Zylinderdruckgeführter Regenerationsbetrieb und Betriebsartenwechsel

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungsaπ- lage, vorzugsweise eine Dieselbrennkraftmaschiπe mit einem Partikelfilter, und einer Ab- gasπachbehandlυng sowie eine Regelung zur Regenerierung der Abgasreiπiguπgsanlage, vorzugsweise des Partikelfilters. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Regenerierung einer Abgasreinigungsanlage an einer Brenπkraftmaschine, vorzugsweise eines Partikelfilters an einer Dieselbreπnkraftmaschiπe vorgestellt.

AbgasrelnigungsanJagen stehen immer stärker im Blickpunkt, da mit motorischen Eingriffen nicht alle anstehenden Grenzwerte immer zuverlässig eingehalten werden können. Zum Beispiel werden Partikelfilter aufgrund der immer strengeren Abgasgesetzgebungen weltweit verstärkt eingesetzt und haben sich zum Standard insbesondere im PKW- Bereich entwickelt. Der Einsatz des Partikelfilters ist aus umwelttechnischen Geεichts- punkten jedoch zweischneidig. So wird zwar auf der einen Seite durch dessen Filterwir- kuπg verhindert, dass Partikel einer gewissen Größe aus dem Abgas in die Umwelt gelangen. Zum anderen jedoch erhöht der Partikelfilter aufgrund seines wirkenden Gegendruckes zur Verbrennungskraftmaschiπe den Treibstoffverbrauch. Darüber hinaus macht es die Filtration der Partikel notwendig, diese von Zeit zu Zeit vom Partikelfilter zu entfernen. Hierzu müssen die Partikel entzündet werden. Hierbei wird in der Regel eine Abgastemperatur bis auf die Höhe einer Rußzündtemperatur angehoben. Eine Unterstützung der Anhebung einer Temperatur bis auf die Rußzündtemperatur kann durch eine elektrische Bestromung des Fartikelftlters erfolgen. Unabhängig davon wie die Rußzündtemperatur erreicht wird, kommt es auch hier zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs durch die benötigte Regeneratioπseπergie. Auch bei anderen Abgasreinigungsanlageπ ist von Zeit zu Zeit eine Regeneration notwendig, damit diese allen Anforderungen genügt.

Wird ein Fahrzeug zertjfiziert, ist es aufgrund der vorgegebenen Testzykleπ oftmals notwendig, dass zum Beispiet der Partikelfilter während einer der Testzyklen regeneriert werden muss. Werden die Zyklen mit kaltem Motor begonnen, erhöht dieses eine Anforderung an das Regenerationsverfahren, da ein Warmlauf berücksichtigt beziehungsweise beschleunigt werden muss, ohne aber die Emissionen des Fahrzeugs zu verschlechtern. Bei einem dynamischen Betrieb kann es daher zu Temperaturüber- oder- unterschwingern kommen, die für eine schnelle und materialschonende Regeneration jedoch vermieden werden müssen. Während überschwinger zu einer Schädigung von Bauteilen führen können, sind Unterschwiπger in der Lage, für eine Verlängerung der Re- generationszeit zu sorgen.

Es ist bekannt, dass mittels motorinternen Maßnahmen eine Abgastemperatur für eine Partikelfilterregeneration erhöht wird. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Zuhilfenahme von motorinternen Maßnahmen die Abgastemperatur zur Regeneration einer Abgasanlage, insbesondere eines Partikelfilterregeneration, erhöhen zu können, wobei jedoch die Regeneration von den spezifischen Betriebsvorgängen bei der Verbrennungskraftmaschine abgeleitet werden soll.

Diese Aufgabe wird mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage und einer Ab- gasnachbehandlung mit dem Merkmal des Anspruches 1 sowie mit einem Verfahren zur Regenerierung einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 21 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen dargestellt.

Eine vorgeschlagene Brennkraftmaschine weist eine Abgasanlage, vorzugsweise eine Abgasreinigungsanlage und besonders bevorzugt einen Partikelfilter, und eine Abgasnachbehandlung auf. Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine mit einer Regelung zur Regenerierung der Abgasanlage ausgestattet. Es ist vorgesehen, dass a) zumindest ein, vorzugsweise jeweils jedem Zylinder zugeordnetes Temperaturmodell eines Gases im Brennraum zur Bestimmung einer Temperatur eines aus dem Brennraum des Zylinders austretenden Abgases und/oder b) zumindest ein, vorzugsweise jeweils jedem Zylinder zugeordnetes HC- Emissionsmodell zur Bestimmung einer HC-Emission eines aus dem Brennraum des Zylinders austretenden Abgases vorgesehen ist. Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine mit zumindest einem in der Regelung hinterlegten Regelalgorithmus zur Regelung der Temperatur und/oder zur Regelung der HC-Emission des aus dem Zylinder austretenden Abgases versehen.

Im folgenden werden verschiedene Ausgestaltungen und Merkmale anhand einer Diesel- brennkraftmaschine näher erläutert. An Stelle einer Dieselbrennkraftmaschine kann jedoch ebenso eine nach dem Otto-Prinzip arbeitende Brennkraftmaschine, eine Hybrid- Maschine mit Elektro- oder sonstigem Antrieb und Brennkraftmaschine, wie auch eine zwischen verschiedenen Brennverfahren umschaltbare Brennkraftmaschine, zum Beispiel eine zwischen Selbst- und Fremdzündung umschaltbare Brennkraftmaschine eingesetzt werden.

Die Abgasanlage weist vorzugsweise ein oder mehrere Komponenten auf, mittels denen das Abgas nachbehandelbar ist. Hierbei sind ein oder mehrere Komponenten des Abgases in irgendeiner Weise betroffen. So kann ein Gasbestandteil durch katalytische Umsetzung sich ändern, ein im Abgas enthaltener nicht umgesetzter Gasbestandteil wieder zu- rückgeführt werden, eine Zuführung eines Fluids zum Abgas erfolgen, ein Feststoff zu- oder abgeführt werden oder in sonstiger Weise Energie zu- oder abgeführt werden, zum Beispiel mittels katalytischer Umsetzung, mittels Beheizung oder auch mittels Kühlung durch Wärmeabfuhr aus dem Abgasstrom an ein oder mehreren Oberflächen, zum Beispiel zum Nutzen der gewonnenen Abwärme, beispielsweise zu Vorheizzwecken, bei- spielsweise von ein oder mehren Fluiden, die der Brennkraftmaschine noch zugeführt werden, oder ähnliches. Eine Komponente der Abgasanlage kann zum Beispiel eine NOx- KAT-Regeneration umfassen, eine Desulfatisierung, eine HC-FaIIe, einen Oxidationskata- lysator, eine zur Umsetzung von Harnstoff mittels des Abgases vorgesehene Einrichtung und/oder eine durch das Abgas über die Zeit in einem Parameter betroffene Komponente, die durch die obigen und/oder im folgenden weiteren Merkmale wieder regenerierbar ist. Die Komponenten können mit einer der oben genannten Maschinen kombiniert werden, zum Beispiel ein Otto-Direkteinspitzer mit einem Partikelfilter und/oder mit einem NSK, zum Beispiel in einem DeSOx-Betrieb.

