WO2019076807A1

WO2019076807A1 - Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines kraftwagens

Info

Publication number: WO2019076807A1
Application number: PCT/EP2018/078067
Authority: WO
Inventors: Ortwin Balthes; Berthold Keppeler; Jürgen Kuckelsberg; Siegfried Mueller; Thorsten Woog
Original assignee: Daimler Ag
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2019-04-25
Also published as: CN111226026B; CN111226026A; US11015504B2; DE102017009612A1; US20200263583A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs (56), welche eine von Abgas aus wenigstens einem Brennraum (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbare und wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator (20), wenigstens einen Partikelfilter (22) und wenigstens einen SCR-Katalysator (24) umfassende Abgasanlage (16) aufweist.

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.

Die DE 10 2010 025 791 A1 offenbart ein Verfahren zur Schadstoffreduktion durch Bestimmung einer Route von einem Ausgangs- zu einem Zielpunkt in einem

Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug, wobei bei der Routenbestimmung der

Schadstoffausstoß für das Zurücklegen der Route berücksichtigt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass die Gegenläufigkeit von Kraftstoffverbrauch und NOx-Rohemissionen berücksichtigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem ein besonders emissionsarmer Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine eines

Kraftfahrzeugs realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer insbesondere als

Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens, weist die Verbrennungskraftmaschine eine von Abgas aus wenigstens einem beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasanlage auf. Die Abgasanlage umfasst wenigstens einen Stickoxid- Speicherkatalysator, welcher auch als NSK oder Speicherkatalysator oder Speicherkat bezeichnet wird. Außerdem umfasst die Abgasanlage wenigstens einen beispielsweise als Dieselpartikelfilter ausgebildeten Partikelfilter, welcher vorzugsweise stromab des Speicherkatalysators angeordnet ist. Außerdem umfasst die Abgasanlage wenigstens einen SCR-Katalysator, mittels welchem das Abgas entstickt werden kann. Unter dem Entsticken des Abgases ist zu verstehen, dass im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide (ΝΟχ) durch die selektive katalytische Reduktion (SCR - Selective Catalytic Reduction) zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt werden können. Der SCR-Katalysator ist dabei zum Bewirken beziehungsweise Unterstützen der SCR ausgebildet, wobei im Rahmen der SCR im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide zu Stickstoff und Wasser reagieren.

Der SCR-Katalysator umfasst beispielsweise ein hinsichtlich der SCR beziehungsweise für die SCR katalytisch wirksames erstes Katalysatorelement, welches beispielsweise durch wenigstens eine erste Katalysatorschicht gebildet ist. Das erste Katalysatorelement beziehungsweise die erste Katalysatorschicht ist beispielsweise in den Partikelfilter integriert, sodass beispielsweise der Partikelfilter die für die SCR katalytisch wirksame erste Schicht aufweist. Somit ist der Partikelfilter beispielsweise als SDPF ausgebildet.

Alternativ oder zusätzlich umfasst der SCR-Katalysator beispielsweise wenigstens ein zweites Katalysatorelement, welches beispielsweise hinsichtlich der beziehungsweise für die selektive katalytische Reduktion katalytisch wirksam ist. Beispielsweise ist das zweite Katalysatorelement durch eine zweite Katalysatorschicht gebildet, welche für die SCR katalytisch wirksam ist. Dabei ist beispielsweise das zweite Katalysatorelement in

Strömungsrichtung des die Abgasanlage durchströmenden Abgases stromab des Partikelfilters angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der SCR- Katalysator ein drittes, für die SCR beziehungsweise hinsichtlich der SCR katalytisch wirksames drittes Katalysatorelement aufweist, welches beispielsweise durch eine dritte Katalysatorschicht gebildet sein kann. Dabei ist die dritte Katalysatorschicht für die SCR katalytisch wirksam. Dabei ist es denkbar, dass das dritte Katalysatorelement

beziehungsweise die dritte Katalysatorschicht stromauf des Partikelfilters und/oder stromauf des zweiten Katalysatorelements angeordnet ist. Die jeweilige Schicht ist beispielsweise durch eine entsprechende Beschichtung gebildet, welche beispielsweise auf einen Träger aufgebracht ist.

Ferner ist es denkbar, dass der SCR-Katalysator stromab des Partikelfilters angeordnet und somit als stromab des Partikelfilters angeordnete Komponente ausgebildet ist. Dabei ist es insbesondere möglich, dass der Partikelfilter wenigstens eine für die beziehungsweise hinsichtlich der SCR katalytisch wirksame Schicht beziehungsweise Beschichtung aufweist, sodass beispielsweise der Partikelfilter als Partikelfilter mit einer SCR-Beschichtung, insbesondere als SDPF, ausgebildet ist. Der insbesondere als SDPF ausgebildete Partikelfilter und der stromab des Partikelfilters angeordnete SCR- Katalysator sind beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und/oder bilden eine Abgasnachbehandlungseinheit, welche auch als Büchse oder Kombibüchse bezeichnet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, Vorausschaudaten, welche wenigstens einen erwarteten zukünftigen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine charakterisieren, prädiktiv ermittelt wird. Das prädiktive Ermitteln wird auch als vorausschauendes Ermitteln bezeichnet, da die

Verbrennungskraftmaschine den prädiktiv ermittelten Betriebszustand nicht aktuell aufweist, sondern in insbesondere naher Zukunft wahrscheinlich aufweisen wird. Mit anderen Worten wird beispielsweise der Betriebszustand zu einem ersten Zeitpunkt ermittelt, wobei die Verbrennungskraftmaschine den Betriebszustand jedoch nicht zu dem ersten Zeitpunkt aufweist, sondern zu einem in Zukunft auf den ersten Zeitpunkt folgenden zweiten Zeitpunkt wahrscheinlich aufweisen wird.

Bei einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels wenigstens einer Stickoxid-Sensoreinrichtung wenigstens eine aktuelle Stickoxid-Emission der Verbrennungskraftmaschine ermittelt, insbesondere erfasst. Ferner wird mittels der Stickoxid-Sensoreinrichtung wenigstens eine aktuelle Reduktionsmittel-Emission der Verbrennungskraftmaschine ermittelt, insbesondere erfasst. Die Stickoxid- und/oder Reduktionsmittel-Emission wird beispielsweise an einer jeweiligen Erfassungsstelle ermittelt beziehungsweise erfasst, wobei die Erfassungsstelle beispielsweise stromab des Speicherkatalysators, stromab des Partikelfilters und stromab des SCR-Katalysators beziehungsweise stromab des zweiten Katalysatorelements angeordnet ist.

Unter der Stickoxid-Emission ist beispielsweise eine, insbesondere an der

Erfassungsstelle, in dem Abgas enthaltene Menge an Stickoxiden (NO_x) zu verstehen. Unter der Reduktionsmittel-Emission ist beispielsweise eine, insbesondere an der entsprechenden Erfassungsstelle, in dem Abgas enthaltene Menge an Reduktionsmittel zu verstehen, wobei das Reduktionsmittel beispielsweise zum Entsticken des Abgases genutzt wird. Im Rahmen der SCR reagiert beispielsweise das Reduktionsmittel mit im Abgas enthaltenen Stickoxiden zu Wasser und Stickstoff. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich vorzugsweise um Ammoniak (NH₃) oder das Reduktionsmittel umfasst zumindest Ammoniak oder setzt Ammoniak frei, insbesondere wenn das Reduktionsmittel in das, insbesondere gegenüber dem Reduktionsmittel heißere, Abgas eingebracht, insbesondere eindosiert, wird. Insbesondere ist es denkbar, dass als das

Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung (HWL) genutzt wird, welche in das Abgas eingebracht wird und dadurch Ammoniak für die SCR bereitstellt. Dabei ist insbesondere unter der Reduktionsmittel-Emission ein im Abgas, insbesondere an der entsprechenden Erfassungsstelle, enthaltene Menge an Ammoniak zu verstehen, was beispielsweise das Reduktionsmittel ist beziehungsweise von diesem bereitgestellt wird.

