EP4695510A1 - Verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug sowie entsprechende antriebseinrichtung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug sowie entsprechende antriebseinrichtung

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EP4695510A1
EP4695510A1 EP24717219.0A EP24717219A EP4695510A1 EP 4695510 A1 EP4695510 A1 EP 4695510A1 EP 24717219 A EP24717219 A EP 24717219A EP 4695510 A1 EP4695510 A1 EP 4695510A1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
combustion air
air ratio
concentration
aftertreatment device
Prior art date
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Pending
Application number
EP24717219.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bodo Odendall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a drive device for a motor vehicle, which has a drive unit generating exhaust gas, an exhaust aftertreatment device for aftertreating the exhaust gas and a lambda probe arranged upstream of the exhaust aftertreatment device for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas, wherein a concentration of at least one pollutant downstream of the exhaust aftertreatment device is determined by means of a calculation model describing the exhaust aftertreatment device using the measured combustion air ratio.
  • the publication DE 10 2021 126 386 B3 is known from the prior art.
  • This describes a method for operating a drive device for a motor vehicle, which has a drive unit that generates exhaust gas, an exhaust gas aftertreatment device for aftertreating the exhaust gas, and a lambda probe arranged upstream of the exhaust gas aftertreatment device for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas. It is provided that a concentration of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device, used to control the drive unit, is determined by reading out a concentration value stored for a fixed combustion ratio independently of a combustion air ratio measured by means of the lambda probe and correcting it using the measured combustion air ratio.
  • the drive device is used to drive the motor vehicle, i.e. to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle.
  • the drive device has the drive unit.
  • the drive unit is preferably in the form of an internal combustion engine.
  • fuel and fresh gas are fed to the drive unit at least temporarily, with the fresh gas containing fresh air at least temporarily.
  • the fresh gas can contain exhaust gas if exhaust gas recirculation is implemented, in which the exhaust gas generated by the drive unit is at least partially fed back into the drive unit, namely as a component of the fresh gas.
  • the fuel and the fresh gas that are fed to the drive unit form a fuel-fresh gas mixture with a specific composition, which is reacted in the drive unit.
  • exhaust gas is produced due to the chemical reaction between fuel and fresh gas, which is discharged to the outside environment of the drive unit or the motor vehicle. Since the exhaust gas produced by the drive unit contains pollutants, the exhaust gas is first fed to the exhaust gas aftertreatment device before being released into the outside environment. In the exhaust gas aftertreatment device, the pollutants are at least partially converted into less dangerous products. The exhaust gas is only discharged to the outside environment after passing through the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust gas aftertreatment device is, for example, a vehicle catalyst, in particular a three-way catalyst, oxidation catalyst, NOx storage catalyst or SCR catalyst. However, it can also be designed as a particle filter, in particular as a gasoline particle filter or as a diesel particle filter.
  • the vehicle catalyst is particularly preferably integrated into the particle filter.
  • the particle filter is provided with a catalytic coating.
  • a conversion rate and thus the conversion performance of the exhaust gas aftertreatment device, with which the pollutants are converted into the less dangerous products depend in particular on the composition of the exhaust gas fed to the exhaust gas aftertreatment device and/or on an oxygen load of the exhaust gas aftertreatment device, which in turn is related to the composition of the exhaust gas.
  • the calculation model is used which describes the exhaust gas aftertreatment device.
  • a concentration of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device is fed to the calculation model.
  • the calculation model calculates the concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas downstream of the exhaust aftertreatment device, namely using the combustion air ratio, which is determined using the lambda probe upstream of the exhaust aftertreatment device.
  • the pollutant can correspond to the exhaust gas component, but can also be different from it.
  • concentration of the exhaust gas component is therefore used, at least indirectly, to control the drive unit. It is also important to determine the concentration with high accuracy in order to be able to reliably detect and, if necessary, prevent the pollutant from escaping into the outside environment.
  • concentration or concentrations are specified as a molar mass ratio or as parts per million (ppm).
  • the lambda sensor is not connected directly downstream of the drive unit in terms of flow, so that the exhaust gas escaping from the drive unit initially takes some time to reach the lambda sensor.
  • aging of the lambda sensor usually means that it only reacts with a delay, with the delay being more pronounced the older the lambda sensor is. This means that there is a time offset between the measured combustion air ratio and the actual combustion air ratio.
  • the calculation model uses the measured combustion air ratio together with at least one input variable that is different from the combustion air ratio, assuming that the input variable corresponds in time to the actual combustion air ratio, this time offset leads to an error in the calculation model and accordingly to a deviation of the values determined using the calculation model.
  • Concentration of an actual concentration of the pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device This applies in particular if the input variable for the exhaust gas is upstream of the exhaust gas aftertreatment device and/or the lambda probe, i.e. at a distance from it in terms of flow.
  • the time offset of the measured combustion air ratio compared to the actual combustion air ratio is determined and taken into account when determining the concentration of the pollutant using the calculation model.
  • the at least one input variable of the calculation model is also delayed, i.e. fed to the calculation model delayed by the time offset.
  • the determined time offset ideally corresponds to the time offset between the measured combustion air ratio and the actual combustion air ratio, so that this time offset is compensated for by the delayed feeding of the input variable into the calculation model and a temporal agreement is achieved between the measured combustion ratio and the at least one input variable of the calculation model.
  • the procedure described enables a reliable application of the calculation model to determine the concentration of the pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device.
  • the drive unit can therefore be controlled particularly reliably. This ensures that sufficient aftertreatment of the exhaust gas is ensured by means of the exhaust gas aftertreatment device and that the concentration of at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device always falls below the threshold value, i.e. is smaller than this.
  • a further development of the invention provides that the time offset is determined as a function of an operating point of the drive unit, in particular as a function of an exhaust gas mass flow generated by the drive unit at this operating point.
  • the time offset between the combustion air ratio actually present in the exhaust gas, in particular upstream of the lambda probe and/or immediately downstream of the drive unit, and the combustion air ratio measured by means of the lambda probe depends on the time that the exhaust gas requires to get from the drive unit to the lambda probe. This time depends significantly on the operating point of the drive unit, in particular on the exhaust gas mass flow that exists at the operating point.
  • the exhaust gas mass flow itself depends on other variables of the operating point, for example the speed of the drive unit and/or the drive torque provided by the drive unit.
  • the operating point for example the speed of the drive unit and/or the drive torque provided by the drive unit.
  • at least one of the variables mentioned is taken into account as a component of the operating point when determining the time offset.
  • Particularly preferably, several or even all of the variables mentioned are taken into account. This enables an accurate determination of the time offset and thus a reliable use of the calculation model for determining the concentration of the pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device.
  • time offset is determined based on a length of a time period measured in a calibration operation of the drive device between a change in the composition of the fuel-fresh gas mixture present in the drive unit and a reaction of the lambda probe corresponding to the change. It has already been explained that the time offset depends on the age of the lambda probe. It can be provided that the age of the lambda probe is taken into account in the time offset, for example by determining the time offset based on an empirical relationship in which the age of the lambda probe is included as an input variable.
  • the Calibration operation of the drive device is carried out, during which the time offset is measured.
  • This measurement is carried out by changing the composition of the fuel-fresh gas mixture at a first point in time and determining a second point in time at which the lambda sensor reacts to the change.
  • the time difference between the second point in time and the first point in time is used as the time offset or the time offset is at least determined based on the difference.
  • the calibration operation is carried out at least once. It is particularly preferably repeated periodically in order to take the actual age of the lambda sensor into account in the time offset with high accuracy. This reliably achieves the advantages already mentioned.
  • a further development of the invention provides that the exhaust gas mass flow and/or a concentration of at least one pollutant upstream of the exhaust gas aftertreatment device is used as at least one input variable.
  • the exhaust gas aftertreatment device is modeled.
  • the exhaust gas mass flow is preferably taken into account here.
  • the concentration of the pollutant upstream of the exhaust gas aftertreatment device is used as an input variable. This achieves a high level of accuracy when determining the concentration of the pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device.
  • a further development of the invention provides that the concentration of at least one exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device is determined by reading out a concentration value stored for a fixed combustion air ratio independently of the combustion air ratio measured by the lambda probe and correcting it using the measured combustion air ratio.
  • the concentration of the exhaust gas component is present upstream of the exhaust gas aftertreatment device, i.e. fluidically between the drive unit and the exhaust gas aftertreatment device, in particular with respect to a main flow direction of the exhaust gas.
