ersten Bestandteilen unterschiedlichen, zweiten Bestandteile umzuwandeln. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Volumenelemente beispielsweise in Strömungsrichtung des die Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 durchströmenden Abgases aufeinanderfolgen. Aus dem durch die Volumenelemente bewirkten Umwandeln der ersten Bestandteile in die zweiten Bestandteile resultieren die Endemissionen, die durch Berechnen des Endemissionswerts mittels des Verfahrens schnell und präzise ermittelt werden können. In der Folge kann beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 1 vorausschauend und somit prädiktiv derart betrieben werden, dass ein Überschreiten des Niveaus durch die Endemissionen vermieden wird. Dies erfolgt beispielsweise derart, dass dann, wenn mittels der elektronischen Recheneinrichtung 12 ermittelt wird, dass der Endemissionswert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, die maximal von der Verbrennungskraftmaschine 1 bereitstellbare Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs begrenzt wird. Hierdurch kann vermieden werden, dass die Endemissionen das Niveau überschreiten.
Bezugszeichenliste
Verbrennungskraftmaschine
Gehäuseelement
Zylinder
Brennraum
Ansaugtrakt
Pfeil
Abgastrakt
Pfeil
Abgasnachbehandlungseinrichtung
Umgebung
Endrohr elektronische Recheneinrichtung
Datenspeicher erstes Rechenmodell zweites Rechenmodell

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine (1) einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Abgastrakt (7) und eine in dem Abgastrakt (7) angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung (9) aufweist, mittels welcher das Abgas nachbehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass:
- mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (12) anhand eines in einem Datenspeicher (13) der elektronischen Recheneirichtung (12) gespeicherten, ersten Rechenmodells (14) wenigstens ein Rohemissionswert berechnet wird, welcher Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine (1) charakterisiert;
- mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12) anhand eines in dem Datenspeicher (13) gespeicherten, zweiten Rechenmodells (15) in Abhängigkeit von dem Rohemissionswert wenigstens ein Endemissionswert berechnet wird, welcher aus den Rohemissionen und dem Nachbehandeln des Abgases resultierende, den Abgastrakt (7) verlassende und an eine Umgebung (10) des Kraftfahrzeus abgegebene Emissionen charakterisiert; und
- die Verbrennungskraftmaschine (1) in Abhängigkeit von dem Endemissionswert betrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (1) in Abhängigkeit von dem Endemissionswert derart betrieben wird, dass eine maximal von der Verbrennungskraftmaschine (1) bereitstellbare Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf einen Grenzwert begrenzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während eines dem Begrenzen der Last vorweggehenden Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (1) und/oder während eines sich an das Begrenzen der Last anschließenden Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (1) ein gegenüber dem Grenzwert größerer Wert der maximal von der Verbrennungskraftmaschine (1) bereitstellbaren Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zugelassen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Endemissionswert mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12) mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, wobei die maximal von der Verbrennungskraftmaschine (1) bereitstellbare Last zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf den Grenzwert begrenzt wird, wenn der Vergleich ergibt, dass der Endemissionswert den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohemissionswert anhand des ersten Rechenmodells (14) in Abhängigkeit von einer Last und einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (1) berechnet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohemissionswert anhand des ersten Rechenmodells (14) in Abhängigkeit von einem Verbrennungsluftverhältnis der Verbrennungskraftmaschine (1) berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des zweiten Rechenmodells (15) eine Fähigkeit der Abgasnachbehandlungseinrichtung (19), im Abgas enthaltene erste Bestandteile durch das Nachbehandeln des Abgases in von den ersten Bestandteilen unterschiedliche, zweite Bestandteile umzuwandeln, berechnet wird, wobei der Endemissionswert in Abhängigkeit von der berechneten Fähigkeit berechnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endemissionswert anhand des zweiten Rechenmodells (15) in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung (9) berechnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur mittels eines Temperatursensors der Verbrennungskraftmaschine (1) gemessen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endemissionswert anhand des zweiten Rechenmodells (!5) in Abhängigkeit von einer in der Abgasnachbehandlungseinrichtung (9) gespeicherten Menge an Sauerstoff und/oder in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit, mit welcher das Abgas durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung (9) hindurchströmt, berechnet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010002620A1 (de) 2010-03-05 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators
DE102016014854A1 (de) 2016-12-14 2017-07-13 Daimler Ag Verfahren zur Abgasnachbehandlung
DE102017203849B4 (de) * 2017-03-08 2025-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuereinheit zur Anpassung der Emission eines Fahrzeugs
DE102021113499A1 (de) * 2021-05-26 2022-12-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine

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