Bei einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein aktueller

Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Die

Verbrennungskraftmaschine wird beispielsweise während des Verfahrens in einem befeuerten Betrieb betrieben. Während des befeuerten Betriebs werden in den

insbesondere als Zylinder ausgebildeten Brennraum zumindest Luft und Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in dem befeuerten Betrieb eingebracht. Bei dem Kraftstoff handelt es sich beispielsweise um einen flüssigen Kraftstoff, insbesondere um einen Dieselkraftstoff oder aber um einen Ottokraftstoff. Die in den Brennraum eingebrachte Luft und der in den Brennraum eingebrachte, insbesondere flüssige, Kraftstoff bilden ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches verbrannt wird. Daraus resultiert das Abgas. Insbesondere werden während des befeuerten Betriebs mehrere Gemische auf die beschriebene Weise nacheinander in dem Brennraum gebildet und verbrannt, wodurch Kraftstoff verbraucht wird. Der Kraftstoffverbrauch charakterisiert somit eine von der Verbrennungskraftmaschine verbrauchte Menge des Kraftstoffes, insbesondere bezogen auf eine vorgebbare Zeitspanne oder eine vorgebbare Fahrstrecke des

Kraftfahrzeugs.

Bei einem vierten Schritt des Verfahrens wird wenigstens eine aktuelle Partikel-Emission der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Die Partikel-Emission wird insbesondere an einer beziehungsweise für eine weitere Messstelle ermittelt, insbesondere erfasst. Die Partikel-Emission charakterisiert beispielsweise eine, insbesondere an der weiteren Erfassungsstelle, in dem Abgas enthaltene Menge an Partikeln, insbesondere an

Rußpartikeln, wobei die weitere Messstelle beispielsweise stromauf oder stromab des Partikelfilters angeordnet ist.

Bei einem fünften Schritt des Verfahrens wird ein aktueller Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators ermittelt. Unter dem Reduktionsmittelfüllstand ist eine in dem SCR- Katalysator enthaltene Menge des insbesondere als Ammoniak ausgebildeten

Reduktionsmittels zu verstehen, sodass beispielsweise unter dem

Reduktionsmittelfüllstand eine Menge an in dem SCR-Katalysator aufgenommenen Ammoniaks zu verstehen ist. Somit charakterisiert der aktuelle Reduktionsmittelfüllstand eine aktuell in dem SCR-Katalysator aufgenommene Menge an Reduktionsmittel, insbesondere an Ammoniak (NH₃).

Bei einem sechsten Schritt des Verfahrens wird eine aktuelle Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators ermittelt. Der Stickoxid-Speicherkatalysator wird genutzt, um im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide aufzufangen beziehungsweise rückzuhalten. Hierzu wird zumindest ein Teil der im Abgas etwaig enthaltenen Stickoxide mittels des beziehungsweise in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeichert. Mit zunehmender Betriebsdauer nimmt eine Menge an in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeichertem Stickoxid beziehungsweise an in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxiden zu, wobei die Menge an in dem Stickoxid-Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxiden auch als Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators bezeichnet wird. Somit charakterisiert die aktuelle Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators eine aktuell in dem Stickoxid-Speicherkatalysator aufgenommene beziehungsweise

gespeicherte Menge an Stickoxiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen siebten Schritt, welcher in Abhängigkeit von dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt durchgeführt wird. Bei dem siebten Schritt des Verfahrens werden mittels der elektronischen Recheneinrichtung Betriebsparameter ermittelt, insbesondere berechnet, auf deren Basis die

Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in ihrem befeuerten Betrieb, betrieben, insbesondere geregelt, wird. Somit werden die Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt, insbesondere in Abhängigkeit von deren Ergebnissen beziehungsweise Abfragewerten, ermittelt. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt um Abfragen, in deren Rahmen die

Vorausschaudaten, die aktuelle Stickoxid-Emission, die aktuelle Reduktionsmittel- Emission, der aktuelle Kraftstoffverbrauch, die aktuelle Partikel-Emission, der aktuelle Reduktionsmittelfüllstand und die aktuelle Stickoxid-Beladung abgefragt beziehungsweise ermittelt werden. Somit sind beispielsweise die prädiktiv ermittelten Vorausschaudaten, die ermittelte aktuelle Stickoxid-Emission, die ermittelte aktuelle Reduktionsmittel- Emission, der ermittelte Kraftstoffverbrauch, die ermittelte aktuelle Partikel-Emission, der ermittelte aktuelle Reduktionsmittelfüllstand und die ermittelte aktuelle Stickoxid-Beladung Abfragewerte oder Abfrageergebnisse, auf deren Basis der siebte Schritt durchgeführt wird. Somit werden die Betriebsparameter in Abhängigkeit von den genannten

Abfragewerten ermittelt, insbesondere berechnet, woraufhin beispielsweise die

Verbrennungskraftmaschine auf Basis der Betriebsparameter betrieben, insbesondere geregelt, wird.

Des Weiteren wird bei dem siebten Schritt des Verfahrens und somit in Abhängigkeit von den Abfragewerten wenigstens ein Soll-Reduktionsmittelfüllstand des SC R- Katalysators berechnet. Der ermittelte aktuelle Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators ist ein Ist-Reduktionsmittelfüllstand beziehungsweise ein Ist-Wert, wobei der Soll- Reduktionsmittelfüllstand ein Soll-Wert ist, welcher beispielsweise für das insbesondere zukünftige Betreiben der Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft ist, um einen besonders emissionsarmen Betrieb realisieren zu können.

Insbesondere ist es möglich, dass der Ist-Reduktionsmittelfüllstand mit dem Soll- Reduktionsmittelfüllstand verglichen wird. Weicht beispielsweise der Ist- Reduktionsmittelfüllstand von dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand ab beziehungsweise überschreitet beispielsweise ein Unterschied zwischen dem Ist-Reduktionsmittelfüllstand und dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand eine vorgebbare Grenze, so kann wenigstens eine Maßnahme, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, ergriffen beziehungsweise durchgeführt werden, sodass mittels der Maßnahme ein etwaiger Unterschied zwischen dem Ist-Reduktionsmittelfüllstand und dem Soll- Reduktionsmittelfüllstand zumindest verringert oder gar aufgehoben wird. Bei dieser Maßnahme handelt es sich beispielsweise um eine Erhöhung der Menge des

Reduktionsmittels, die in das Abgas eingebracht wird. Dadurch kann beispielsweise der Ist-Reduktionsmittelfüllstand erhöht und insbesondere an den Soll- Reduktionsmittelfüllstand angeglichen beziehungsweise diesem zumindest angenähert werden.

Des Weiteren ist es bei dem siebten Schritt vorgesehen, dass, insbesondere in

Abhängigkeit von dem genannten Vergleich des Ist-Reduktionsmittelfüllstands mit dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand, eine in das Abgas einzubringende

Reduktionsmitteldosiermenge berechnet wird. Mit anderen Worten wird die genannte Reduktionsmitteldosiermenge in Abhängigkeit von den genannten Abfragewerten berechnet. Die in das Abgas einzubringende Reduktionsmitteldosiermenge charakterisiert eine in das Abgas einzubringende Menge des Reduktionsmittels. Insbesondere ist die in das Abgas einzubringende Reduktionsmitteldosiermenge eine solche Menge des

Reduktionsmittels, die in das Abgas einzubringen ist, um einen etwaigen Unterschied zwischen dem Ist-Reduktionsmittelfüllstand und dem Soll-Reduktionsmittelfüllstand, insbesondere innerhalb einer vorgebbaren beziehungsweise gewünschten Zeit, zumindest zu verringern oder gar aufzuheben.