  • the concentration of the exhaust gas component corresponds to its concentration in the raw emissions of the drive unit, i.e. in the exhaust gas immediately after it is emitted from the drive unit and before it passes through the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust gas component is particularly preferably one of several exhaust gas components for which the respective concentration is to be determined.
  • the concentrations of several exhaust gas components are determined, namely in each case in the manner described.
  • the concentration of the exhaust gas component itself could of course be measured using a corresponding sensor.
  • concentration of the exhaust gas component is to be determined based on the combustion air ratio upstream of the exhaust gas aftertreatment device.
  • the combustion air ratio is measured using the lambda probe. This serves to measure the combustion air ratio present in the exhaust gas upstream of the exhaust gas aftertreatment device, in particular by measuring the residual oxygen content of the exhaust gas, from which the combustion air ratio is then determined.
  • the measured combustion air ratio is used not only to determine the concentration of the exhaust gas component, but also to carry out a lambda control, by means of which a composition of the fuel-fresh gas mixture that is fed to the drive unit is set.
  • the stored concentration value also referred to as the concentration value
  • the concentration value is first read out.
  • the concentration value is preferably stored in a control unit of the drive device or drive unit, in particular fixed or unchangeable.
  • the concentration value is stored for a fixed combustion air ratio, in particular only for a single combustion air ratio.
  • the read concentration value is available as the output value of a mathematical relationship, a table or a characteristic map in which the concentration value is stored.
  • At least one operating variable of the drive device or drive unit is used as the input variable for the mathematical relationship, the table or the characteristic map.
  • One such operating variable is, for example, the operating point of the drive unit, which is characterized in particular by the torque currently provided by the drive unit and/or a current speed of the drive unit. It is particularly preferred to use several input variables.
  • the input variable or the input variables or their number is selected in particular such that the stored concentration value and thus also the read concentration value corresponds with high accuracy to the concentration value actually present in the exhaust gas for the fixed combustion air ratio.
  • the stored concentration value corresponds to the concentration value actually present in the exhaust gas with high accuracy, in particular with a deviation of at most one percent, at most 0.5% or at most 0.1%.
  • at least the operating point i.e. at least the torque currently provided by the drive unit and/or the current speed of the drive unit, is used as the input variable, so that the concentration value read out is available as a function of this.
  • the read concentration value is adjusted in such a way that the read concentration value is adjusted in the direction of the concentration value actually present in the exhaust gas.
  • the concentration value thus corrected corresponds to the concentration value actually present in the exhaust gas with a high degree of accuracy, i.e. again with an error of at most one percent, at most 0.5% or at most 0.1%.
  • the correction is made on the basis of the measured combustion air ratio.
  • the correction is preferably made in such a way that a correction value is determined from the combustion air ratio, which is used to correct the read concentration value.
  • the procedure described can be used particularly profitably if the exhaust gas component is part of several exhaust gas components and the respective concentration is determined for each of the several exhaust gas components.
  • the concentration value read out for each exhaust gas component is corrected using the measured combustion air ratio.
  • the procedure described enables reliable control of the drive unit depending on the concentration of the exhaust gas component or the (corrected) concentration value of the concentration.
  • the corrected concentration value can be used to operate the aforementioned calculation model of the exhaust gas aftertreatment device with high accuracy, so that the concentration of the at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device is also known with high accuracy.
  • the drive device or the drive unit is operated in particular depending on on the concentration of the pollutant, i.e. at least indirectly dependent on the concentration of the exhaust gas component present upstream of the exhaust gas aftertreatment device or the corrected concentration value. This can ensure that the concentration of at least one pollutant always falls below the specific threshold value and, accordingly, adequate aftertreatment of the exhaust gas by means of the exhaust gas aftertreatment device is ensured.
  • a further development of the invention provides that a combustion air ratio of one is used as the fixed combustion air ratio.
  • concentration value is only stored for this combustion air ratio, namely as a function of at least one operating variable.
  • the combustion air ratio of one there is no residual oxygen left in the exhaust gas, since the air present in the fuel-air mixture or the oxygen contained in the air reacts completely with the fuel. Accordingly, one or more oxygen input components contribute as much oxygen as is removed by one or more oxygen output components. In this respect, it is particularly easy to correct the read concentration value based on the fixed combustion air ratio of one and thus determine the concentrations of the exhaust gas components with high accuracy.
  • a further development of the invention provides that the correction of the read concentration value for an exhaust gas component present as an oxygen input component is carried out by multiplying by a correction value calculated from the measured combustion air ratio and/or for an exhaust gas component present as an oxygen discharge component by dividing by the correction value.
  • the correction value is determined in such a way that it is also greater than one for a combustion air ratio of greater than one and also less than one for a combustion air ratio of less than one.
  • the correction of the concentration value is based on the assumption that for lean exhaust gas, i.e. for a combustion air ratio of greater than one, the concentration of an exhaust gas component to be reduced changes proportionally to a certain coefficient via the combustion air ratio.
  • the concentration of an exhaust gas component to be oxidized changes inversely proportionally to the same coefficient via the combustion air ratio. Accordingly, in the rich range, i.e. for a combustion air ratio of less than one, the concentration of an exhaust gas component to be reduced changes inversely proportionally to the certain coefficient via the combustion air ratio and the concentration of a component to be oxidized changes proportionally to the same coefficient.
  • the concentration value stored for the fixed combustion air ratio is read out for each of the several exhaust gas components and corrected by means of or using the measured combustion air ratio, namely by multiplying by the correction value or by dividing by the correction value that is determined from the measured combustion air ratio.
  • the correction value is preferably calculated only once from the measured combustion air ratio and is then used for all concentrations to be determined for this measured combustion air ratio to correct the read concentration value. This makes it possible to determine the concentration and the exhaust gas component or the concentrations of the several exhaust gas components with little computational effort and yet with high accuracy.
  • a further development of the invention provides that the correction value is calculated from the measured combustion air ratio using a polynomial relationship. Between the correction value and the measured There is a mathematical relationship between the combustion air ratio and the correction value is calculated using this mathematical relationship from the measured combustion air ratio.
  • the mathematical relationship is in the form of a polynomial, in particular a polynomial with an order of at least two. This results in a high degree of accuracy of the correction value and, accordingly, the corrected concentration value.
  • a further development of the invention provides that the correction value is determined using the relationship or based on the relationship where x is the correction value, ⁇ is the combustion air ratio and k is a coefficient.
  • the combustion air ratio can basically be described with the relationship where C x describes the concentration of the respective exhaust gas component, in particular as a molar mass ratio or as parts per million (ppm).
  • C x describes the concentration of the respective exhaust gas component, in particular as a molar mass ratio or as parts per million (ppm).
  • 02 stands for molecular oxygen
  • CO2 for carbon dioxide
  • H2O for water
  • CO carbon monoxide
  • NO for nitrogen monoxide
  • NO2 for nitrogen dioxide NO2 for nitrogen dioxide
  • H2 for molecular hydrogen
  • C3H6 propene
  • propane propane.
  • the numerator contains all oxygen input components, the denominator all oxygen output components.
  • the sum of the molar proportions of carbon dioxide and water or the sum of their concentrations is 0.42 (expressed as a molar mass ratio).
  • the relationship can therefore be written as Alternatively, the sum of the mole fractions of carbon dioxide and water can be expressed as ppm. Then the value in the respective relationship changes from
  • the coefficient is determined from a concentration of at least one oxygen input component for the fixed combustion air ratio.
  • the coefficient is not constant in this respect, but changes in particular depending on the operating size of the drive device or the drive unit, preferably depending on the operating point.
  • the concentration of the at least one oxygen input component is thus stored in the same way as the concentration of the at least one exhaust gas component and is read out independently of the combustion air ratio measured by means of the lambda probe for the fixed combustion air ratio. It can of course be provided that the oxygen input component corresponds to the at least one exhaust gas component.
  • the procedure described enables a particularly precise determination of the coefficient and consequently of the corrected concentration value.
  • the concentrations mentioned or alternatively the coefficient are stored for the fixed combustion air ratio and are read out, in particular depending on the same size or the same sizes as the concentration value, for example the operating point.
  • the oxygen input component is a component that contains oxygen and can release oxygen in the exhaust gas aftertreatment device.
  • the oxygen is preferably present in molecular form.