Eine vorgeschlagene Brennkraftmaschine wie zum Beispiel eine Dieselbrennkraftmaschine macht sich den Vorteil zunutze, dass eine Ermittlung der Temperatur beziehungsweise der HC-Emission durch das jeweilige Modell erfolgt. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass eine Temperaturbestimmung mit Hilfe von Vorgabewerten und/oder überlagerten Regelungen erfolgen muss. Derartige Hilfsgrößen würden zu einer Verlangsamung einer Temperaturbestimmung führen und sie anfälliger gegen Störungen machen. Vorteilhafterweise greift die Regelung auf einen Zylinderdruck für den Regenerationsbetrieb zurück, um bei diesem beispielsweise eine späte Haupteinspritzung für Regenerationszwecke einzustellen. Hierbei kann auf ein Verfahren zur Regelung eines Einspritzverlaufes einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges zurückgegriffen werden, bei der ein Brennstoff direkt in eine Brennkammer eingespritzt wird, wobei die Regelung eine änderung eines Einspritzverlaufes zumindest während eines ersten Arbeitszyklus auf Basis zumindest eines während des ersten Arbeitszyklus aufgenommenen Parameters bewirkt. Dieser Parameter ist vorzugsweise mit einem Brennverlauf gekoppelt. Hierbei wird vorzugsweise auf eine Zylinderdrucküberwachung abgestellt, um diesen ersten Parameter gewinnen zu können. Mittels dieses ersten Parameters kann eine änderung des Einspritzverlaufes bewirkt werden. Beispielsweise wird ein Schwerpunkt der Verbrennung in dem ersten und darauf nachfolgenden Arbeitszyklen nach Spät durch

eine änderung des Einspritzverlaufs verschoben. Ein derartiges Verfahren wie auch eine derartig ausgestattete Verbrennungskraftmaschine geht aus der DE 10 2006 015 503 hervor, auf die im Rahmen dieser Offenbarung in Bezug auf eine brennverlaufsabhängige Einspritzverlaufsformung und entsprechend ausgestattete Verbrennungskraftmaschine verwiesen wird.

Weiterhin kann vorzugsweise eine zylinderdruckbasierte Brennverlaufsoptimierung mittels der hier vorgeschlagenen Verbrennungskraftmaschine ausgeführt werden, wie sie aus der DE 10 2007 013 119 hervorgeht. Hierbei wird beispielsweise eine Regelung eines Ein- spritzverlaufes der Verbrennungskraftmaschine dadurch ausgeführt, dass zumindest ein mit einem Verlauf, insbesondere einem Verbrennungsverlauf in Zusammenhang stehender erster Parameter während eines ersten Verbrennungszyklus ermittelt wird, ein Vergleich des ersten Parameter mit einem vorgebbaren zweiten Parameter erfolgt und über den Vergleich, insbesondere über eine Abweichung zwischen den beiden Parametern, eine Anpassung einer Einspritzung erfolgt. Bezüglich der möglichen Ausgestaltungen dieses Verfahrens wie auch bezüglich einer entsprechenden Ausgestaltung einer Verbrennungskraftmaschine wird auf den Inhalt der DE 10 2007 013 119 verwiesen, die diesbezüglich voll umfänglich mit aufgenommen wird.

Beispielsweise wird eine Brennkraftmaschine vorgesehen mit einem Verfahren zur Regelung eines Einspritzverlaufes der Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, bei der ein Brennstoff eingespritzt wird, wobei die Regelung vorsieht, dass zumindest ein mit einem Verlauf, insbesondere einem Verbrennungsverlauf in Zusammenhang stehender erster Parameter während eines ersten Verbrennungszyklus ermittelt wird, ein Vergleich des ersten Parameter mit einem vorgebbaren zweiten Parameter erfolgt und über den Vergleich, insbesondere über eine Abweichung zwischen den beiden Parametern, eine Anpassung einer Einspritzung erfolgt. Zum Beispiel ist zumindest ein übergeordneter Koordinator vorhanden ist, der einen Beginn und/oder ein Ende der Regeneration unter Berücksichtigung von Fahrzeug-Umgebungsdaten steuert. Auch kann eine Positionsermitt- lung für ein Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei mittels der Positionsermittlung zumindest der Beginn und/oder das Ende der Regeneration ermittelbar ist. Dieses kann beispielsweise auch in Vorausschau erfolgen, zum Beispiel bei Eingabe in ein Datengerät, welcher Weg für das Fahrzeug vorgesehen ist. Auch kann über eine Positionsbestimmung beispielsweise ermittelt werden, wann es zweckmäßig wäre, eine Rege- neration zu beginnen, damit anzuhalten, zu pausieren oder diese zu beenden.

Vorzugsweise wird vorgesehen, dass eine Temperaturanhebung durch eine Nacheinspritzung in Verbindung mit einem Verbrennungsverlauf, vorzugsweise mittels einer Verbrennungsdruckregelung vorgesehen ist.