Des Weiteren ist es bei dem siebten Schritt des Verfahrens vorgesehen, dass ein jeweiliger Zeitpunkt der nächsten Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators und des Partikelfilters berechnet wird. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von den Abfragewerten der jeweilige Zeitpunkt der nächsten Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators und des Partikelfilters berechnet wird.

Unter der Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators ist ein Vorgang zu verstehen, bei dem beziehungsweise durch den die Stickoxid-Beladung des Stickoxid- Speicherkatalysators zumindest verringert wird. Mit anderen Worten wird beispielsweise bei der Regeneration des Speicherkatalysators zumindest ein Teil der zunächst in dem Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxide aus dem Speicherkatalysator

ausgespeichert, wodurch die Stickoxid-Beladung des Speicherkatalysators zumindest verringert wird.

Bei der beziehungsweise durch die Regeneration des Partikelfilters wird dessen Partikel- Beladung zumindest reduziert. Die Partikel-Beladung des Partikelfilters wird auch als Ruß-Beladung oder Rußpartikel-Beladung bezeichnet und charakterisiert eine Menge an in dem beziehungsweise durch den Partikelfilter aufgenommenen beziehungsweise gespeicherten Partikel. Mit anderen Worten, mittels des Partikelfilters werden etwaig im Abgas enthaltene Partikel, insbesondere Rußpartikel, zumindest teilweise aus dem Abgas gefiltert. Mit zunehmender Betriebsdauer setzt sich der Partikelfilter mit einer

zunehmenden Menge an Partikeln aus dem Abgas zu, sodass die Partikel-Beladung des Partikelfilters sukzessive zunimmt. Während der beziehungsweise durch die

Regeneration des Partikelfilters wird die Partikel-Beladung des Partikelfilters zumindest reduziert. Dies bedeutet, dass durch die beziehungsweise während der Regeneration des Partikelfilters die in dem Partikelfilter aufgenommene Menge an Partikeln zumindest reduziert wird. Die jeweilige Regeneration wird beispielsweise durch eine hinreichend hohe Temperatur des Abgases bewirkt beziehungsweise bei einer hinreichend hohen Temperatur des Abgases durchgeführt, sodass die jeweilige Regeneration beispielsweise dadurch bewirkt beziehungsweise gestartet wird, dass die Temperatur des Abgases insbesondere gezielt beziehungsweise aktiv erhöht wird. Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur des Abgases werden auch als Temperaturerhöhungsmaßnahmen oder EGTM bezeichnet.

Insgesamt ist erkennbar, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein

vorausschauender Betrieb, insbesondere eine vorausschauende Regelung, der

Verbrennungskraftmaschine unter Berücksichtigung von Schadstoff-Emissionen und Kraftstoffverbrauch und somit C0₂-Emissionen möglich ist, sodass einerseits die

Schadstoff-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine und andererseits gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch besonders gering gehalten werden können. Hierzu wird

beispielsweise ständig beziehungsweise mehrmals während des Betriebs der

Verbrennungskraftmaschine insbesondere während einer Fahrt ein Optimum berechnet, welches einen besonders vorteilhaften Kompromiss zwischen der Realisierung eines geringen Kraftstoffverbrauchs und der Realisierung von geringen Schadstoff-Emissionen ermöglicht. Mit anderen Worten erfolgt ein Betrieb, insbesondere eine Regelung, der den wenigstens einen Brennraum und die Abgasanlage umfassenden

Verbrennungskraftmaschine unter Berücksichtigung der Vorausschaudaten und insbesondere im Hinblick auf die Realisierung eines geringen Kraftstoffverbrauchs einerseits und die Realisierung geringer Schadstoff-Emissionen andererseits.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der siebte Schritt derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine erste Bedingung erfüllt ist. Die erste Bedingung umfasst, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine zumindest deren Stickoxid-, Kohlenwasserstoff- und Partikel-Emissionen unterhalb jeweiliger, in einer

Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherter Grenzwerte liegen. Die Kohlenwasserstoff-Emissionen bezeichnen Emissionen von unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC), wobei der siebte Schritt derart durchgeführt und somit die Betriebsparameter derart ermittelt und in der Folge die Verbrennungskraftmaschine auf Basis der ermittelten Betriebsparameter derart betrieben wird, dass, insbesondere unter allen Umständen, die Stickoxid-, Kohlenwasserstoff- und Partikel-Emissionen unter den Grenzwerten liegen.

Als besonders vorteilhaft hat es sich ferner gezeigt, dass der siebte Schritt unter

Einhaltung der ersten Bedingungen derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine zweite Bedingung erfüllt ist, die umfasst, dass der Kraftstoffverbrauch minimal ist. Mit anderen Worten wird der siebte Schritt derart durchgeführt, dass die erste Bedingung unter allen Umständen erfüllt ist beziehungsweise erfüllt werden kann. Die erste Bedingung hat aber eine höhere Priorität als die zweite Bedingung, sodass die zweite Bedingung nicht notwendigerweise erfüllt sein muss, jedoch vorteilhafterweise erfüllt sein kann und insbesondere dann erfüllt wird, wenn ein solcher Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auf Basis der Betriebsparameter möglich ist, dass sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung erfüllt werden. Unter dem minimalen Kraftstoffverbrauch ist zu verstehen, dass die Betriebsparameter derart ermittelt werden und somit die

Verbrennungskraftmaschine derart betrieben wird, dass unter allen Umständen die erste Bedingung erfüllt ist und dabei der Kraftstoffverbrauch und somit die C0₂-Emissionen so gering wie möglich sind.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden bei dem siebten Schritt unter Einhalten der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung Schadstoff- Emissionen der Verbrennungskraftmaschine weiter optimiert, das heißt reduziert. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Betriebsparameter derart ermittelt werden und in der Folge die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben wird, dass,

insbesondere während die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind, die Schadstoff-Emissionen weiter gesenkt werden und somit deutlich unterhalb der

Grenzwerte liegen. Das weitere Optimieren der Schadstoff-Emissionen ist beispielsweise eine dritte Priorität, wobei die erste Bedingung und die zweite Bedingung jeweils höher priorisiert werden als das weitere Optimieren der Schadstoff-Emissionen. Mit anderen Worten, ist es beispielsweise möglich, sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung zu erfüllen, und ist es darüber hinaus möglich, die Schadstoff-Emissionen weiter zu optimieren, das heißt weiter zu senken, so wird dies durchgeführt, jedoch nur dann und insbesondere so lange, wenn beziehungsweise wie die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind und erfüllt bleiben.

Dabei werden die Schadstoff-Emissionen unter Einhaltung der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung insbesondere derart weiter optimiert, dass die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators vorausschauend geplant wird. Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators dann

durchgeführt wird, wenn beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine beim Befahren einer Route beziehungsweise einer Strecke ohnehin eine solch hohe Last bereitstellt, dass es zu solch hohen Temperaturen des Abgases kommt, die die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators bewirken beziehungsweise vorteilhaft für die Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators sind. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Stickoxid-Speicherkatalysator während einer Zeitspanne regeneriert wird, während welcher die Verbrennungskraftmaschine keine hohe Last zum Antreiben des

Kraftfahrzeugs bereitstellt und somit eigentlich für die Regeneration des

Speicherkatalysators zu geringe Temperaturen herrschen. Dadurch kann auf eine extra für die Regeneration des Speicherkatalysators durchgeführte Erhöhung der Temperatur des Abgases verzichtet werden, da der Speicherkatalysator während einer solchen Zeitspanne regeneriert wird, während welcher beispielsweise aufgrund einer Steigung, die das Kraftfahrzeug hinaufgefahren wird, ohnehin hohe und somit für die Regeneration des Speicherkatalysators ausreichende beziehungsweise vorteilhafte Temperaturen des Abgases herrschen.

Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Schadstoff-Emissionen derart weiter optimiert werden, dass der Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators vorausschauend geregelt wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der SCR- Katalysator genau zu solchen Zeitpunkten einen hinreichend hohen

Reduktionsmittelfüllstand aufweist, zu denen ein solch hoher Reduktionsmittelfüllstand erforderlich ist beziehungsweise vorteilhaft ist, um das Abgas hinreichend zu entsticken.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Bedingung auch umfasst, dass auch Lachgas- (N₂0-) und Reduktionsmittel-Emissionen der

Verbrennungskraftmaschine unterhalb jeweiliger, in der Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gespeicherter Grenzwerte liegen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die

Vorausschaudaten erwartete zukünftige Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs und/oder ein vorausliegendes Streckenprofil und somit beispielsweise wenigstens ein Gefälle und/oder wenigstens eine Steigung und/oder eine verbleibende Entfernung zu einem Zielort. Unter dem vorausliegenden Streckenprofil ist eine Strecke, insbesondere deren Topographie, zu verstehen, wobei das Kraftfahrzeug die Strecke in naher Zukunft befahren wird. Die verbleibende Entfernung zu dem Zielort kann beispielsweise anhand einer mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs geplanten Route ermittelt werden. Die Route verläuft beispielsweise von einem Startort zu dem Zielort, sodass das Kraftfahrzeug, wenn es entlang der Route gefahren wird, an dem Zielort ankommt. Mittels des Navigationssystems wird beispielsweise wenigstens eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs auf der Erde ermittelt. Durch Ermitteln der aktuellen Position des

Kraftfahrzeugs und durch Ermitteln beziehungsweise Kenntnis des Zielorts kann ein Abstand zwischen der aktuellen Position und dem Zielort ermittelt werden, wobei dieser Abstand der verbleibenden Entfernung entspricht. Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Verfahren während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs mehrmals nacheinander durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass nicht etwa eine einmalige, beispielsweise vor Beginn einer Fahrt und/oder bei einer Planung beziehungsweise Optimierung einer Route vorgesehen ist, sondern die

Abfragewerte werden ständig ermittelt und die Betriebsparameter werden ständig ermittelt und aktualisiert, sodass während der Fahrt sowohl die Emissionen als auch der Kraftstoffverbrauch besonders gering gehalten werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines

Kraftfahrzeugs, welche mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben wird;

Fig. 2 Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens;

Fig. 3 ein weiteres Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens;

Fig. 4 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens;

Fig. 5 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des

Verfahrens; und

Fig. 6 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des

Verfahrens. In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens und vorzugsweise eines Personenkraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet, kann jedoch alternativ als Ottomotor ausgebildet sein. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben der

Verbrennungskraftmaschine 10 insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs beschrieben. Mit anderen Worten wird das Verfahren durchgeführt, während das

Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 angetrieben wird

beziehungsweise während sich die Verbrennungskraftmaschine 10 in einem befeuerten Betrieb befindet.

Die beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 weist wenigstens ein Motorgehäuse 12 auf, durch welches wenigstens ein oder mehrere Brennräume 14 der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet ist. Der jeweilige Brennraum 14 ist beispielsweise als Zylinder ausgebildet. Während des befeuerten Betriebs wird der jeweilige Brennraum 14 zumindest mit Luft und einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 versorgt. Bei dem Kraftstoff handelt es sich vorzugsweise um einen flüssigen Kraftstoff, welcher genutzt wird, um den befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 zu realisieren. Der Kraftstoff und die Luft bilden im jeweiligen Brennraum 14 ein Gemisch, welches verbrannt wird. Hieraus resultiert Abgas, welches beispielsweise aus dem Brennraum 14 ausströmt und in eine Abgasanlage 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 einströmt und die Abgasanlage 16 durchströmt. Dies ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 18 veranschaulicht. Beispielsweise veranschaulicht der Pfeil 18 eine Strömungsrichtung des die Abgasanlage 16 durchströmenden Abgases.

Die Abgasanlage 16 umfasst einen Stickoxid-Speicherkatalysator 20, welcher auch einfach als NSK oder Speicherkatalysator bezeichnet wird. Ferner umfasst die

Abgasanlage 16 wenigstens einen Partikelfilter 22, welcher beispielsweise dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine 10 als Dieselmotor ausgebildet ist, als Dieselpartikelfilter (DPF) ausgebildet ist. Außerdem umfasst die Abgasanlage 16 wenigstens einen SCR- Katalysator 24, welcher hinsichtlich der beziehungsweise für die selektive katalytische Reduktion (SCR) katalytisch wirksam ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise der SCR- Katalysator 24 die SCR bewirkt beziehungsweise unterstützt. Hierzu weist der SCR- Katalysator 24 beispielsweise wenigstens ein Katalysatorelement auf, welches durch wenigstens eine für die SCR katalytisch wirksame Schicht beziehungsweise Beschichtung gebildet ist beziehungsweise eine solche Schicht beziehungsweise Beschichtung umfasst.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der SCR- Katalysator 24 eine bezüglich des Partikelfilters 22 externe, zusätzlich dazu vorgesehene und insbesondere in Strömungsrichtung des die Abgasanlage 16

durchströmenden Abgases stromab des Partikelfilters 22 angeordnete Komponente ist Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass beispielsweise auch der Partikelfilter 22 als SCR-Katalysator ausgebildet ist

beziehungsweise als ein solcher SCR-Katalysator fungiert und somit für die SCR katalytisch wirksam ist. Hierzu weist beispielsweise der Partikelfilter 22 eine für die SCR katalytisch wirksame Schicht beziehungsweise Beschichtung auf, welche auch als SCR- Schicht oder SCR-Beschichtung bezeichnet wird. Insbesondere ist der Partikelfilter 22 somit beispielsweise als SDPF ausgebildet.

Der Partikelfilter 22 und der SCR-Katalysator 24 können beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich bilden der

Partikelfilter 22 und der SCR-Katalysator 24 eine Abgasnachbehandlungseinheit 26, welche auch als Büchse oder Kombibüchse bezeichnet wird. Das Motorgehäuse 12 und somit der jeweilige Brennraum 14 sind beispielsweise in einem Motorraum des

Kraftfahrzeugs aufgenommen. Dabei sind vorzugsweise der Partikelfilter 22 und der SCR-Katalysator 24 und somit die Abgasnachbehandlungseinheit 26 als motornahe Komponenten ausgebildet, welche ebenfalls in dem Motorraum angeordnet sind.

Optional umfasst die Abgasanlage 16 weitere Abgasnachbehandlungskomponenten in Form eines zweiten SCR-Katalysators 28, eines Ammoniak-Schlupfkatalysators 30 und eines dritten SCR-Katalysators 32. Die weiteren Abgasnachbehandlungskomponenten können beispielsweise alle gemeinsam und somit in der in Fig. 1 gezeigten Kombination oder in jedweder anderer Kombination und insbesondere einzeln zum Einsatz kommen. Es sei jedoch explizit erwähnt, dass die weiteren Abgasnachbehandlungskomponenten optional vorgesehen sind und nicht notwendigerweise vorgesehen sein müssen, sondern vielmehr auch entfallen können.