  • the carbon oxide is in particular carbon monoxide or carbon dioxide.
  • the nitrogen oxide is nitrogen monoxide or nitrogen dioxide.
  • both carbon monoxide and carbon dioxide and/or both nitrogen monoxide and nitrogen dioxide are used as oxygen input components.
  • oxygen input components it is particularly preferred to use several of the components mentioned, in particular all of the components mentioned, as oxygen input components, so that in total oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, water, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide form the oxygen input components.
  • the use of the components mentioned enables the concentration of at least one exhaust gas component to be determined with high accuracy in the simplest possible manner.
  • concentrations of carbon dioxide and water can be summarized in a simplified manner as explained.
  • the oxygen removal component is a component which can remove oxygen from the exhaust gas aftertreatment device, for example oxidize it when passing through the exhaust gas aftertreatment device and/or remove the oxygen it itself introduced into the exhaust gas aftertreatment device from the latter.
  • carbon oxide is to be understood as carbon monoxide or carbon dioxide.
  • the hydrocarbon corresponds, for example, to a specific hydrocarbon or different hydrocarbons.
  • propene (C 3 H 6 ) or propane (C 3 H 8 ) can be used as a hydrocarbon.
  • the oxygen discharge component Preferably, however, several or even all of the mentioned components are used, i.e. carbon oxide, carbon dioxide, hydrogen, one or more hydrocarbons and water.
  • Non-methane hydrocarbons (NMHC), in particular propene or propane or propene and propane, are preferably used as hydrocarbons. Again, this procedure results in a high degree of accuracy in the concentration of the exhaust gas component.
  • a further development of the invention provides that a broadband lambda probe is used as the lambda probe.
  • the broadband lambda probe enables the residual oxygen content or the corresponding lambda value to be recorded over a wider measuring range.
  • the lambda probe or the broadband lambda probe is used to carry out the lambda control and accordingly to adjust the composition of the fuel-fresh gas mixture supplied to the drive unit.
  • the lambda probe in addition to the lambda probe, there is another lambda probe, namely downstream of the exhaust gas aftertreatment device.
  • the other lambda probe can be a step lambda probe.
  • the step lambda probe has a narrower measuring range than the broadband lambda probe, in particular it is used (only) to detect a lambda value of one.
  • the measuring accuracy of the step lambda probe is higher than that of the broadband lambda probe.
  • Deviations and errors in the broadband lambda probe are at least partially compensated for using a trim control or using the step lambda probe. This enables the composition of the fuel-fresh gas mixture to be set with high accuracy.
  • a further development of the invention provides that if a threshold value is exceeded by the concentration of at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device, an error signal is generated.
  • concentration of the at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device i.e. in the exhaust gas which is subsequently discharged into the outside environment.
  • the calculation model provides the concentration of the at least one pollutant as an output variable. Such calculation models are assumed to be known in principle.
  • the error signal is generated.
  • the error signal comprises, for example, a visual display in an interior of the motor vehicle, preferably on an instrument panel of the motor vehicle. Additionally or alternatively, it can be provided to throttle the power of the drive unit, i.e. to limit a maximum power, or to deactivate the drive unit completely as soon as the error signal occurs.
  • the calculation model is preferably used to determine the concentrations of several pollutants, with the comparison being made with a respective threshold value for several of these pollutants or all pollutants.
  • the invention further relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the statements in the context of this description, wherein the drive device has a drive unit that generates exhaust gas, an exhaust aftertreatment device for aftertreating the exhaust gas and a lambda probe arranged upstream of the exhaust aftertreatment device for measuring a combustion air ratio in the exhaust gas, wherein a concentration of at least one pollutant downstream of the exhaust aftertreatment device is determined by means of a calculation model describing the exhaust aftertreatment device using the measured
  • the drive device is designed and constructed to determine a time offset of the measured combustion air ratio and to supply at least one input variable of the calculation model to it with a delay of the time offset.
  • Figure 1 is a schematic representation of a drive device for a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive device 1, which has a drive unit 2, which here is in the form of an internal combustion engine, and an exhaust tract 3.
  • the drive unit 2 has several cylinders, each with a combustion chamber 4.
  • Each of the cylinders has at least one inlet valve 5 and at least one outlet valve 6.
  • Each of the inlet valves 5 can Fresh gas can be supplied to the respective cylinder from a fresh gas tract 7, whereas exhaust gas can escape from the corresponding cylinder through each of the exhaust valves 6, namely in the direction of the exhaust tract 3.
  • the fresh gas is provided to the inlet valves 5 by means of a compressor 8, which is part of an exhaust turbocharger 9.
  • the exhaust turbocharger 9 has a turbine 10, which is fluidically connected to the outlet valves 6 via an exhaust line 11, which is part of the exhaust tract 3. Downstream of the turbine 10 there is an exhaust aftertreatment device 12. Downstream of the exhaust aftertreatment device 12, the exhaust tract 3 flows into an external environment of the drive device 1, for example via a tailpipe. It should be noted that the exhaust turbocharger 9 is purely optional. It can also be omitted accordingly. Upstream of the exhaust aftertreatment device 12 there is a lambda probe 13 in order to determine the residual oxygen content and accordingly the combustion air ratio of the exhaust gas at this point.
  • concentration upstream of the exhaust gas aftertreatment device 12 namely based on a combustion air ratio measured using the lambda probe 13. This means that a time offset of the measured combustion air ratio compared to an actual combustion air ratio is included in the concentration. Since the concentration upstream of the exhaust gas aftertreatment device 12 subsequently serves as an input variable for a calculation model describing the exhaust gas aftertreatment device 12, at least one other input variable of this calculation model must be subjected to the same time offset so that the calculation model can work with good accuracy.
  • the calculation model is used to determine the concentration of at least one pollutant downstream of the exhaust gas aftertreatment device 12. As a further input variable, the exhaust gas mass flow generated by the drive unit 2 is fed to it. This is therefore increased by the delayed by a previously determined time offset and only then fed into the calculation model. This achieves a high level of accuracy in the operation of the calculation model.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat (2), eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) zur Nachbehandlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) angeordnete Lambdasonde (13) zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt, wobei eine Konzentration wenigstens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) mittels eines die Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) beschreibenden Rechenmodells unter Verwendung des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird. Dabei ist vorgesehen, dass ein Zeitversatz des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt und wenigstens eine Eingangsgröße des Rechenmodells diesem um den Zeitversatz verzögert zugeführt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Antriebseinrichtung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung zur Nachbehandlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung angeord- nete Lambdasonde zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt, wobei eine Konzentration wenigstens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung mittels eines die Ab- gasnachbehandlungseinrichtung beschreibenden Rechenmodells unter Ver- wendung des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2021 126 386 B3 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung zur Nachbehand- lung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsein- richtung angeordnete Lambdasonde zum Messen eines Verbrennungsluft- verhältnisses in dem Abgas verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass eine zum Ansteuern des Antriebsaggregats verwendete Konzentration wenigstens ei- ner stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegenden Ab- gaskomponente ermittelt wird, indem ein für ein festes Verbrennungsverhält- nis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von einem mittels der Lambdasonde gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgele- sen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses korrigiert wird. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsein- richtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere auch in einem instationären Be- triebszustand der Antriebseinrichtung, beispielsweise während eines Über- gangs zwischen zwei verschiedenen Betriebspunkten des Antriebsaggre- gats, geringe Schadstoffemissionen der Antriebseinrichtung sicherstellt.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer An- triebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass ein Zeitversatz des gemessenen Ver- brennungsluftverhältnisses ermittelt und wenigstens eine Eingangsgröße des Rechenmodells diesem um den Zeitversatz verzögert zugeführt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfin- dung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hinge- wiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschrei- bung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.
Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichte- ten Antriebsdrehmoments. Zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments weist die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat auf. Das Antriebsaggre- gat liegt vorzugsweise als Brennkraftmaschine vor. Dem Antriebsaggregat werden während eines Betriebs der Antriebseinrichtung zumindest zeitweise Kraftstoff und Frischgas zugeführt, wobei das Frischgas zumindest zeitweise Frischluft enthält. Zusätzlich kann das Frischgas Abgas aufweisen, sofern eine Abgasrückführung realisiert ist, bei welcher das von dem Antriebsaggre- gat erzeugte Abgas zumindest teilweise wieder in das Antriebsaggregat zu- rückgeführt wird, nämlich als Bestandteil des Frischgases. Der Kraftstoff und das Frischgas, die dem Antriebsaggregat zugeführt werden, bilden ein Kraft- stoff-Frischgas-Gemisch mit einer bestimmten Zusammensetzung, das in dem Antriebsaggregat zur Reaktion gebracht wird. Während des Betriebs des Antriebsaggregats fällt aufgrund der chemischen Reaktion von Kraftstoff und Frischgas miteinander Abgas an, welches in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs abgeführt wird. Da in dem von dem Antriebsaggregat er- zeugten Abgas Schadstoffe enthalten sind, wird das Abgas vor dem Entlas- sen in die Außenumgebung zunächst der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt. In der Abgasnachbehandlungseinrichtung werden die Schadstoffe zumindest teilweise in ungefährlichere Produkte umgesetzt. Erst nach dem Durchlaufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird das Abgas in die Außenumgebung abgeführt.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung liegt beispielsweise als Fahrzeugka- talysator vor, insbesondere als Drei-Wege-Katalysator, Oxidationskatalysator NOx-Speicherkatalysator oder als SCR-Katalysator. Sie kann jedoch auch als Partikelfilter, insbesondere als Otto-Partikelfilter oder als Diesel-Partikelfilter ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist der Fahrzeugkatalysator in den Partikelfilter integriert. Hierzu ist zum Beispiel der Partikelfilter mit einer kata- lytischen Beschichtung versehen. Eine Umwandlungsrate und damit die Konvertierungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung, mit welcher die Schadstoffe in die ungefährlicheren Produkte umgesetzt werden, hängen insbesondere von der Zusammensetzung des der Abgasnachbehandlungs- einrichtung zugeführten Abgases und/oder von einer Sauerstoffbeladung der Abgasnachbehandlungseinrichtung ab, welche wiederum in Zusammenhang mit der Zusammensetzung des Abgases steht.
Es ist insoweit von Bedeutung, die Zusammensetzung des von dem An- triebsaggregat erzeugten Abgases zu ermitteln, insbesondere um auf die Konvertierungsleistung der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu schließen. Hierzu wird das Rechenmodell verwendet, welches die Abgasnachbehand- lungseinrichtung beschreibt. Vorzugsweise wird dem Rechenmodell eine Konzentration wenigstens einer stromaufwärts der Abgasnachbehandlungs- einrichtung vorliegenden Abgaskomponente zugeführt. Das Rechenmodell berechnet aus der Konzentration die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs in dem Abgas stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrich- tung, nämlich unter Verwendung des Verbrennungsluftverhältnisses, welches mithilfe der Lambdasonde stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrich- tung ermittelt wird. Der Schadstoff kann dabei der Abgaskomponente ent- sprechen, jedoch auch von dieser verschieden sein.
Überschreitet die berechnete Konzentration einen Schwellenwert, so wird beispielsweise ein Fehlersignal erzeugt oder das Antriebsaggregat gestoppt, insbesondere durch ein Unterbrechen einer Kraftstoffzufuhr in das Antriebs- aggregat. Somit dient die Konzentration der Abgaskomponente, zumindest indirekt, zum Ansteuern des Antriebsaggregats. Auch ist es von Bedeutung, die Konzentration mit hoher Genauigkeit zu ermitteln, um ein Austreten des Schadstoffs in die Außenumgebung zuverlässig erkennen und gegebenen- falls unterbinden zu können. Im Rahmen dieser Beschreibung wird die Kon- zentration beziehungsweise werden Konzentrationen im Übrigen als Mol- massenverhältnis oder als parts per million (ppm) angegeben.
Bei der Verwendung des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses im Rahmen des Rechenmodells ist jedoch zu beachten, dass zum einen die Lambdasonde dem Antriebsaggregat strömungstechnisch nicht unmittelbar nachgeschaltet ist, sodass das aus dem Antriebsaggregat austretende Ab- gas zunächst einige Zeit benötigt, um zu der Lambdasonde zu gelangen. Zum anderen führt eine Alterung der Lambdasonde üblicherweise dazu, dass sie nur noch verzögert reagiert, wobei die Verzögerung umso stärker ausge- prägt ist, je älter die Lambdasonde ist. Das bedeutet, dass zwischen dem ge- messenen Verbrennungsluftverhältnis und einem tatsächlich vorliegenden Verbrennungsluftverhältnis ein Zeitversatz vorliegt.
Verwendet das Rechenmodell das gemessene Verbrennungsluftverhältnis zusammen mit der von dem Verbrennungsluftverhältnis verschiedenen we- nigstens einen Eingangsgröße unter der Annahme, dass die Eingangsgröße zeitlich mit dem tatsächlichen Verbrennungsluftverhältnis korrespondiert, so führt dieser Zeitversatz zu einem Fehler des Rechenmodells und entspre- chend zu einer Abweichung der mithilfe des Rechenmodells ermittelten Konzentration von einer tatsächlich vorliegenden Konzentration des Schad- stoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Dies gilt insbe- sondere, falls die Eingangsgröße für das Abgas stromaufwärts der Abgas- nachbehandlungseinrichtung und/oder der Lambdasonde vorliegt, also strö- mungstechnisch beabstandet von dieser.
Aus diesem Grund ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, den Zeitversatz des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses gegenüber dem tatsächli- chen Verbrennungsluftverhältnis zu ermitteln und bei dem Bestimmen der Konzentration des Schadstoffs unter Verwendung des Rechenmodells zu be- rücksichtigen. Hierzu wird die wenigstens eine Eingangsgröße des Rechen- modells ebenfalls verzögert, also dem Rechenmodell um den Zeitversatz verzögert zugeführt. Der ermittelte Zeitversatz entspricht idealerweise dem Zeitversatz zwischen dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis und dem tatsächlichen Verbrennungsluftverhältnis, sodass durch das verzögerte Zu- führen der Eingangsgröße in das Rechenmodell dieser Zeitversatz ausgegli- chen wird und entsprechend eine zeitliche Übereinstimmung zwischen dem gemessenen Verbrennungsverhältnis und der wenigstens einen Eingangs- größe des Rechenmodells erzielt wird.
Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine zuverlässige Anwendung des Rechenmodells zum Bestimmen der Konzentration des Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Entsprechend kann das Antriebsaggregat besonders zuverlässig angesteuert werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine hinreichende Nachbehandlung des Abgases mit- tels der Abgasnachbehandlungseinrichtung sichergestellt ist und die Kon- zentration des wenigsten einen Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbe- handlungseinrichtung stets den Schwellenwert unterschreitet, also kleiner ist als dieser.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zeitversatz in Abhängig- keit von einem Betriebspunkt des Antriebsaggregats ermittelt wird, insbeson- dere in Abhängigkeit von einem in diesem Betriebspunkt von dem Antriebs- aggregat erzeugten Abgasmassenstrom des Abgases. Der Zeitversatz zwischen dem tatsächlich in dem Abgas vorliegenden Verbrennungsluftver- hältnis, insbesondere stromaufwärts der Lambdasonde und/oder unmittelbar stromabwärts des Antriebsaggregats, und dem mittels der Lambdasonde ge- messenen Verbrennungsluftverhältnis hängt von der Zeit ab, welche das Ab- gas benötigt, um von dem Antriebsaggregat zu der Lambdasonde zu gelan- gen. Diese Zeit hängt maßgeblich von dem Betriebspunkt des Antriebsaggre- gats ab, vor allem von dem Abgasmassenstrom, welcher in dem Betriebs- punkt vorliegt.
Der Abgasmassenstrom selbst hängt wiederum von anderen Größen des Betriebspunkts ab, beispielsweise von der Drehzahl des Antriebsaggregats und/oder dem von dem Antriebsaggregat bereitgestellten Antriebsdrehmo- ment. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass wenigstens eine der genann- ten Größen als Bestandteil des Betriebspunkts bei dem Ermitteln des Zeit- versatzes berücksichtigt wird. Besonders bevorzugt werden mehrere oder sogar alle der genannten Größen berücksichtigt. Hierdurch ist eine genaue Bestimmung des Zeitversatzes und damit eine zuverlässige Verwendung des Rechenmodells zum Bestimmen der Konzentration des Schadstoffs stromab- wärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung umgesetzt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zeitversatz anhand ei- ner in einem Kalibrierbetriebs der Antriebseinrichtung gemessen Länge einer Zeitspanne zwischen einer Änderung einer Zusammensetzung des in dem Antriebsaggregat vorliegenden Kraftstoff-Frischgas-Gemischs und einer der Änderung entsprechenden Reaktion der Lambdasonde ermittelt wird. Es wurde bereits erläutert, dass der Zeitversatz von dem Alter der Lamb- dasonde abhängt. Es kann vorgesehen sein, dass Alter der Lambdasonde in dem Zeitversatz zu berücksichtigen, beispielsweise indem der Zeitversatz anhand einer empirischen Beziehung ermittelt wird, in welche das Alter der Lambdasonde als Eingangsgröße einfließt.