Eine Verbindung des vorgeschlagenen Verfahrens mit einem oder beiden der genannten Verfahren beziehungsweise Verbrennungskraftmaschinen ermöglicht eine genauere Ermittlung der Temperatur, die durch die Verbrennung erzeugt wird. Dadurch gelingt eine Partikelfilterregeneration durch eine genaue Berücksichtigung motorinterner Maßnahmen, das heißt insbesondere durch eine gezielte Abgastemperaturerhöhung und eine gezielte Erhöhung oder Absenkung der HC-Emissionen, um eine Temperaturerhöhung in einem Katalysator zu erzielen. Insbesondere ermöglicht die vorgeschlagene Verbrennungskraftmaschine eine Regelung der Temperatur und der HC-Emission der Verbrennungskraftmaschine exakt von Zyklus zu Zyklus regeln zu können. Beispielsweise ist eine Temperaturbestimmung durch reale und/oder virtuelle Sensoren vorgesehen. Eine Hilfsgröße wird hierbei über beispielsweise ein jeweiliges Modell zur Verfügung gestellt. Dieses kann beispielsweise ein virtueller Sensor sein. Dieser beschleunigt eine Temperaturbestimmung zum Beispiel gegenüber einem konventionellen Sensor. Dabei besteht die Möglichkeit, optimale Ausgangsgrößen für eine konstante Regenerationstemperatur sicherzustellen. Durch beispielsweise eine zyklusaufgelöste Eingriffsmöglichkeit kann eine konstante Re- generationstemperatur auch während eines dynamischen Betriebs der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden. Wird beispielsweise ein Zylinderdruck bei einem Betriebsartenwechsel berücksichtigt, kann der Betriebsartenwechsel selbst drehmoment- und geräuschneutral realisiert werden. Wird beispielsweise eine gleichzeitige Regelung von Temperatur und HC-Emissionen mit beiden Modellen vorgenommen, kann auch eine öl- Verdünnung berücksichtigt werden. Es besteht die Möglichkeit, diese auf ein Minimum reduzieren zu können. Besonders bei unterschiedlichen Kraftstoffarten, die bei der Dieselbrennkraftmaschine verwendet werden, können durch die Verwendung der Modelle entsprechende Regelungen greifen und damit die gewünschte Regenerationstemperatur erzielt werden. Darüber hinaus erlaubt der Einsatz des Temperaturmodells beziehungs- weise des HC-Emissionsmodells jeweils abgestimmt auf den jeweiligen Zylinder die Möglichkeit, einen großen Anteil eines bisherigen Kalibrierungs -und Verifikationsaufwandes für konventionelle Regenerationsstrategien einsparen zu können. Des Weiteren können durch die Temperaturregelung Bauteilgrenzen sicherer angefahren werden. Dieses erlaubt, Sicherheitsabstände in Bezug auf die Temperaturzulässigkeit von Bauteilen verrin- gern zu können. Auch ermöglicht dieses, besonders temperaturkritische Bauteile beziehungsweise Werkstoffe einsetzen zu können, die ansonsten bei bisherigen Regenerationsstrategien aufgrund der zu starken Temperaturschwankungen nicht einsetzbar waren.

Des Weiteren gelingt es, ein verbessertes Ansprechverhalten dieser Brennkraftmaschine zu erzielen, da durch die gezielte Temperatureinstellung im Rahmen der Regelung und entsprechenden zylinderdruckgeführten Erzeugung der Regenerationstemperatur eine Dosierung wie auch Verteilung der Kraftstoffeinspritzmenge angepasst an den jeweiligen Lastfalldrehmomenten neutral folgen kann.

Im Folgenden wird anhand verschiedener Ausgestaltungen die Erfindung näher erläutert.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Temperaturmodell der Gase im Brennraum in Bezug auf einen Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine beispielsweise

Werte berücksichtigt wie Zylinderfüllung, Füllungstemperatur, Temperaturerhöhung durch Kompression, Wandwärmeverlust, Energie- und Masseneintrag durch die Einspritzung und Verbrennung. Daneben können auch zusätzliche oder andere Größen in das Modell einfließen. Mittels dieser Größen wird die Temperatur im Brennraum modelliert. Das Temperaturmodell dient dabei als virtueller Sensor, mittels dem eine Abgastemperatur des Abgases aus dem Zylinder bei öffnen des Auslassventils bestimmt werden kann. Durch dieses Temperaturmodell wird eine sehr schnelle Temperaturinformation erzeugt, die schneller ist als eine Temperaturmessung im Abgastrakt. Darüber hinaus ist die durch das Temperaturmodell ermittelte Temperaturinformation einem speziellen Zylinder ein- deutig zugeordnet. Damit erhöht sich eine Genauigkeit für nachfolgende Regelschritte, da kein integraler Temperaturmesswert hierfür zur Verfügung gestellt werden muss, wie er beispielsweise durch ein Thermoelement in einem Abgaskrümmer erzeugt werden würde. Soll vielmehr ein integraler Messwert in eine Regelung mit eingehen, können die von dem jeweils einem Zylinder zugeordneten Temperaturmodell ermittelten Temperaturen zu- sammengefasst werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass auch eine Temperaturkurve durch das Temperaturmodell ermittelt wird. Beispielsweise verändert sich die Temperatur bevor, während und/oder nach dem öffnen des Auslassventils durch die dabei sich weiter vollziehenden dynamischen Vorgänge in der Brennkammer. Das Temperaturmodell ist vorzugsweise in der Lage, derartiges während des ablaufenden Zyklus zyk- lusgenau modellieren zu können. Dadurch gelingt es, für eine Regelung auch beispielsweise eine Temperatur als Absolutwert und/oder einen Gradienten einer Temperaturänderung einfließen lassen zu können.

Eine durch das Temperaturmodell ermittelte virtuelle Temperatur wird beispielsweise ei- nem Regelalgorithmus zugeführt, der eine Abgastemperatur auf verschiedene vorgebbare Weise regeln kann. Hierbei kann beispielsweise eine Anpassung einer Einspritzung und/oder gegebenenfalls weiterer Größen wie beispielsweise Raildruck, Ladedruck, AGR-

Rate etc. seitens des Regelalgorithmus zur Temperaturbeeinflussung genutzt werden. Vorzugsweise ist daher ein Verbrennungsregler dem Regelalgorithmus unterlegt, der einen Verbrennungsverlauf im Zylinder regelt. Eine Verwendung einer oder mehrerer virtueller Temperaturen erlaubt, insbesondere Störungen ausgleichen zu können, wie sie wäh- rend eines dynamischen Motorbetriebes auftreten können, bevor sich diese in einer integralen Abgastemperatur bemerkbar machen würden. Durch einen unterlagerten Verbrennungsregler kann dabei eine stabile Verbrennung erzeugt werden. Auch ermöglicht der Verbrennungsregler eine Verschiebung einer Haupteinspritzung und damit eine änderung eines Verbrennungsschwerpunktes nach "Spät". Dieses hat den Vorteil, dass eine Nach- einspritzung oder mehrere Nacheinspritzungen mit geringeren Kraftstoffmengen ausgeführt werden können, wodurch sich beispielsweise eine ölverdünnung minimieren lässt. Des Weiteren ermöglicht ein unterlagerter Verbrennungsregler durch eine Stabilisierung der Verbrennung einen Ausgleich von Störungen bei einer Drehmomenterzeugung. Der Verbrennungsregler kann beispielsweise wie oben dargestellt und in Bezug auf die schon anhängigen Anmeldungen verwiesen ausgeführt sein.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein überlagerter Regelkreis vorhanden ist, der einen Einfluss einer Strecke zwischen einem Ausflussventil eines Zylinders und dem Partikelfilter auf ein Abgas bzw. auf eine Temperatur des Partikelfilters berücksichtigt. Insbe- sondere ist der überlagerte Regelkreis in der Lage, die Strecke zwischen Auslassventil und Partikelfilter ausregeln zu können. Dieser Regelkreis regelt somit beispielsweise direkt die Regenerationstemperatur am Partikelfilter. Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine Abgasstrecke zwischen dem Auslassventil und dem Partikelfilter zumindest teilweise als ein, einen Wärmeaustausch berücksichtigendes Modell hinterlegt ist. Das thermische Verhalten dieser Abgasstrecke umfasst beispielsweise das Auslassventil selbst, einen oder mehrere Krümmer, eine Abgasrückführung, einen Turbolader, einen DOC - ein Diesel Oxidation Catalyst - und entsprechende Verrohrungen. Durch eine Modellierung beziehungsweise Zusammensetzung verschiedener Teilmodelle zu einem Gesamtmodell besteht die Möglichkeit, Temperaturverluste zu berücksichtigen und eine Regelung da- durch schneller, genauer und unanfälliger gegen Störungen zu machen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass Temperaturbegrenzungen hinsichtlich von Teilkomponenten der Abgasanlage mit einfließen. Beispielsweise kann eine maximale Turbinentemperatur berücksichtigt werden, wodurch bei der Einstellung der Abgastemperatur dieses berücksichtigt werden kann, insbesondere unter Berücksichtigung des bis zum Erreichen des Turbi- nenblatts abgegebenen Wärme über die Abgasleitung.