Der zweite SCR-Katalysator 28 ist für die SCR katalytisch wirksam und dabei stromab des Partikelfilters 22 und stromab des ersten SCR-Katalysators 24 angeordnet. Der Ammoniak-Schlupfkatalysator 30 ist stromab des zweiten SCR-Katalysators 28 und dabei stromab des Partikelfilters 22 und stromab des SCR-Katalysators 24 angeordnet. Der dritte SCR-Katalysator 32 ist für die SCR katalytisch wirksam und dabei stromauf des Partikelfilters 22 und stromauf des SCR-Katalysators 24 und stromab des Stickoxid- Speicherkatalysators 20 angeordnet. Insbesondere ist es möglich, dass der SCR- Katalysator 32 in dem zuvor genannten Gehäuse aufgenommen und/oder Bestandteil der Abgasnachbehandlungseinheit 26 ist. Somit ist beispielsweise der dritte SCR-Katalysator 32 eine motornahe Komponente, welche ebenfalls in dem Motorraum angeordnet ist. Im Gegensatz dazu sind beispielsweise der zweite SCR-Katalysator 28 und der Ammoniak- Schlupfkatalysator 30 Unterbodenkomponenten, die außerhalb des Motorraums im Bereich beziehungsweise unterhalb eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Der Unterboden ist beispielsweise durch einen Aufbau des Kraftfahrzeugs gebildet, wobei der Aufbau insbesondere als selbsttragende Karosserie ausgebildet sein kann.

Beispielsweise bilden der zweite SCR-Katalysator 28 und der Ammoniak- Schlupfkatalysator 30 eine weitere Abgasnachbehandlungseinheit, welche auch als Nachbehandlungssystem bezeichnet wird. Das Nachbehandlungssystem ist

beispielsweise dadurch, dass der zweite SCR-Katalysator 28 und der Ammoniak- Schlupfkatalysator 30 unterhalb des Unterbodens angeordnet sind, als ein UB-SCR- System ausgebildet. Hierbei wird der Unterboden auch mit UB bezeichnet. Das UB-SCR- System kommt optional und insbesondere für einen Hochlastbetrieb der

Verbrennungskraftmaschine 10 zum Einsatz. Die Abgasanlage 16 umfasst ferner eine Dosiereinrichtung 34, mittels welcher ein insbesondere flüssiges Reduktionsmittel an einer Einbringstelle E in das die Abgasanlage 16 durchströmende Abgas einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Mit anderen Worten ist es beispielsweise im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass mittels der Dosiereinrichtung 34 das Reduktionsmittel an der Einbringstelle E in das Abgas eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird.

Der jeweilige SCR-Katalysator 24, 28 beziehungsweise 32 und somit der Partikelfilter 22 beziehungsweise dessen für die SCR katalytisch wirksame Schicht werden genutzt, um das Abgas zu entsticken. Unter dem Entsticken des Abgases ist zu verstehen, dass etwaig im Abgas enthaltene Stickoxide (NO_x) zumindest zum Teil aus dem Abgas entfernt werden. Hierbei reagieren die im Abgas enthaltenen Stickoxide im Rahmen der SCR mit dem in das Abgas eingebrachten Reduktionsmittel zu Stickstoff und Wasser. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich insbesondere um Ammoniak (NH₃), welches

beispielsweise aus einer wässrigen Harnstofflösung entsteht, die mittels der

Dosiereinrichtung 34 an der Einbringstelle E in das Abgas eingebracht wird. Optional ist eine zweite Dosiereinrichtung 36 vorgesehen, mittels welcher das

Reduktionsmittel an einer zweiten Einbringstelle E2 in das Abgas eingebracht werden kann beziehungsweise eingebracht wird. Die erste Einbringstelle E ist stromab des Stickoxid-Speicherkatalysators 20 und stromauf des Partikelfilters 22, insbesondere stromauf des dritten SCR-Katalysators 32, angeordnet. Demgegenüber ist die zweite Einbringstelle E2 stromab des SCR-Katalysators 24 und stromauf des zweiten SCR- Katalysators 28 angeordnet.

In Fig. 1 veranschaulicht ein Pfeil 38 einen etwaigen Ammoniakschlupf. Zu einem solchen Ammoniakschlupf kommt es beispielsweise dann, wenn zumindest ein Teil des in das Abgas eingebrachten Reduktionsmittels nicht an der SCR teilnimmt und somit nicht im Rahmen der SCR zu Wasser und Stickstoff reagiert, sondern beispielsweise

unverbraucht in dem Abgas enthalten bleibt. Mit anderen Worten kommt es zu einem Ammoniakschlupf, wenn zumindest ein Teil des Reduktionsmittels in den SCR- Katalysatoren 24 und 32 beziehungsweise im Partikelfilter 22 nicht im Rahmen der SCR mit den Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser reagiert. Der Ammoniak-Schlupfkatalysator 30 wird dabei genutzt, um im Abgas etwaig enthaltenes, unverbrauchtes Ammoniak zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufzufangen und rückzuhalten und beispielsweise in Stickstoff und Wasser umzuwandeln. Dadurch können übermäßige Ammoniak-Emissionen vermieden werden.

Bei einem ersten Schritt des Verfahrens werden mittels einer in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten elektronischen Recheneinrichtung 40 Vorausschaudaten ermittelt, welche wenigstens einen erwarteten zukünftigen Betriebszustand oder vorzugsweise mehrere erwartete zukünftige Betriebszustände der

Verbrennungskraftmaschine 10, charakterisieren. Bei einem zweiten Schritt des

Verfahrens wird mittels wenigstens einer in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten Stickoxid-Sensoreinrichtung 42 wenigstens eine aktuelle Stickoxid- und Reduktionsmittel- Emission der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt. Bei einem dritten Schritt des Verfahrens wird beispielsweise, insbesondere mittels der Recheneinrichtung 40, ein aktueller Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt. Bei einem vierten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen

Recheneinrichtung 40 und/oder mittels einer Sensoreinrichtung 44, wenigstens eine aktuelle Partikelemission der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt. Bei einem fünften Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, ein aktueller Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators 24 und/oder des Partikelfilters 22 beziehungsweise der Abgasnachbehandlungseinheit 26 ermittelt, wobei der Reduktionsmittelfüllstand auch als Füllgrad, Reduktionsmittelfüllgrad,

Ammoniakfüllgrad oder NH₃-Füllgrad bezeichnet wird. Bei einem sechsten Schritt des Verfahrens wird, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, eine aktuelle Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators 20 ermittelt.