Zwar gibt eine derartige Vorgehensweise einen ersten Hinweis auf die Größe des Zeitversatzes, der für die individuelle Lambdasonde vorliegende Zeitver- satz kann jedoch nicht ermittelt werden. Aus diesem Grund soll der Kalibrierbetrieb der Antriebseinrichtung vorgenommen werden, während wel- chem der Zeitversatz gemessen wird. Dieses Messen erfolgt durch Vorneh- men der Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoff-Frischgas-Ge- mischs in einem ersten Zeitpunkt und dem Ermitteln eines zweiten Zeit- punkts, in welchem die Lambdasonde auf die Änderung reagiert. Die zeitli- che Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt und dem ersten Zeitpunkt wird als Zeitversatz herangezogen oder der Zeitversatz wird zumindest an- hand der Differenz ermittelt. Der Kalibrierbetrieb wird zumindest einmalig durchgeführt. Besonders bevorzugt wird er periodisch wiederholt, um das tat- sächliche Alter der Lambdasonde in dem Zeitversatz mit hoher Genauigkeit zu berücksichtigen. Hierdurch werden die bereits erwähnten Vorteile zuver- lässig erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als wenigstens eine Ein- gangsgröße der Abgasmassenstrom und/oder eine Konzentration des we- nigstens einen Schadstoffs stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsein- richtung verwendet wird. Bei dem Ermitteln der Konzentration des Schad- stoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung mithilfe des Re- chenmodells wird die Abgasnachbehandlungseinrichtung modelliert. Hierbei findet vorzugsweise der Abgasmassenstrom Berücksichtigung. Zusätzlich oder alternativ wird die Konzentration des Schadstoffs stromaufwärts der Ab- gasnachbehandlungseinrichtung als Eingangsgröße herangezogen. Hier- durch wird eine hohe Genauigkeit bei dem Ermitteln der stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegenden Konzentration des Schad- stoffs erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Konzentration der we- nigstens einen stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorlie- genden Abgaskomponente ermittelt wird, indem ein für ein festes Verbren- nungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unab- hängig von dem mittels der Lambdasonde gemessenen Verbrennungsluft- verhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhält- nisses korrigiert wird. Die Konzentration der Abgaskomponente liegt strom- aufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung vor, also strömungstechnisch zwischen dem Antriebsaggregat und der Abgasnachbe- handlungseinrichtung, insbesondere bezogen auf eine Hauptströmungsrich- tung des Abgases.
Die Konzentration der Abgaskomponente entspricht insoweit ihrer Konzent- ration in Rohemissionen des Antriebsaggregats, also in dem Abgas unmittel- bar nach seinem Ausstößen aus dem Antriebsaggregat und vor dem Durch- laufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Besonders bevorzugt ist die Abgaskomponente eine von mehreren Abgaskomponenten, für welche die jeweilige Konzentration ermittelt werden soll. Insbesondere werden also die Konzentrationen von mehreren Abgaskomponenten ermittelt, nämlich jeweils auf die beschriebene Art und Weise. Von diesen dienen vorzugsweise meh- rere, insbesondere alle, als Eingangsgröße beziehungsweise Eingangsgrö- ßen für das Rechenmodell.
Grundsätzlich könnte die Konzentration der Abgaskomponente selbst ver- ständlich mittels eines entsprechenden Sensors gemessen werden. Dies ist jedoch nicht praktikabel, insbesondere falls die Konzentrationen mehrerer Abgaskomponenten ermittelt werden sollen, da nicht für jede Abgaskompo- nente ein separater Sensor vorgesehen werden kann. Aus diesem Grund soll die Konzentration der Abgaskomponente anhand des Verbrennungsluftver- hältnisses stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung bestimmt werden. Das Verbrennungsluftverhältnis wird mithilfe der Lambdasonde ge- messen. Diese dient insoweit dazu, das stromaufwärts der Abgasnachbe- handlungseinrichtung in dem Abgas vorliegende Verbrennungsluftverhältnis zu messen, insbesondere durch Messen des Restsauerstoffgehalts des Ab- gases, aus welchem dann das Verbrennungsluftverhältnis bestimmt wird. Vorzugsweise dient das gemessene Verbrennungsluftverhältnis nicht nur dem Ermitteln der Konzentration der Abgaskomponente, sondern auch dem Durchführen einer Lambdaregelung, mittels welcher eine Zusammensetzung des Kraftstoff-Frischgas-Gemischs, das dem Antriebsaggregat zugeführt wird, eingestellt wird. Um die Konzentration der Abgaskomponente zu bestimmen, wird zunächst der hinterlegte Wert der Konzentration, auch bezeichnet als Konzentrations- wert, ausgelesen. Vorzugsweise ist der Konzentrationswert in einem Steuer- gerät der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats hinter- legt, insbesondere fest beziehungsweise unveränderlich. Der Konzentrati- onswert ist für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegt, insbesondere nur für ein einziges Verbrennungsluftverhältnis. Beispielsweise liegt der aus- gelesene Konzentrationswert als Ausgangsgröße einer mathematischen Be- ziehung, einer Tabelle oder eines Kennfelds vor, in welcher beziehungsweise in welchem der Konzentrationswert hinterlegt ist.
Als Eingangsgröße für die mathematische Beziehung, die Tabelle oder das Kennfeld wird insbesondere wenigstens eine Betriebsgröße der Antriebsein- richtung beziehungsweise des Antriebsaggregats herangezogen. Eine solche Betriebsgröße ist zum Beispiel der Betriebspunkt des Antriebsaggregats, welcher insbesondere durch das momentan von dem Antriebsaggregat be- reitgestellte Drehmoment und/oder eine momentane Drehzahl des Antriebs- aggregats gekennzeichnet ist. Besonders bevorzugt werden mehrere Ein- gangsgrößen herangezogen. Die Eingangsgröße oder die Eingangsgrößen beziehungsweise ihre Anzahl ist insbesondere derart gewählt, dass der hin- terlegte Konzentrationswert und damit auch der ausgelesene Konzentrati- onswert dem tatsächlich in dem Abgas vorliegenden Konzentrationswert für das feste Verbrennungsluftverhältnis mit hoher Genauigkeit entspricht.
Ist also das tatsächlich in dem Abgas gemessene Verbrennungsluftverhältnis gleich dem festen Verbrennungsluftverhältnis, für welches der Konzentrati- onswert hinterlegt ist, so entspricht der hinterlegte Konzentrationswert dem tatsächlich in dem Abgas vorliegenden Konzentrationswert mit hoher Genau- igkeit, insbesondere mit einer Abweichung von höchstens einem Prozent, höchstens 0, 5 % oder höchstens 0, 1 %. Besonders bevorzugt wird als Ein- gangsgröße zumindest der Betriebspunkt, also zumindest das momentan von dem Antriebsaggregat bereitgestellte Drehmoment und/oder die momen- tane Drehzahl des Antriebsaggregats, verwendet, sodass der ausgelesene Konzentrationswert als Funktion von diesem vorliegt. Da der Konzentrationswert lediglich für das feste Verbrennungsluftverhältnis, beispielsweise für ein Verbrennungsluftverhältnis von λ = 1 , hinterlegt ist, und während des Betriebs der Antriebsrichtung auch ein von dem festen Ver- brennungsluftverhältnis abweichendes Verbrennungsverhältnis auftreten kann, ist es notwendig, den ausgelesenen Konzentrationswert in Abhängig- keit von dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis zu korrigieren. Hierbei erfolgt eine Anpassung des ausgelesenen Konzentrationswerts derart, dass der ausgelesene Konzentrationswert in Richtung des tatsächlich in dem Ab- gas vorliegenden Konzentrationswert angepasst wird. Idealerweise ent- spricht der somit korrigierte Konzentrationswert dem tatsächlich in dem Ab- gas vorliegenden Konzentrationswert mit hoher Genauigkeit, also wiederum mit einem Fehler von höchstens einem Prozent, höchstens 0, 5 % oder höchstens 0, 1 %. Das korrigieren erfolgt auf Grundlage des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses. Vorzugsweise erfolgt das Korrigieren derart, dass aus dem Verbrennungsluftverhältnis ein Korrekturwert ermittelt wird, der zum Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts verwendet wird.