Ein weiterer Vorteil einer Modellierung der Strecke zwischen dem Auslassventil und dem Partikelfilter und darin enthaltener Teilkomponenten erschließt sich bei einer Kalibrierung dieser Brennkraftmaschine. Wird eine änderung der Abgasanlage vorgenommen, zum Beispiel durch Austausch von Rohren, Einsatz eines anderen Krümmers, änderung einer Abgasrückführung oder Auswechslung eines Turboladers, muss das entsprechende Modell nur angepasst werden. Nach Anpassung des Modells kann die Modellierung der Strecke zwischen Auslassventil und Partikelfilter weiter erfolgen. Eine komplette Regenerati- onsbedatung ,wie im konventionellen Fall notwendig, ist jedoch nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass unterschiedliche Varianten einer Abgasanlage besser berücksichtigt werden können. Wird beispielsweise eine Grundbedatung zur Verfügung gestellt, kann eine weitere Berechnung im Rahmen der Modellierung erfolgen. Dadurch ist es nicht notwendig, für jede Variante einer Abgasanlage eine Bedatung überarbeiten zu müssen. Vorteilhafterweise besteht die Möglichkeit, durch entsprechende Bewertungsfunktionen ermitteln zu können, welche der möglichen Varianten für die Abgasanlage sich als vorteilhaft bei der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung von einer oder mehreren verschiedenen Betriebsweisen derselben herausstellt. Auf diese Weise gelingt es, Vor- oder Nachteile bei Komponenten im Zusammenspiel mit den anderen Komponenten im Abgasstrang beziehungsweise im Zusammenwirken mit dem Partikelfilter und der Dieselbrennkraftmaschine ermitteln zu können und somit eine Auswahl zu erleichtern. Ein Zugriff hierauf lässt sich beispielsweise über eine Datenabnahme aus einer entsprechenden Motorsteuerung beziehungsweise Regelung und/oder Datenspeicherung entnehmen, auf die beispielsweise extern zugegriffen werden kann.

Eine Modellierung erfolgt vorzugsweise mit ein oder mehreren physikalischen Modellen. Es können jedoch auch andere Modelle zum Einsatz gelangen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, ein oder mehrere neuronale Netze, Polynommodelle oder auch Differen- zialgleichungen verwenden zu können. Auch kann eine Mischung unterschiedlicher Modelle Verwendung finden. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein physikalisches Modell übergeordnet benutzt wird, während einzelne Komponenten als Polynom- modelle oder in sonstiger Weise dargestellt werden. Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein oder mehrere Modelle beziehungsweise Teilkomponenten eines Modells adaptiv ausgeführt sind. Beispielsweise kann das HC-Emissionsmodell wie aber auch das Temperaturmodell selbst ebenfalls adaptiv ausgeführt sein. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, änderungen durch Zuhilfenahme von ermittelten Parametern, beispielsweise durch verbaute Sensoren, anpassen zu können. Wird beispielsweise in einer Abgasanlage ein Einfluss durch eine Veränderung der Umgebung festgestellt, beispielsweise durch einen Betrieb der Dieselbrennkraftmaschine auf einem Höhenniveau von 3000 Meter über Nor-

mal, ergibt sich ein Einfluss auf beispielsweise den Turbolader oder auch auf den Wärmeaustausch. Durch eine Adaption kann dem Rechnung getragen werden. Gleiches gilt auch für eine Bauteilalterung, einen erhöhten Gegendruck durch Ansteigen der Partikelbeladung des Partikelfilters oder durch sonstige Einflüsse, die vorzugsweise mittels in oder an der Abgasanlage angeordnete Sensoren aufgenommen werden können.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das oder die Modelle wie auch die Regelung genutzt wird, um eine prädiktive Regelung aufzubauen. Eine modellgestützte prädiktive Regelung, abgekürzt auch als MPR bekannt, umfasst verschiedene Regelungsmethoden, die linear wie auch nicht-linear sein können. Hierbei kann eine Nutzung eines vorgeschlagenen Modells zur Prädiktion eines zukünftigen Zustandes, insbesondere eines Partikelfil- terzustandes, genutzt werden. Eine Berechnung eines Stellsignals basiert hierbei beispielsweise auf der Minimierung einer Kostenfunktion. Angestrebt wird hierbei, einen Verlauf der Regelgröße innerhalb eines relevanten zukünftigen Zeitfensters, dem Prädikti- onshorizont, in Abhängigkeit eines Stellgrößenverlaufs, der optimiert wählbar ist, zu beschreiben. Hierbei wird zum einen als eine Grenze darauf abgestellt, dass ein unterer Prädiktionshorizont zumindest einen Verbrennungszyklus umfasst, wobei eine Systemtotzeit möglichst so einzustellen ist, dass diese kleiner ist als ein Zyklus der Dieselbrennkraftmaschine. Auf diese Weise gelingt es, dass die aktuell zu berechnenden aktuellen Eingangsgrößen auch tatsächlich im Zyklus selbst eine Auswirkung auf eine Regelgröße haben können. Ein oberer Prädiktionshorizont wird vorzugsweise als eine Vielzahl von Zyklen, die hintereinander angeordnet sind, gewählt. Insbesondere wird hierbei eine Dynamik aufgrund des Betriebs der Dieselbrennkraftmaschine mit umfasst. Die prädiktive Regelung wird eingesetzt, um Auswirkungen einer Stellgrößenänderung vorausberechnen zu können und einem Opimierungsalgorhitmus zuzuführen. Mittels diesem soll sodann ein optimaler Stellgrößenverlauf erzeugt werden. Somit kann die vorgeschlagene Dieselbrennkraftmaschine beziehungsweise das vorgeschlagene Verfahren besser auf Störungen reagieren, wie sie beispielsweise durch eine schnelle änderung der Stellung des Gaspedals erzeugt werden. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass bei einer sprung- förmigen Sollwertänderung auf eine Referenztrajektorie zurückgegriffen wird, die einen gewünschten dynamischen übergang zum neuen Sollwert vorgibt. Die prädiktive Regelung kann als lineare prädiktive, nicht-lineare wie auch als robuste prädiktive Regelung ausgestaltet sein.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zur Ausführung der prädikativen Regelung ein eigener Prozessor zur Verfügung gestellt wird. Dieses erlaubt eine Beschleunigung des Ablaufs der Berechnung der Modellierung und sichert insbesondere eine zyklusrelevante Ermitt-