Bei einem siebten Schritt des Verfahrens werden mittels der elektronischen

Recheneinrichtung 40 in Abhängigkeit von dem ersten Schritt, dem zweiten Schritt, dem dritten Schritt, dem vierten Schritt, dem fünften Schritt und dem sechsten Schritt des Verfahrenes Betriebsparameter ermittelt, auf deren Basis die Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, betrieben

beziehungsweise geregelt wird. Ferner wird bei dem siebten Schritt, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 40, wenigstens ein Soll-Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators 24 und/oder des Partikelfilters 22 und somit insbesondere der Abgasnachbehandlungseinheit 26 berechnet. Außerdem wird bei dem siebten Schritt des Verfahrens mittels der Recheneinrichtung 40 eine in das Abgas einzubringende

Reduktionsmitteldosiermenge berechnet. Außerdem wird bei dem siebten Schritt des Verfahrens mittels der Recheneinrichtung 40 ein jeweiliger Zeitpunkt der nächsten Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators 20 und des Partikelfilters 22 berechnet.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse 46 der auch als NH₃-Füllstand bezeichnete NH₃-Füllgrad aufgetragen ist, insbesondere in der Einheit Prozent. Auf der Ordinate 48 ist ein sogenannter Stickoxid-Umsatz aufgetragen, welcher auch als NO_x- Umsatz bezeichnet wird. Der Stickoxid-Umsatz beschreibt beispielsweise ein Verhältnis aus durch das zuvor beschriebene Entsticken aus dem Abgas entfernten Stickoxiden zu insgesamt im Abgas enthaltenen Stickoxiden. Mit anderen Worten beschreibt der Stickoxid-Umsatz ein Verhältnis aus einer durch das Entsticken aus dem Abgas entfernten Menge an Stickoxiden zu einer Gesamtmenge an im Abgas enthaltenen Stickoxiden. Beträgt somit beispielsweise der Stickoxid-Umsatz 100 Prozent, so werden mittels der Abgasanlage 16 alle Stickoxide aus dem Abgas entfernt.

Verläufe 50, 52 und 54 veranschaulichen den Stickoxid-Umsatz über dem NH₃-Füllgrad bei einer jeweiligen Temperatur des Abgases. Dabei veranschaulicht der Verlauf 50 den Stickoxid-Umsatz über dem NH₃-Füllgrad bei einer Temperatur des Abgases von 300 Grad Celsius, während der Verlauf 52 den Stickoxid-Umsatz bei einer Temperatur von 250 Grad Celsius und der Verlauf 54 den Stickoxid-Umsatz bei einer Temperatur von 200 Grad Celsius veranschaulicht. Fig. 3 zeigt ein Diagramm, anhand dessen das prädiktive beziehungsweise

vorausschauende Ermitteln des Betriebszustands beziehungsweise der Betriebszustände veranschaulicht ist. Fig. 3 zeigt das in Fig. 3 mit 56 bezeichnete Kraftfahrzeug zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1 , t2 und t3, welche aufeinander folgen, wobei das Kraftfahrzeug 56 zu dem Zeitpunkt t1 einen ersten Streckenabschnitt 58, zu dem

Zeitpunkt t2 einen auf den Streckenabschnitt 58 folgenden zweiten Streckenabschnitt 60 und zu dem Zeitpunkt t3 einen auf den Streckenabschnitt 60 folgenden Streckenabschnitt 62 einer Strecke 64 befährt. Die Strecke 64 ist eine Strecke beziehungsweise ein

Streckenprofil, die beziehungsweise das bereits bekannt ist, bevor das Kraftfahrzeug 56 die Strecke 64 befährt beziehungsweise befahren hat. Mit anderen Worten sind beispielsweise die Strecke 64 und somit die Streckenabschnitte 58, 60 und 62 zu einem Zeitpunkt tO bekannt, zu welchem das Kraftfahrzeug 56 die Streckenabschnitte 58, 60 und 62 noch nicht befahren hat, sondern sich beispielsweise an einem Ort oder auf einem Streckenabschnitt befindet, der vor den Streckenabschnitten 58, 60 und 62 und somit vor der Strecke 64 liegt.

Die Strecke 64 ist somit beispielsweise ein dem Kraftfahrzeug 56 zunächst voraus liegendes Streckenprofil, entlang welchem das Kraftfahrzeug in naher Zukunft fahren wird, jedoch aktuell noch nicht fährt. Die dem Kraftfahrzeug 56 vorausliegende Strecke 64 ist beispielsweise dadurch bereits zu dem Zeitpunkt tO bekannt, dass mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs 56 eine Route geplant ist beziehungsweise wird. Die Route umfasst dabei beispielsweise die Strecke 64 und somit die Streckenabschnitte 58, 60 und 62 sowie beispielsweise wenigstens einen in Fig. 3 nicht gezeigten weiteren Streckenabschnitt. Die Route wird beispielsweise zu dem Zeitpunkt tO geplant oder ist bereits zu dem Zeitpunkt tO geplant. Die Route erstreckt sich von einem Startort zu einem Zielort, an welchem beispielsweise die Strecke 64 endet. Bei dem Startort handelt es sich beispielsweise um den zuvor genannten Ort. Durch Planen beziehungsweise Bestimmen der Route ist die dem Kraftfahrzeug 56 vorausliegende Strecke 64 bereits bekannt, bevor das Kraftfahrzeug 56 die Strecke 64 befahren hat. Anhand der Route und insbesondere anhand von Informationen über die Route können beispielsweise Informationen gewonnen werden, die jeweilige Betriebs- oder Lastzustände charakterisieren, die die Verbrennungskraftmaschine 10 aufweisen wird, wenn das Kraftfahrzeug 56 die Strecke 64 befährt.

Auf diese Weise kann beispielsweise dann, wenn sich das Kraftfahrzeug noch an dem Startort befindet, ermittelt werden, dass beispielsweise das Abgas eine erste Temperatur aufweist, während das Kraftfahrzeug 56 entlang des Streckenabschnitts 58 gefahren wird. Ferner kann beispielsweise ermittelt werden, dass das Abgas eine zweite

Temperatur aufweist, wenn das Kraftfahrzeug 56 entlang des Streckenabschnitts 60 befahren wird, und dass das Abgas eine dritte Temperatur aufweisen wird, wenn das Kraftfahrzeug 56 entlang des Streckenabschnitts 62 gefahren wird. Da beispielsweise der Streckenabschnitt 58 eine Ebene und eine sich daran anschließende Steigung aufweist, sich der Streckenabschnitt 60 unmittelbar an die Steigung anschließt und ein Gefälle aufweist und der Streckenabschnitt 62 sich unmittelbar an das Gefälle anschließt, ist beispielsweise die zweite Temperatur größer als die erste Temperatur, und die dritte Temperatur ist geringer als die erste Temperatur und geringer als die zweite Temperatur.

Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die Regeneration des Partikelfilters und/oder des Speicherkatalysators nicht etwa auf dem Streckenabschnitt 58 oder dem Streckenabschnitt 62, sondern beispielsweise auf dem Streckenabschnitt 60

durchzuführen, da dort das Abgas ohnehin eine für die jeweilige Regeneration vorteilhafte und hinreichende Temperatur aufweist.

Die prädiktiv ermittelten Vorausschaudaten sind somit Daten, welche beispielsweise für eine prädiktive Regeneration des Speicherkatalysators und/oder des Partikelfilters 22 sowie für eine Befüllung, insbesondere Vorbefüllung, der Abgasnachbehandlungseinheit 26 mit Reduktionsmittel (NH₃) genutzt werden. Beispielsweise werden im Rahmen der vorausschauenden Ermittlung der Vorausschaudaten folgende Situationen betrachtet: zeitliche und/oder räumliche Nähe zu einem Abstellort, wobei in Abhängigkeit davon der Speicherkatalysator regeneriert und der Reduktionsmittelfüllstand angehoben wird. Hierdurch können vorteilhafte Stickoxid- Konversionsbedingungen für einen Wiederstart, insbesondere der

Verbrennungskraftmaschine 10, realisiert werden.