Besonders gewinnbringend lässt sich die beschriebene Vorgehensweise ein- setzen, falls die Abgaskomponente Teil mehrerer Abgaskomponenten ist und für jede der mehreren Abgaskomponenten die jeweilige Konzentration ermit- telt wird. In diesem Fall wird für jede Abgaskomponente der jeweils ausgele- sene Konzentrationswert mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhält- nisses korrigiert.
Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht ein zuverlässiges Ansteuern des Antriebsaggregats in Abhängigkeit von der Konzentration der Abgaskom- ponente beziehungsweise dem (korrigierten) Konzentrationswert der Konzent- ration. Insbesondere kann mithilfe des korrigierten Konzentrationswerts das erwähnte Rechenmodell der Abgasnachbehandlungseinrichtung mit hoher Genauigkeit betrieben werden, sodass die Konzentration des mindestens ei- nen Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung eben- falls mit hoher Genauigkeit bekannt ist. Das Betreiben der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von der Konzentration des Schadstoffs, also zumindest mittelbar in Abhängig- keit von der Konzentration der stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsein- richtung vorliegenden Abgaskomponente beziehungsweise des korrigierten Konzentrationswerts. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Konzent- ration des wenigstens einen Schadstoffs stets den bestimmten Schwellenwert unterschreitet, und entsprechend eine hinreichende Nachbehandlung des Ab- gases mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung sichergestellt ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als festes Verbrennungsluft- verhältnis ein Verbrennungsluftverhältnis von eins verwendet wird. Das be- deutet, dass der Konzentrationswert lediglich für dieses Verbrennungsluftver- hältnis hinterlegt ist, nämlich in Abhängigkeit von der wenigstens eine Be- triebsgröße. Fürdas Verbrennungsluftverhältnis von eins ist gerade kein Rest- sauerstoff mehr in dem Abgas enthaltenen, da die in dem Kraftstoff-Luft-Ge- misch vorliegende Luft beziehungsweise der in der Luft enthaltene Sauerstoff vollständig mit dem Kraftstoff reagiert. Entsprechend wird von einer oder meh- reren Sauerstoffeintragskomponenten ebenso viel Sauerstoff beigetragen wie von einer oder mehreren Sauerstoffaustragskomponenten entnommen wird. Insoweit ist es besonders einfach, ausgehend von dem festen Verbrennungs- luftverhältnis von eins das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts vorzunehmen und so die Konzentrationen der Abgaskomponente mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Korrigieren des ausgele- senen Konzentrationswerts für eine als Sauerstoffeintragskomponente vorlie- gende Abgaskomponente durch Multiplizieren mit einem aus dem gemesse- nen Verbrennungsluftverhältnis berechneten Korrekturwert und/oder für eine als Sauerstoffaustragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Di- vidieren durch den Korrekturwert erfolgt. Der Korrekturwert wird derart ermit- telt, dass er bei einem Verbrennungsluftverhältnis von größer als eins eben- falls größer als eins und bei einem Verbrennungsluftverhältnis von kleiner als eins ebenfalls kleiner als eins ist. Dem Korrigieren des Konzentrationswerts liegt die Annahme zugrunde, dass sich für mageres Abgas, also für ein Verbrennungsluftverhältnis von größer als eins, die Konzentration einer zu reduzierenden Abgaskomponente propor- tional zu einem bestimmten Koeffizient über das Verbrennungsluftverhältnis verändert. Umgekehrt wird angenommen, dass sich die Konzentration einer zu oxidierenden Abgaskomponente reziprok proportional zu demselben Koef- fizient über das Verbrennungsluftverhältnis verändert. Entsprechend gilt im fetten Bereich, also für ein Verbrennungsluftverhältnis von kleiner als eins, dass sich die Konzentration einer zu reduzierende Abgaskomponente reziprok proportional zu dem bestimmten Koeffizient überdas Verbrennungsluftverhält- nis verändert und die Konzentration einer zu oxidierenden Komponente pro- portional zu dem gleichen Koeffizient.
Werden die Konzentrationen mehrerer Abgaskomponente ermittelt, so wird für jede der mehreren Abgaskomponenten der für das feste Verbrennungsluftver- hältnis jeweils hinterlegte Konzentrationswert der Konzentration ausgelesen und mittels beziehungsweise unter Verwendung des gemessenen Verbren- nungsluftverhältnisses korrigiert, nämlich durch Multiplizieren mit dem Korrek- turwert oder durch Dividieren durch den Korrekturwert, der aus dem gemes- senen Verbrennungsluftverhältnis ermittelt wird. Das bedeutet, dass für die Konzentrationen der mehreren Abgaskomponenten beziehungsweise die Konzentrationswerte derselbe Korrekturwert zum Korrigieren verwendet wird. Für jedes Ermitteln der Konzentrationen der mehreren Abgaskomponente wird insoweit bevorzugt der Korrekturwert lediglich einmal aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet und nachfolgend für alle für dieses ge- messene Verbrennungsluftverhältnis zu ermittelnden Konzentrationen zum Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts herangezogen. Hierdurch ist das Ermitteln der Konzentration und der Abgaskomponente beziehungs- weise der Konzentrationen der mehreren Abgaskomponenten mit geringem Rechenaufwand und dennoch hoher Genauigkeit möglich.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert anhand einer polynomischen Beziehung aus dem gemessenen Verbrennungsluftver- hältnis berechnet wird. Zwischen dem Korrekturwert und dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis liegt insoweit eine mathematische Beziehung vor und der Korrekturwert wird mittels dieser mathematischen Beziehung aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet. Die mathematische Be- ziehung liegt als Polynom vor, insbesondere als Polynom mit einer Ordnung von mindestens zwei. Hierdurch wird eine hohe Genauigkeit des Korrektur- werts und entsprechend des korrigierten Konzentrationswerts erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert anhand der Beziehung oder anhand der Beziehung berechnet wird, wobei x der Korrekturwert, λ das Verbrennungsluftverhältnis und k ein Koeffizient ist.
Das Verbrennungsluftverhältnis kann grundsätzlich mit der Beziehung berechnet werden, wobei Cx die Konzentration der jeweiligen Abgaskompo- nente beschreibt, insbesondere als Molmassenverhältnis oder als parts per million (ppm). In dem Index x steht 02 für molekularen Sauerstoff, CO2 für Kohlenstoffdioxid, H2O für Wasser, CO für Kohlenstoffmonoxid, NO für Stick- stoffmonoxid, NO2 für Stickstoffdioxid, H2 für molekularen Wasserstoff, C3H6 für Propen und C3H8 für Propan. Im Zähler stehen hierbei alle Sauerstoffein- tragskomponenten, im Nenner alle Sauerstoffaustragskomponenten. Für ein Verbrennungsluftverhältnis um eins beziehungsweise gleich eins be- trägt die Summe der Molanteile von Kohlenstoffdioxid und Wasser bezie- hungsweise die Summe ihrer Konzentrationen 0,42 (angegeben als Molmas- senverhältnis). Die Beziehung kann daher zu vereinfacht werden. Alternativ kann die Summe der Molanteile von Kohlen- stoffdioxid und Wasser als ppm angegeben werden. Dann ändert sich der Wert in der jeweiligen Beziehung von 0,42 auf 420.000.
Die Konzentrationen der Sauerstoffeintragskomponenten und die Konzentra- tionen der Sauerstoffaustragskomponenten jeweils zusammenfassen kann diese Beziehung somit als ausgedrückt werden, wobei CO, ein für die Summe der Konzentrationen der Sauerstoffeintragskomponenten und CO, aus für die Summe der Konzentratio- nen der Sauerstoffaustragskomponenten steht. Es sind hierbei also die Bezie- hungen
C0, ein = 2 C02 + CC0 + CN0 + 2 CN02 und
C0, aus = 2 CC0 + CH2 + 9 CC3H6 + 10 CC3H8 zu berücksichtigen.