lung der Stellgrößen. Der Prozessor kann beispielsweise in einer Recheneinheit untergebracht sein, die mit der Motorsteuerung verknüpft ist. Auch kann diese Bestandteil der Motorsteuerung selbst sein. Vorzugsweise werden verschiedene Prozessoren parallel genutzt, wodurch zum einen die Anzahl der notwendigen Prozessoren wie auch deren zur Verfügung stehende Rechenzeit optimiert werden kann.

Das HC-Emissionsmodell kann gemäß einer Ausgestaltung gleiche oder ähnliche Eingangsgrößen wie das Temperaturmodell verwenden, um HC-Emissionen eines Zylinders zu modellieren. Mittels des HC-Emissionsmodells ist es möglich, dass die in einem Kata- lysator oxidierenden HC-Emissionen und die sich dadurch ergebende zusätzliche Temperaturerhöhung, die zur Partikelfilterregeneration genutzt werden kann, überwacht und kontrolliert werden kann. Beispielsweise kann auf diese Weise vermieden werden, dass eine zu große Temperaturerhöhung durch beispielsweise die HC-Emissionen selbst den Katalysator beschädigen. Das Modell sieht beispielsweise vor, dass durch eine änderung ei- ner Einspritzung von Dieselbrennkraftstoff eine Soll-HC-Emission eingestellt wird. Vorzugsweise wird auch hierbei eine unterlagerte Verbrennungsregelung genutzt, um diese Emission stabil erzeugen zu können. Insbesondere ist die unterlagerte Verbrennungsregelung in der Lage, bei einer änderung der Drehmomenterzeugung des Motors einen für eine annähernd konstante Temperatur für den Partikelfilter notwendige HC-Emission zu ermitteln.

Durch eine Modellierung eines Katalysators kann des Weiteren auf eine tatsächliche HC- Emission geschlossen werden. Ein dort ermittelter integraler Wert kann beispielsweise dazu genutzt werden, ein Mittelwertmodell einer HC-Emission aller Zylinder anzupassen, um dadurch das HC-Emissionsmodell zu adaptieren. Auch für diesen Regelkreis kann zum Beispiel ein prädiktiver Regler vorgesehen werden. Vorteilhaft hierbei ist, dass eine Strecke von HC-Entstehung im Brennraum bis zu ihrer Oxidation im Katalysator eine große Totzeit aufweist und somit ein optimierter Stellgrößenverlauf gegenüber demjenigen einer Temperaturstrecke zwischen Auslassventil und Partikelfilter eine größere Gewich- tung zukommt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Temperaturmodell und das HC- Emissionsmodell miteinander über eine Mehrgrößenregelung zum gleichzeitigen Regeln der Temperatur und der HC-Emission gekoppelt sind. Hintergrund hierfür ist, dass eine Temperatur- und HC-Erzeugung gleichzeitig erfolgen und untereinander sich beeinflussen. Durch eine entsprechende Kopplung besteht die Möglichkeit, dass darüber eine Regenerationstemperatur erzeugt wird. Beispielsweise ist vorgesehen, dass eine Optimie-

rung einer Regenerationstemperatur vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von zumindest einer Einspritzmenge und vorzugsweise unter Berücksichtigung von Verlusten entlang der Abgasstrecke eine energieeffiziente Aufteilung der zu erzeugenden Wärmemenge aus dem Temperaturmodell und aus dem HC-Emissionsmodell vorsieht, die als Sollwerte in eine Mehrgrößenregelung übergeben werden. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen werden, dass eine Mehrgrößenregelung beide Regelkreise entkoppelt oder aber eine Kopplung beider Regelkreise dazu nutzt, eine effiziente Erzeugung der Regenerationstemperatur unter Beachtung beider Mechanismen der Temperaturerhöhung zu ermitteln. Bei einer Entkopplung wird beispielsweise bewirkt, dass eine HC-Emission bei gleich blei- bender Abgastemperatur variiert werden kann. Eine Weiterbildung für die Mehrgrößenregelung sieht ebenfalls einen prädiktiven Regler vor, der beide Größen und deren Kopplung berücksichtigt, um einen optimalen Stellgrößenverlauf für beide Größen zu generieren.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Optimierung einer Abbrandgeschwindigkeit eines im Partikelfilter gespeicherten Rußes vorgesehen ist, wobei die Temperaturregelung hierfür mit einer Verbrennungsregelung am Zylinder verknüpft ist. Auf diese Weise gelingt es, die Abbrandgeschwindigkeit beispielsweise maximieren zu können. Für einen schnellen Rußabbrand wird zum einen eine hohe Temperatur, aber gleichzeitig auch ein ausrei- chender Sauerstoffanteil im Abgas benötigt. Eine Optimierung kann beispielsweise daher beispielsweise das Verhältnis von Temperatur und Sauerstoffanteil auf eine Abbrandgeschwindigkeit hin optimieren. Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Optimierung umfasst, dass a) eine zusätzliche Optimierung von einer für den Partikelfilter und seiner Regeneration relevanten Temperatur unter Berücksichtigung eines Sauerstoffgehalts beim Partikelfilter vorhanden ist, und/oder b) eine Regelung einer Abgasrückführung und/oder c) eine Ladedruckregelung eingebunden ist.