Regionen mit Tempolimit, insbesondere Ortschaften und spezielle

Verkehrsbedingungen wie Stau; in Abhängigkeit davon kann der

Speicherkatalysator regeneriert und der Reduktionsmittelfüllstand angehoben werden, um beispielsweise für tiefe Temperaturen der Abgasanlage 16 vorteilhafte Stickoxid-Konversionsbedingungen zu schaffen. zeitliche und/oder räumliche Nähe zu einer längeren Gefällstrecke und in

Abhängigkeit davon Regeneration des Speicherkatalysators und Anhebung des Reduktionsmittelfüllstands. Hierdurch können vorteilhafte Stickoxid- Konversionsbedingungen für geringe Temperaturen der Abgasanlage 16 realisiert werden. negative Trends der Temperatur der Abgasanlage 16 über eine definierte

Mindestzeitspanne und in Abhängigkeit davon Regeneration des

Speicherkatalysators. Hierdurch können vorteilhafte Stickoxid- Konversionsbedingungen für geringe Temperaturen der Abgasanlage 16 gewährleistet werden.

Insbesondere werden prädiktive Informationen mit trendbasierten Prognosen

insbesondere hinsichtlich sinkender Temperaturen der Abgasanlage 16 verknüpft.

Beispielhafte Situationen hierfür sind beispielsweise längere Gefällstrecken und/oder Steigungen, Geschwindigkeitslimits, längere Abstellphasen, Verkehrsbehinderungen oder extreme Beschleunigungen.

Die Vorausschaudaten werden beispielsweise in Abhängigkeit von chemischphysikalischen Daten über die Abgasanlage 16 und/oder Temperaturtrends und/oder Stickoxid-Rohemissionstrends und/oder Trends hinsichtlich des Abgasmassenstroms und/oder hinsichtlich einer Kapazität der Abgasanlage 16 zum Aufnehmen von

Reduktionsmittel ermittelt. Insbesondere erfolgt eine simulative Definition einer optimalen Betriebsstrategie mithilfe der prädiktiv ermittelten Vorausschaudaten, um dadurch insbesondere den Kraftstoffverbrauch und die Stickoxid-Emissionen besonders gering zu halten, insbesondere zu minimieren, Ammoniak-Schlupf und Ablagerungen des

Reduktionsmittels zu vermeiden und eine optimale Fahrdynamik zu gewährleisten.

Mögliche Maßnahmen hierbei sind beispielsweise:

Heizen des Abgases und somit der Abgasanlage 16

Regeneration des Speicherkatalysators

Anpassen des Reduktionsmittelfüllstands

Vorbefüllung des UB-SCR-Systems

Absenkung der Stickoxid-Rohemissionen

beliebige Kombinationen davon.

Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.

Ausgehend von einem Normalbetrieb 66 erfolgen beispielsweise Abfragen 68. Im

Rahmen der Abfragen 68 werden beispielsweise ein Aktivitätsfaktor A, eine Gefällstrecke, eine Geschwindigkeitsprognose, eine Nähe zum Zielort und ein negativer Temperaturtrend abgefragt beziehungsweise ermittelt. Beispielsweise weist die

Abgasanlage 16 beziehungsweise während des Verfahrens, insbesondere an einer ersten Stelle, eine erste Temperatur T5 und, insbesondere an einer von der ersten Stelle unterschiedlichen zweiten Stelle, eine zweite Temperatur T4.

Der Aktivitätsfaktor ist beispielsweise ein Faktor, welcher die Aktivität der Abgasanlage 16 hinsichtlich des Entfernens von Kohlenmonoxid (CO) und unverbranntem

Kohlenwasserstoff (HC) aus dem Abgas charakterisiert. Ergibt beispielsweise ein

Aktivitätsmodell 70, dass der Aktivitätsfaktor eine vorgebbare Grenze von beispielsweise 0,2 und 0,4 unterschreitet, erfolgt beispielsweise eine Aktivierung, insbesondere des Speicherkatalysators, insbesondere so lange, bis der Aktivitätsfaktor eine vorgebbare Grenze von beispielsweise 0,8 überschreitet.

Liegt beispielsweise ein negativer Temperaturtrend, insbesondere hinsichtlich T4 und/oder T5, länger als 10 Minuten vor, insbesondere bei T4< 250 Grad Celsius, und beträgt die Stickoxid-Beladung mehr als 1 Gramm pro Liter Volumen und beträgt beispielsweise T5 mehr als 200 Grad Celsius, so erfolgt beispielsweise eine Entstickung, insbesondere des Speicherkatalysators, insbesondere so lange, bis die Stickoxid- Beladung weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen beträgt. Dies erfolgt beispielsweise bei einem Block 72.

Bei einem Block 74 werden beispielsweise die Nähe zum Zielort, die

Geschwindigkeitsprognose und die Gefällstrecke berücksichtigt. Beträgt beispielsweise die örtliche und/oder zeitliche Nähe zu dem Zielort weniger als 5 Kilometer

beziehungsweise weniger als 5 Minuten, beträgt die Stickoxid-Beladung mehr als

1 Gramm pro Liter Volumen und beträgt beispielsweise T5 mehr als 200 Grad Celsius, so wird beispielsweise der Speicherkatalysator entstickt, insbesondere so lange, bis die Stickoxid-Beladung weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen beträgt.

Ergibt beispielsweise die Geschwindigkeitsprognose, dass eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs von weniger als 50 Kilometern pro Stunde für eine Zeitspanne von mehr als 10 Minuten vorliegt, und beträgt die Stickoxid-Beladung mehr als 1 Gramm pro Liter Volumen, und beträgt beispielsweise T5 mehr als 200 Grad Celsius und beträgt beispielsweise T4 weniger als 250 Grad Celsius, so wird beispielsweise der

Speicherkatalysator entstickt, insbesondere so lange, bis die Stickoxid-Beladung weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen beträgt. Ergibt beispielsweise die Gefällstrecke beziehungsweise eine Gefälle-Prognose ein Gefälle, welches mehr als 5 Prozent für mehr als 10 Minuten beträgt, und ist die Stickoxid-Beladung größer als 1 Gramm pro Liter Volumen und ist beispielsweise T5 höher als 200 Grad Celsius und/oder T4 geringer als 250 Grad Celsius, so wird insbesondere der Speicherkatalysator entstickt, insbesondere so lange, bis die Stickoxid-Beladung geringer als 1 Gramm pro Liter Volumen ist. All dies erfolgt beispielsweise unter Berücksichtigung der Alterung der Abgasanlage 16

Somit beschreibt Fig. 4 Auslöse-Bedingungen für die Regeneration des

Speicherkatalysators. Dies bedeutet, dass das zuvor genannte Entsticken des

Speicherkatalysators die Regeneration des Speicherkatalysators ist.

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.

Insbesondere veranschaulicht Fig. 5 eine optimierte Beladungsstrategie, in deren

Rahmen die Abgasnachbehandlungseinheit 26 mit Reduktionsmittel beladen wird. Somit wird beispielsweise im Rahmen der Beladungsstrategie der Reduktionsmittelfüllstand der Abgasnachbehandlungseinheit 26 eingestellt, insbesondere angehoben. Ausgehend von dem Normalbetrieb 66 erfolgen beispielsweise Abfragen 68, bei denen eine Gefällstrecke, eine Geschwindigkeit, eine Nähe zum Zielort und ein negativer Temperaturtrend, insbesondere hinsichtlich der ersten Temperatur T5 der Abgasanlage 16

beziehungsweise des Abgases, abgefragt beziehungsweise ermittelt werden.