Da weiterhin für das Verbrennungsluftverhältnis um beziehungsweise gleich eins die Summe der Molanteile beziehungsweise der Konzentrationen der Sauerstoffeintragskomponenten bis auf wenige Prozent mit der Summe der Molanteile beziehungsweise der Konzentrationen der Sauerstoffaustragskom- ponenten übereinstimmen, können die Konzentrationen der Sauerstoffein- tragskomponenten aus dem Zähler in den Nenner überführt werden, so dass sich die Beziehung ergibt. Unter Verwendung des erwähnten Korrekturwerts kann die Beziehung aufgestellt werden, wobei k = CO, ein entspricht und x der Korrekturfaktor ist. Die Beziehung kann in die quadrati- sche Gleichung umgestellt werden. Diese wiederum kann mit der p-q-Formel gelöst werden, wobei sich für eine beliebige quadratische Gleichung x2 + px + q = 0 die Lösung ergibt. In dem vorliegenden Fall kann die Lösung somit als ausgedrückt werden, da die negative Lösung physikalisch nicht sinnvoll ist.
Alternativ kann aus der bereits bekannten Beziehung die Beziehung abgeleitet werden. Hieraus ergibt sich durch Umformen und nachfolgend kann dies durch weiteres Umstellen als λ CO ,aus+ 0 , 42 λ x = CO, ein x2 + 0,42 x geschrieben werden. Da für ein Verbrennungsluftverhältnis von eins k = CO, ein = CO, aus gilt, kann die Beziehung als geschrieben werden. Diese kann wiederum mittels der p-q Formel gelöst wer- den. Die beschriebenen Beziehungen ermöglicht das Bestimmen des Korrek- turwerts und folglich des korrigierten Konzentrationswerts mit hoher Genauig- keit.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Koeffizient aus einer Kon- zentration wenigstens einer Sauerstoffeintragskomponente für das feste Ver- brennungsluftverhältnis ermittelt wird. Der Koeffizient ist insoweit nicht kon- stant, sondern verändert sich insbesondere in Abhängigkeit von der Be- triebsgröße der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats, vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt. Die Konzentration der wenigstens einen Sauerstoffeintragskomponente ist somit ebenso wie die Konzentration der wenigstens einen Abgaskomponente hinterlegt und wird un- abhängig von dem mittels der Lambdasonde gemessenen Verbrennungsluft- verhältnis für das feste Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen. Selbstver- ständlich kann es vorgesehen sein, dass die Sauerstoffeintragskomponente der wenigstens einen Abgaskomponente entspricht.
Bevorzugt wird der Koeffizient anhand der Beziehung k = CO, ein = 2 C02 + CCO + CNO + 2 CNO2 ermittelt und somit als Funktion aus den Konzentrationen der Abgaskompo- nenten molekularer Sauerstoff, Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine beson- ders genaue Ermittlung des Koeffizienten und folglich des korrigierten Kon- zentrationswerts. Die genannten Konzentrationen oder alternativ der Koeffi- zient sind für das feste Verbrennungsluftverhältnis hinterlegt und werden aus- gelesen, insbesondere in Abhängigkeit von der gleichen Größe beziehungs- weise den gleichen Größen wie der Konzentrationswert, beispielsweise dem Betriebspunkt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Sauerstoffeintragskom- ponente eine der folgenden Komponenten verwendet wird: Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Wasser und Stickstoffoxid. Unter der Sauerstoffeintrags- komponente ist eine Komponente zu verstehen, welche Sauerstoff enthält und in der Abgasnachbehandlungseinrichtung Sauerstoff abgeben kann. Der Sau- erstoff liegt vorzugsweise in molekularer Form vor. Das Kohlenstoffoxid ist ins- besondere Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid. Unter dem Stickstof- foxid ist hingegen Stickstoffmonoxid oder Stickstoffdioxid zu verstehen. Vor- zugsweise werden sowohl Kohlenstoffmonoxid als auch Kohlenstoffdioxid und/oder sowohl Stickstoffmonoxid als auch Stickstoffdioxid als Sauerstoffein- tragskomponenten herangezogen.
Besonders bevorzugt werden mehrere der genannten Komponenten, insbe- sondere alle der genannten Komponenten als Sauerstoffeintragskomponen- ten verwendet, sodass insgesamt Sauerstoff, Kohlenstoffmonoxid, Kohlen- stoffdioxid, Wasser, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid die Sauerstoffein- tragskomponenten bilden. Die Verwendung der genannten Komponenten möglichst auf einfache Art und Weise das Ermitteln der Konzentration der we- nigstens einen Abgaskomponente mit hoher Genauigkeit. Die Konzentratio- nen von Kohlenstoffdioxid und Wasser können hierbei wie erläutert vereinfacht zusammengefasst werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Sauerstoffaustragskom- ponente eine der folgenden Komponenten verwendet wird: Kohlenstoffoxid, Wasserstoff, Kohlenwasserstoff und Wasser. Die Sauerstoffaustragskompo- nente ist eine Komponente, welche Sauerstoff aus der Abgasnachbehand- lungseinrichtung austragen kann, also beispielsweise beim Durchlaufen der Abgasnachbehandlungseinrichtung oxidieren und/oder den von ihnen selbst in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eingebrachten Sauerstoff selbst wieder aus dieser ausgetragen.
Unter dem Kohlenstoffoxid ist wie bereits erläutert Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid zu verstehen. Der Kohlenwasserstoff entspricht beispiels- weise einem konkreten Kohlenwasserstoff oder unterschiedlichen Kohlenwas- serstoffen. Beispielsweise kann Propen (C3H6) oder Propan (C3H8) als Koh- lenwasserstoff verwendet werden. Beispielsweise wird lediglich eine der genannten Komponenten als Sauerstoffaustragskomponente herangezogen. Bevorzugt werden jedoch mehrere oder sogar alle der genannten Komponen- ten verwendet, also insgesamt Kohlenstoffoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasser- stoff, einer oder mehrere Kohlenwasserstoffe und Wasser. Als Kohlenwasser- stoffe werden bevorzugt Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe (NMHC) , insbe- sondere Propen oder Propan oder Propen sowie Propan, verwendet. Erneut ergibt sich aus dieser Vorgehensweise eine hohe Genauigkeit der Konzentra- tion der Abgaskomponente.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Lambdasonde eine Breit- bandlambdasonde verwendet wird. Die Breitbandlambdasonde ermöglicht das Erfassen des Restsauerstoffgehalts beziehungsweise des entsprechenden Lambdawerts über einen weiteren Messbereich hinweg. Die Lambdasonde beziehungsweise die Breitbandlambdasonde wird zum Durchführen der Lambdaregelung und entsprechend zum Einstellen der Zusammensetzung des dem Antriebsaggregat zugeführten Kraftstoff-Frischgas-Gemischs ver- wendet.
Besonders bevorzugt liegt zusätzlich zu der Lambdasonde eine weitere Lamb- dasonde vor, nämlich stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Die weitere Lambdasonde kann als Sprunglambdasonde vorliegen. Die Sprunglambdasonde weist einen schmaleren Messbereich auf als die Breit- bandlambdasonde, insbesondere wird sie (nur) für eine Erkennung von einem Lambdawert von eins herangezogen. Allerdings ist die Messgenauigkeit der Sprunglambdasonde höher als die der Breitbandlambdasonde. Abweichungen und Fehler der Breitbandlambdasonde werden mithilfe einer Trimmregelung beziehungsweise unter Verwendung der Sprunglambdasonde zumindest teil- weise ausgeglichen. Hierdurch wird das Einstellen der Zusammensetzung des Kraftstoff-Frischgas-Gemischs mit hoher Genauigkeit realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei einem Überschreiten ei- nes Schwellenwerts durch die Konzentration des wenigstens einen Schad- stoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Fehlersignal erzeugt wird. Mithilfe des Rechenmodells wird also die Konzentration des mindestens einen Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungsein- richtung, also in dem Abgas, welches nachfolgend in die Außenumgebung abgeführt wird, ermittelt. Als Ausgangsgröße liefert das Rechenmodell die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs. Derartige Rechenmodelle werden als grundsätzlich bekannt vorausgesetzt. Überschreitet die Konzent- ration des wenigstens einen Schadstoffs den Schwellenwert, so das Fehler- signal erzeugt. Das Fehlersignal umfasst beispielsweise eine optische An- zeige in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise an einem In- strumentenbrett des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich oder alternativ kann es vor- gesehen sein, eine Leistung des Antriebsaggregats zu drosseln, also eine Maximalleistung zu begrenzen, oder das Antriebsaggregat vollständig zu de- aktivieren, sobald das Fehlersignal auftritt.