Auf diese Weise besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass aufgrund der Ergebnisse der Optimierung auf eine Temperaturerhöhung verzichtet wird und damit auch eine geringere Einspritzmenge zugeführt wird, wodurch sich jedoch der Sauerstoffanteil erhöht und aufgrund dessen eine Abbrandgeschwindigkeit sich beschleunigen lässt. Die Optimierung kann derartiges durch eine entsprechende Anpassung der Regelungen einstellen. Auch kann die Optimierung beispielsweise eine AGR-Rate verringern oder aber auch einen Ladedruck erhöhen, um bei gleicher Temperatur einen Sauerstoffanteil erhöhen zu können. Wird eine derartige Temperaturregelung beispielsweise in Kombination mit einer

oben beschriebenen Verbrennungsregelung ausgeführt, können derartige änderungen vorzugsweise möglichst ohne Auswirkungen auf die Temperatur und das Betriebsverhalten des Motors erfolgen. Dieses ist beispielsweise bei einem Betriebsartenwechsel der Brennkraftmaschine vorteilhaft.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorgeschlagenen technischen Lehre ist vorgesehen, dass die Dieselbrennkraftmaschine zumindest einen übergeordneten Koordinator aufweist, der in einem übergangsbereich zu Beginn einer Regeneration des Partikelfilters und /oder am Ende einer Regeneration des Partikelfilters einer Verbrennungsregelung des Zylinders übergangstrajektorien zur Verfügung stellt, um vorzugsweise einen drehmomentneutralen übergang zu Beginn oder am Ende der Regeneration zu sichern. Bei der Partikelfilterregeneration mit innermotorischen Maßnahmen werden vorzugsweise der Beginn und das Ende der Regeneration beziehungsweise ein Betriebsartenwechsel zu diesen Zeitpunkten möglichst so ausgeführt, dass ein Benutzer des Fahrzeuges keinerlei änderung des Motorverhaltens spürt. Die vorgeschlagene Regelung ermöglicht, dass das Drehmoment beziehungsweise ein damit korrespondierender indizierter Mitteldruck, wie aber auch vorzugsweise ein Geräusch, nahezu konstant gehalten werden können. Durch die Zuhilfenahme der Verbrennungsregelung und entsprechender Vorgabe von übergangstrajektorien für beispielsweise Einspritzparameter, Luftpfadparameter oder anderer Parameter, gelingt es, derartige Störungen vermeiden zu können.

Vorzugsweise übermittelt der übergeordnete Koordinator nicht nur übergangstrajektorien. Vielmehr ist dieser auch in der Lage, auch einen Beginn beziehungsweise ein Ende der Partikelfilterregeneration zu steuern. Beispielsweise ist der übergeordnete Koordinator in der Lage, festzustellen, wenn ein Partikelfilter seine Zielbeladung erreicht hat. Allerdings ist der übergeordnete Koordinator vorzugsweise ebenfalls in der Lage, Motorbetriebsparameter wie auch Umgebungsparameter auswerten zu können. Zeigen diese dem Koordinator an, dass eine Regeneration zum momentanen Betriebszeitpunkt unvorteilhaft sei, kann der Koordinator einen Beginn der Regeneration verzögern. Beispielsweise kann eine Verzögerung dadurch auftreten, dass ein beispielsweise festgestellter Motorbetriebsparameter anzeigt, dass die Dieselbrennkraftmaschine sich in einem Leerlauf befindet. Ein weiterer aufgenommener Parameter insbesondere aus der Umgebung kann beispielsweise der Umgebungsdruck sein. Wird aus diesem ermittelt, dass die Dieselbrennkraftmaschine sich in großer Höhe befindet und daher nur ein geringer Umgebungsdruck vorliegt, kann auch dieses zu einer Verzögerung der Regeneration führen.

Das Steuern des Beginns und/oder des Ende der Regeneration des Partikelfilters mittels des übergeordneten Koordinators unter Berücksichtigung von Fahrzeug- Umgebungsdaten kann beispielsweise vorsehen, dass verschiedene Umgebungsdaten herangezogen werden können. Umgebungsdaten sind hierbei Parameter, die sich aus den Umweltumgebungsbedingungen ableiten lassen. Es können jedoch auch Umgebungsdaten sein, die sich beispielsweise aufgrund des anvisierten Weges ergeben. Beispielsweise können diese über eine Routenplanung eines Navigationsgerätes aufgenommen werden, beispielsweise auch gekoppelt mit Informationen über Verkehrsbewegungen entlang dieser Route, Staus, aber auch Wetterinformationen. Der übergeordnete Koordi- nator ist darüber in der Lage, eine Regeneration auch vor Erreichen einer Zielbeladung des Partikelfilters auszulösen, wenn zum Beispiel günstige Bedingungen für eine derartige Regeneration gegeben sind beziehungsweise aufgrund der ermittelten Umgebungsdaten eine Vorprojektion zeigt, dass bei Erreichen der Zielbeladung ungünstige Einflüsse auf die Dieselbrennkraftmaschine einwirken werden. Hierzu ist der übergeordnete Koordinator vorzugsweise mit einer Gewichtungsfunktion versehen. Diese ist in der Lage beispielsweise unter Berücksichtigung von Kraftstoffverbrauch und/oder Wirkungsgrad, eine Bewertung hinsichtlich einer zu beabsichtigten Regeneration unter Berücksichtigung verschiedenster Daten und Parameter vornehmen zu können. Ein Beispiel sieht vor, dass mit Eingabe einer Routenplanung in ein Navigationsgerät die hierbei ermittelten Wege, Ge- schwindigkeitsprofile aber auch positive wie auch negative Steigungen aufgrund des vorgegebenen Geländes an den übergeordneten Koordinator weitergegeben werden. Wird beispielsweise über das Navigationsgerät eine längere Autobahnfahrt vorhergesagt, kann unter den dann dort herrschenden nahezu konstanten Betriebsbedingungen eine Regeneration des Partikelfilters vereinfacht ausgeführt werden. Der übergeordnete Koordinator kann daher die Partikelfilterregeneration während dieser Autobahnfahrt ausführen, obwohl beispielsweise die Zielbeladung noch nicht erreicht wird. Wird hingegen eine bevorstehende Bergfahrt durch das Navigationsgerät vorhergesagt, kann dieses dazu führen, dass weit vor Erreichen der Zielbeladung in einem Autobahnabschnitt die Partikelfilterregeneration ausgeführt wird, um somit während der Bergfahrt den Partikelfilter entsprechend be- lasten zu können. Des Weiteren besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, dass aufgrund der bei der Bergfahrt notwendigen sehr hohen Last der Dieselbrennkraftmaschine und der dadurch generierten hohen Abgastemperatur es sich als günstig erweist, währenddessen nur mit einem minimalen zusätzlichen Kraftstoffverbrauch die Regenerierung des Partikelfilters ausführen zu können.