Wird beispielsweise ein negativer Trend der ersten Temperatur T5 der Abgasanlage 16 beziehungsweise des Abgases über eine Zeitspanne von mehr als 10 Minuten ermittelt, insbesondere bei T5 < 300 Grad Celsius, so wird beispielsweise der

Reduktionsmittelfüllstand auf einen Wert angehoben, welcher 50 Prozent größer als ein Soll-Wert, insbesondere während des Normalbetriebs 66, ist. Beträgt beispielsweise die Nähe zum Zielort weniger als 5 Kilometer beziehungsweise weniger als 5 Minuten und ist die Temperatur T5 kleiner als 250 Grad Celsius, so wird beispielsweise der

Reduktionsmittelfüllstand auf einen Wert eingestellt, welcher 50 Prozent größer als der Soll-Wert, insbesondere während des Normalbetriebs 66, ist. Ergibt beispielsweise die Geschwindigkeitsprognose, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs weniger als 50 Kilometer pro Stunde für eine Zeitspanne von mehr als 10 Minuten sein wird und beträgt dabei T5 weniger als 250 Grad Celsius, so wird beispielsweise der

Reduktionsmittelfüllstand auf einen Wert eingestellt, welcher 50 Prozent größer als der Soll-Wert, insbesondere während des Normalbetriebs 66, ist. Beträgt daraufhin beispielsweise dann die Temperatur T5 mehr als 250 Grad Celsius, so wird wieder der Normalbetrieb 66 eingestellt beziehungsweise durchgeführt. Schließlich zeigt Fig. 6 ein weiteres Flussdiagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens. Beispielsweise ausgehend von einem Motorstart 76, bei welchem die

Verbrennungskraftmaschine 10 gestartet wird, werden Abfragen 78 durchgeführt. Im Rahmen der Abfragen 78 wird beispielsweise die aktuelle Stickoxid-Belastung des Speicherkatalysators und der aktuelle Reduktionsmittelfüllstand der

Abgasnachbehandlungseinheit 26 sowie die Temperaturen T4 und T5 abgefragt beziehungsweise ermittelt. Insbesondere veranschaulicht Fig. 6 eine Funktionsstruktur für den Kaltstart beziehungsweise Wiederstart der Verbrennungskraftmaschine 10. Beträgt beispielsweise die Stickoxid-Beladung mehr als 1 Gramm pro Liter Volumen, so wird die Temperatur des Abgases aktiv angehoben, insbesondere so lange, bis die Temperatur T4 größer als 220 Grad Celsius ist. Dann wird beispielsweise in den Normalbetrieb 66 übergegangen.

Beträgt beispielsweise die Stickoxid-Beladung des Speicherkatalysators weniger als 1 Gramm Liter Volumen und beträgt die Temperatur T4 mehr als 80 Grad Celsius, so wird insbesondere direkt in den Normalbetrieb 66 übergegangen, insbesondere ohne aktiv die Temperatur des Abgases zu erhöhen. Beträgt beispielsweise die Stickoxid-Beladung des Speicherkatalysators weniger als 1 Gramm pro Liter Volumen und beträgt dabei die Temperatur T4 weniger als 80 Grad Celsius, so werden beispielsweise Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur des Abgases durchgeführt, sodass die Temperatur des Abgases gezielt angehoben wird. Beträgt daraufhin beispielsweise die Temperatur T4 mehr als 120 Grad Celsius, so wird dann in den Normalbetrieb 66 übergegangen. Beträgt beispielsweise die Temperatur T5 mehr als 200 Grad Celsius, so wird direkt in den Normalbetrieb 66 übergegangen. Wie bereits zu Fig. 4 veranschaulicht, erfolgt das anhand von Fig. 5 und anhand von Fig. 6 weiter veranschaulichte Verfahren

beispielsweise unter Berücksichtigung der Alterung der Abgasanlage 16.

Bezugszeichenliste

10 Verbrennungskraftmaschine

12 Motorgehäuse

14 Brennraum

16 Abgasanlage

18 Pfeil

20 Stickoxid-Speicherkatalysator

22 Partikelfilter

24 SCR-Katalysator

26 Abgasnachbehandlungseinheit

28 SCR-Katalysator

30 Ammoniak-Schlupfkatalysator

32 SCR-Katalysator

34 Dosiereinrichtung

36 Dosiereinrichtung

38 Pfeil

40 elektronische Recheneinrichtung

42 Stickoxid-Sensoreinrichtung

44 Sensoreinrichtung

46 Abszisse

48 Ordinate

50 Verlauf

52 Verlauf

54 Verlauf

56 Kraftfahrzeug

58 Streckenabschnitt

60 Streckenabschnitt

62 Streckenabschnitt

64 Strecke 66 Normalbetrieb

68 Abfragen

70 Aktivitätsmodell

72 Block

74 Block

76 Motorstart

78 Abfragen

E Einbringstelle

E2 Einbringstelle t1 Zeitpunkt t2 Zeitpunkt t3 Zeitpunkt

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines

Kraftfahrzeugs (56), welche eine von Abgas aus wenigstens einem Brennraum (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbare und wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator (20), wenigstens einen Partikelfilter (22) und wenigstens einen SCR-Katalysator (24) umfassende Abgasanlage (16) aufweist, mit den Schritten:

a) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (40): prädiktives Ermitteln von Vorausschaudaten, welche wenigstens einen erwarteten zukünftigen

Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) charakterisieren;

b) mittels wenigstens einer Stickoxid-Sensoreinrichtung (42): Ermitteln wenigstens einer aktuellen Stickoxid- und Reduktionsmittel-Emission der

Verbrennungskraftmaschine (10);

c) Ermitteln eines aktuellen Kraftstoffverbrauchs der Verbrennungskraftmaschine (10);

d) Ermitteln wenigstens einer aktuellen Partikelemission der

Verbrennungskraftmaschine (10);

e) Ermitteln eines aktuellen Reduktionsmittelfüllstands des SCR-Katalysators (24); f) Ermitteln einer aktuellen Stickoxid-Beladung des Stickoxid-Speicherkatalysators (20);

g) in Abhängigkeit von den Schritten a) bis f) und mittels einer elektronischen

Recheneinrichtung (40):

- Ermitteln von Betriebsparametern, auf deren Basis die

Verbrennungskraftmaschine (10) betrieben wird; - Berechnen wenigstens eines Soll-Reduktionsmittelfüllstands des SCR- Katalysators (24);

- Berechnen einer in das Abgas einzubringenden

Reduktionsmitteldosiermenge;

- Berechnen eines jeweiligen Zeitpunkts der nächsten Regeneration des

Stickoxid-Speicherkatalysators (20) und des Partikelfilters (22),

wobei der Schritt g) derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine erste Bedingung erfüllt ist, die umfasst, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (10) zumindest deren Stickoxid-, Kohlenwasserstoff- und Partikel-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine (10) unterhalb jeweiliger, in einer Speichereinrichtung (39) der elektronischen Recheneinrichtung (40) gespeicherter Grenzwerte liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Schritt g) unter Einhaltung der ersten Bedingung derart durchgeführt wird, dass wenigstens eine zweite Bedingung erfüllt ist, die umfasst, dass der

Kraftstoffverbrauch minimal ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

bei dem Schritt g) unter Einhalten der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung Schadstoff-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine (10) weiter optimiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schadstoffemissionen unter Einhalten der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung derart weiter optimiert werden, dass die Regeneration des Stickoxid- Speicherkatalysators (20) vorausschauend geplant wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schadstoffemissionen derart weiter optimiert werden, dass der

Reduktionsmittelfüllstand des SCR-Katalysators (24) vorausschauend geregelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die erste Bedingung umfasst, dass auch Lachgas- und Reduktionsmittel- Emissionen der Verbrennungskraftmaschine (10) unterhalb jeweiliger, in der Speichereinrichtung (39) der elektronischen Recheneinrichtung (40) gespeicherter Grenzwerte liegen.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorausschaudaten erwartete zukünftige Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs (56) und/oder ein vorausliegendes Streckenprofil (64) und/oder eine verbleibende Entfernung zu einem Zielort umfassen.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verfahren während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs (56) mehrmals

nacheinander durchgeführt wird.