Beispielsweise ist es vorgesehen, die Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs über eine Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs oder über der Zeit zu kumulieren und bei Überschreiten des Schwellenwerts durch die kumulierte Konzentration innerhalb einer bestimmten Fahrstrecke oder innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls die genannten Maßnahmen durchzuführen. Hier- durch wird effektiv verhindert, dass der Schadstoffs in zu großer Menge in die Außenumgebung entlassen wird. Bevorzugt dient das Rechenmodell dem Bestimmen der Konzentrationen mehrerer Schadstoffe, wobei der Ver- gleich mit einem jeweiligen Schwellenwert für mehrere dieser Schadstoffe oder alle Schadstoffe vorgenommen wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebsrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Antriebseinrichtung über ein Ab- gas erzeugendes Antriebsaggregat, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung zur Nachbehandlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnach- behandlungseinrichtung angeordnete Lambdasonde zum Messen eines Ver- brennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt, wobei eine Konzentration wenigstens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungsein- richtung mittels eines die Abgasnachbehandlungseinrichtung beschreiben- den Rechenmodells unter Verwendung des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird. Dabei ist die Antriebseinrich- tung dazu vorgesehen und ausgestaltet, einen Zeitversatz des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses zu ermitteln und wenigstens eine Eingangs- größe des Rechenmodells diesem um den Zeitversatz verzögert zuzuführen.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Antriebsrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weiter- gebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinatio- nen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrie- benen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinati- onen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rah- men der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Er- findung erfolgt. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsrichtung 1 , die über ein Antriebsaggregat 2, welches hier in Form einer Brennkraftmaschine vorliegt, sowie einen Abgastrakt 3 verfügt. In dem dargestellten Ausführungs- beispiel weist das Antriebsaggregat 2 mehrere Zylinder mit jeweils einem Brennraum 4 auf. Jeder der Zylinder verfügt über wenigstens ein Einlassventil 5 und wenigstens ein Auslassventil 6. Über jedes der Einlassventile 5 kann dem jeweiligen Zylinder Frischgas aus einem Frischgastrakt 7 zugeführt wer- den, wohingegen durch jedes der Auslassventile 6 Abgas aus dem entspre- chenden Zylinder entweichen kann, nämlich in Richtung des Abgastrakts 3.
Das Frischgas wird an den Einlassventilen 5 mittels eines Verdichters 8 be- reitgestellt, welcher Teil eines Abgasturboladers 9 ist. Zusätzlich zu dem Ver- dichter 8 weist der Abgasturbolader 9 eine Turbine 10 auf, welche über eine Abgasleitung 11 , die Bestandteil des Abgastrakts 3 ist, an die Auslassventile 6 strömungstechnisch angeschlossen ist. Stromabwärts der Turbine 10 liegt eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 vor. Stromabwärts der Abgas- nachbehandlungseinrichtung 12 mündet der Abgastrakt 3, beispielsweise über ein Endrohr, in eine Außenumgebung der Antriebseinrichtung 1 ein. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abgasturbolader 9 rein optional ist. Er kann ent- sprechend auch entfallen. Stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrich- tung 12 liegt eine Lambdasonde 13 vor, um an dieser Stelle den Restsauer- stoffgehalt und entsprechend das Verbrennungsluftverhältnis des Abgases zu bestimmen.
Es ist nun vorgesehen, zunächst die Konzentration eines Schadstoffs strom- aufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 zu ermitteln, nämlich an- hand eines mithilfe der Lambdasonde 13 gemessenen Verbrennungsluftver- hältnisses. Dies hat zur Folge, dass ein Zeitversatz des gemessenen Ver- brennungsluftverhältnisses gegenüber einem tatsächlichen Verbrennungs- luftverhältnis in die Konzentration einfließt. Da die Konzentration stromauf- wärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 nachfolgend als Eingangs- größe für ein die Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 beschreibendes Re- chenmodell dient, muss wenigstens eine weitere Eingangsgröße dieses Re- chenmodells dem gleichen Zeitversatz unterzogen werden, damit das Re- chenmodell mit guter Genauigkeit arbeiten kann.
Das Rechenmodell dient der Ermittlung der Konzentration des wenigstens ei- nen Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12. Als weitere Eingangsgröße wird ihr insbesondere der von dem Antriebsag- gregat 2 erzeugte Abgasmassenstrom zugeführt. Dieser wird daher um den zuvor bestimmten Zeitversatz verzögert und erst anschließend dem Rechen- modell zugeführt. Hierdurch ist eine hohe Genauigkeit bei dem Betrieb des Rechenmodells erzielt.
BEZUGSZEICHENLISTE:
1 Antriebseinrichtung
2 Antriebsaggregat 3 Abgastrakt
4 Brennraum
5 Einlassventil
6 Auslassventil
7 Frischgastrakt 8 Verdichter
9 Abgasturbolader
10 Turbine
11 Abgasleitung
12 Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 Lambdasonde

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1 . Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1 ) für ein Kraft- fahrzeug, die über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat (2), eine Abgas- nachbehandlungseinrichtung (12) zur Nachbehandlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) angeordnete Lambdasonde (13) zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt, wobei eine Konzentration wenigstens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) mittels eines die Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) beschreibenden Rechenmodells un- ter Verwendung des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitversatz des gemessenen Ver- brennungsluftverhältnisses ermittelt und wenigstens eine Eingangsgröße des Rechenmodells diesem um den Zeitversatz verzögert zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zeit- versatz in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt des Antriebsaggregats (2) ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Zeitversatz anhand einer in einem Kalibrierbetrieb der Antriebseinrichtung (1 ) gemessenen Länge einer Zeitspanne zwischen einer Änderung einer Zusammensetzung des in dem Antriebsaggregat (2) vorliegenden Kraftstoff-Frischgas-Gemischs und einer der Änderung entspre- chenden Reaktion der Lambdasonde (13) ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass als wenigstens eine Eingangsgröße der Abgasmassen- strom und/oder eine Konzentration des wenigstens einen Schadstoffs strom- aufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Konzentration der wenigsten einen stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) vorliegenden Abgaskomponente ermittelt wird, indem ein für ein festes Verbrennungsluftverhältnis hinterlegter Konzentrationswert der Konzentration unabhängig von dem mittels der Lambdasonde (13) gemessenen Verbrennungsluftverhältnis ausgelesen und mittels des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses korrigiert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass als festes Verbrennungsluftverhältnis ein Verbrennungs- luftverhältnis von eins verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Korrigieren des ausgelesenen Konzentrationswerts für eine als Sauerstoffeintragskomponente vorliegende Abgaskomponente durch Multiplizieren mit einem aus dem gemessenen Verbrennungsluftver- hältnis berechneten Korrekturwert und/oder für eine als Sauerstoffaustrags- komponente vorliegende Abgaskomponente durch Dividieren durch den Kor- rekturwert erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Korrekturwert anhand einer polynomischen Bezie- hung aus dem gemessenen Verbrennungsluftverhältnis berechnet wird.
9. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei einem Überschreiten eines Schwellenwerts durch die Konzentration des wenigsten einen Schadstoffs stromabwärts der Abgas- nachbehandlungseinrichtung (12) ein Fehlersignal erzeugt wird.
10. Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durch- führung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden An- sprüche, wobei die Antriebseinrichtung (1 ) über ein Abgas erzeugendes An- triebsaggregat (2), eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) zur Nachbe- handlung des Abgases sowie eine stromaufwärts der Abgasnachbehand- lungseinrichtung (12) angeordnete Lambdasonde (13) zum Messen eines Verbrennungsluftverhältnisses in dem Abgas verfügt, wobei eine Konzentra- tion mindestens eines Schadstoffs stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) mittels eines die Abgasnachbehand- lungseinrichtung (12) beschreibenden Rechenmodells unter Verwendung des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses ermittelt wird, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) dazu vorgesehen und ausge- staltet ist, einen Zeitversatz des gemessenen Verbrennungsluftverhältnisses zu ermitteln und wenigstens eine Eingangsgröße des Rechenmodells diesem um den Zeitversatz verzögert zuzuführen.
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