Der übergeordnete Koordinator kann gemäß einer Weiterbildung zusätzlich als Partikelfilterkoordinator oder als Koordinator für andere Elemente, wie beispielsweise eines SCR-

Systems, eingesetzt werden. Auch kann dieser mit parallel angeordneten Koordinatoren zusammenarbeiten, Werte von diesen empfangen oder auch an diese weitergeben. Die Koordinatoren können parallel, aber auch in Serie hintereinander verschaltet sein. Durch eine Verknüpfung mit anderen Koordinatoren kann der übergeordnete Koordinator für die Partikelfilterregeneration auch dazu benutzt werden, übergangstrajektorien für andere Betriebsartenwechsel vorzugeben. Ein derartiger Betriebsartenwechsel bedeutet, dass beispielsweise zwischen verschiedenen Verbrennungsverfahren umgestellt werden kann. Beispielsweise ist vorgesehen, dass von einer konventionellen Verbrennung zu einer alternativen Verbrennung wie beispielsweise einer homogenen Verbrennung umgestellt wird. Ein Betriebsartenwechsel kann jedoch ebenfalls vorliegen, wenn ein Wechsel in einen Katalysator-Heiz-Modus erfolgt oder aber auch, wenn ein NOx-Katalysator nachbehandelt werden muss. Bei einer NOx-Nachbehandlung sind Betriebsartenwechsel überaus häufig aufgrund der Notwendigkeit der zu Verfügung zu stellenden Gasanteile. Gleichzeitig geht dieses in der Regel jedoch auch mit einer Einspritzmengenänderung, zum Beispiel hervorgerufen durch eine Injektordrift, einher, so dass sich daraus Drehmomentschwankungen ergeben können. Durch den übergeordneten Koordinator gelingt es, derartige Drehmomentschwankungen jedoch ausgleichen zu können.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein übergeordneter Koordinator vorhanden ist, mittels dem das Temperatur- und HC-Emissionsmodell während eines Kaltstarts zum gezielten Temperieren zumindest einer Komponente im Abgasstrang der Dieselbrennkraftmaschine, vorzugsweise der Dieselbrennkraftmaschine selbst, unter Einhaltung eines vorgebbaren HC-Grenzwertes im Abgas nutzbar ist. Insbesondere mit einer Kombination aus übergeordnetem Koordinator und Verbrennungsregelung lässt sich eine gezielte Auf- wärmung der Dieselbrennkraftmaschine wie auch der Abgasanlage nach einem Kaltstart realisieren. Beispielsweise wird ein Kaltstart durch den übergeordneten Koordinator erkannt. Dadurch wird eine Betriebsart "Aufwärmung" angezeigt. In dieser Betriebsart wird durch Anheben der Abgastemperatur die Abgasanlage aufgewärmt. Hierbei dürfen jedoch die Abgasemissionen nicht unzulässig ansteigen. Durch die vorgeschlagene Regelung besteht die Möglichkeit, dass eine beliebige Abgastemperatur ohne Erhöhung der HC-

Emissionen eingestellt werden kann. Wird beispielsweise die Abgasanlage oder eine oder mehrere Komponenten davon auf eine Zieltemperatur aufgewärmt, kann die Betriebsart "Aufwärmung " verlassen werden. Vorzugsweise erfolgt ein derartiger Betriebsartenwechsel ausschließlich durch den übergeordneten Koordinator, da dieser in der Lage ist, für einen Betriebsartenwechsel übergangstrajektorien vorgeben zu können.

Eine weitere Betriebsart, die mittels des übergeordneten Koordinators realisiert werden kann, betrifft beispielsweise ein gezieltes Aufheizen eines Katalysators, bis dieser seine sogenannte LightOff-Temperatur erzielt hat. Dabei wird der Katalysator soweit aufgeheizt, bis dessen Aktivierungstemperatur erreicht ist. Eine derartige Aktivierungstemperatur kann beispielsweise die Temperatur sein, bei der der Katalysator in der Lage ist, Abgasbestandteile wie beispielsweise HC-Emissionen zu oxidieren. Vorzugsweise wird ein Ligh- tOff-Betrieb vor einem Regenerationsbetrieb ausgeführt, in dem der Katalysator zur Temperaturerzeugung genutzt werden soll. Beispielsweise werden hierfür im LightOff-Betrieb die HC-Emissionen minimiert und die Abgastemperatur angehoben. Im anschließenden Regenerationsbetrieb erfolgt eine Kombination aus Abgastemperaturen und HC- Emissionen, um die Regenerationstemperatur zu erreichen.

Eine weitere Betriebsart kann beispielsweise einen Thermoshock eines Partikelfilters verhindern. Ein Thermoshock kann dadurch auftreten, wenn ein Rußabbrand im Filter be- gönnen hat und ein Sauerstoffanteil im Filter plötzlich stark ansteigt. Dieses kann zum

Beispiel während einer Schubphase auftreten. Eine derartige Sauerstofferhöhung führt zu sehr hohen Temperaturen im Partikelfilter, die diesen dann letztendlich beschädigen können. Vorzugsweise kann mittels der vorgeschlagenen Regelung beziehungsweise mittels der so ausgestatteten Dieselbrennkraftmaschine ein derartiger Zustand erkannt werden und durch einen Betriebsartenwechsel in die Betriebsart "Thermoshock" entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Eine mögliche Gegenmaßnahme besteht in einer Drosselung einer Frischluftzufuhr zu der Dieselbrennkraftmaschine oder in einer Anhebung der AGR-Werte. Weitere Möglichkeiten können durch den übergeordneten Koordinator vorgegeben werden.

Eine andere Betriebsart, die mittels des übergeordneten Koordinators ausgeführt werden kann, sieht eine Verhinderung eines Auskühlens der Abgasanlage vor. Beispielsweise besteht die Gefahr, dass während einer Schubphase oder bei anderen Motorbetriebsphasen die Abgastemperatur soweit abgesenkt wird, dass für die Funktionsfähigkeit von Ab- gaskomponenten die notwendige Temperaturhöhe unterschritten wird. Eine derartige Unterkühlung kann durch eine Betriebsart "Unterkühlung" verhindert werden, bei der beispielsweise eine Anhebung der Abgastemperatur erfolgt. Auch können hierbei Maßnahmen eingesetzt werden, wie sie aus der Betriebsart "Thermoshock" genannt worden sind.

Ein weiterer Betriebsartenwechsel kann zum Beispiel durch einen Wechsel eines Auflademodus gegeben sein. Ein Auflademodus kann beispielsweise dadurch wechseln, dass zwei oder mehr vorhandene Aufladesysteme zum Einsatz gelangen. Bei zweistufigen o-

der sequenziell arbeitenden Aufladesystemen kann es daher zu Drehmomentänderungen kommen, wenn diese nicht optimal ausgeführt werden. Wird hingegen aufgrund des übergeordneten Koordinators eine Optimierung ausgeführt, kann eine sich bei derartigem Betrieb anstehende Drehmomentänderung wieder ausgeglichen werden.

Vorzugsweise wird der übergeordnete Koordinator mit einer überwachung gekoppelt, die ein oder mehrere Bauelemente im Abgasstrang der Dieselbrennkraftmaschine überwacht, wobei der übergeordnete Koordinator eine Koppelung mit dem Temperaturmodell und dem HC-Emissionsmodell aufweist zum Ausführen eines Betriebsartenwechsels zum Schutz der überwachten Komponente.

Gemäß einer Weiterbildung der vorgeschlagenen technischen Lehre ist eine ölüberwa- chung der Dieselbrennkraftmaschine mit einem ölverdünnungs-Modell gekoppelt, das mit dem HC-Emissionsmodell verknüpft ist, wobei ein Grenzwert vorgegeben ist, der in Bezug zu einer ölverdünnung durch HC-Niederschlag an einer Zylinderwand steht. Auf diese Weise gelingt eine Berücksichtigung einer ölverdünnung der Dieselbrennkraftmaschine. Bei einer motorinternen Nacheinspritzung kann bei einem Auftreffen eines Kraftstoffstrahls auf die Zylinderwand ein dort vorhandener Schmierfilm abgewaschen werden und/oder Kraftstoff in eine ölwanne gelangen. Dieses kann zu einer Schädigung der Die- selbrennkraftmaschine beziehungsweise zu einer Reduzierung ihrer Lebensdauer führen. Durch eine Nutzung einer Verbrennungsregelung kann sichergestellt werden, dass kein verbrannter Kraftstoff auf die Zylinderwand trifft, indem eine Verbrennung so geregelt wird, dass eine Nachspritzmenge zu brennen beginnt, bevor sie auf die Zylinderwand trifft. Eine ölverdünnung kann somit minimiert werden. Werden HC-Emissionen erzeugt, ist es jedoch unvermeidbar, dass dieser unverbrannte Kraftstoff sich im Brennraum befindet. Wird dieser nicht schnell genug verdampft, kann er auf die Zylinderwand treffen. Durch die vorgeschlagene technische Lösung wird jedoch ermöglicht, eine Beobachtung dieser Vorgänge vorzunehmen, da die HC-Emissionen kontrolliert werden. Dieses erlaubt eine Abschätzung einer ölverdünnung. Aufgrund dieser Abschätzung kann zum Beispiel einem Fahrer ein notwendiger ölwechsel angezeigt werden und somit eine Lebensdauereinbuße der Dieselbrennkraftmaschine vermieden werden. Eine Abschätzung einer ölverdünnung erfolgt vorzugsweise über ein Modell, welches analog zu dem Temperaturmodell beziehungsweise dem HC-Emissionsmodell aufgesetzt werden kann.

Vorzugsweise ist eine Adaption unterlegt, die unterschiedliche Kraftstoffe bei zumindest einer Regeneration des Partikelfilters berücksichtigt. Unterschiedliche Kraftstoffqualitäten bei der Dieselbrennkraftmaschine eingesetzt ergeben sich aufgrund beispielsweise unter-

schiedlicher Normen in Amerika und in Europa beziehungsweise durch Einsatz von alternativen Kraftstoffen wie Biodiesel, Alkohol usw.. Durch die vorgeschlagene Regelung beziehungsweise die so ausgestattete Brennkraftmaschine kann eine Anpassung des Motors an den Kraftstoff zur Erzielung der Regeneration erfolgen, ohne dass eine Neukalib- rierung notwendig wird. Durch die gezielte Nutzung einer Verbrennungsregelung kann eine Auswirkung eines Unterschieds beim Kraftstoff kompensiert und damit der Regenerationsbetrieb sichergestellt werden.

Für eine Verbrennungsregelung wie aber auch für eine Erkennung verschiedener Kraft- Stoffe kann beispielsweise ein Zylinderdrucksensor eingesetzt werden. Der Zylinderdrucksensor kann aber auch so für das Verfahren vorgesehen sein. Hierzu ist der Zylinderdrucksensor einem Zylinder zugeordnet, wobei der Zylinderdrucksensor mit dem Temperaturmodell und/oder dem HC-Emissionsmodell gekoppelt ist. Auf diese Weise können die Druckwerte im Zylinder während eines Zyklus ermittelt und den Modellen zur Verfügung gestellt werden. Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine Motorsteuerung vorhanden ist, die zumindest teilweise jeden Zyklus auf das Temperaturmodell und/oder das HC- Emissionsmodell zugreift. Eine zyklusaufgelöste Zugriffsmöglichkeit mittels des vorgeschlagenen Verfahrens beziehungsweise der so ausgestatteten Brennkraftmaschine ermöglicht die im Zyklus aber auch im nachfolgenden Zyklus notwendigen Anpassungen.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine Verfahren zur Regenerierung eines Partikelfilters einer Dieselbrennkraftmaschine mit einer virtuellen Temperatur- und/oder virtuellen HC-Bestimmung eines spezifisch aus einem Zylinder austretenden Abgases vorgeschlagen, mit einer Verarbeitung der virtuell ermittelten Temperatur und/oder HC-Emission in zumindest einem Regelalgorithmus zur Einstellung einer vorgebbaren Temperatur, die in Abhängigkeit von einem Zustand des Partikelfilters unter Berücksichtigung eines gewünschten Betriebszustandes des Partikelfilters gewählt wird. Das Verfahren kann vorzugsweise die oben beschriebenen Merkmale aufweisen, die an der Dieselbrennkraftmaschine verwirklicht sind. Vorzugsweise ist in dem Verfahren der unterlegte Verbrennungsregler vorhanden, der eine stabile Verbrennung einstellt und einen Verbrennungsschwerpunkt verschiebt. Auch ist eine Modellierung einer Abgasstrecke implementiert, wobei eine Mitberücksichtigung eines Wärmeaustausches über die Abgasstrecke bei einer Einstellung der vorgebbaren Temperatur erfolgt. Eine austauschbare Modellierung von einen oder mehreren Elementen im Abgasstrang, die bei der Ermittlung der vorgebbaren Temperatur mit eingehen, wird vorzugsweise ebenfalls bei dem Verfahren implementiert. Gleiches gilt für eine dynamische Berechnung einer Temperatur und/oder einer HC-Emission, die vorzugsweise zyklusweise erfolgt. Bevorzugt sieht das

Verfahren vor, dass das Temperaturmodell und/oder das HC-Emissionsmodell in einer prädiktiven Regelung genutzt wird, eine Stellgrößenänderung vorauszuberechnen, die einem Optimierungsalgorithmus zur Erzeugung eines optimierten Stellgrößenverlaufs zugeführt wird. Auf diese Weise gelingt es beispielsweise, das mittels der einstellbaren, vor- gebbaren Temperatur ein überlagerter Regelkreis eine Regenerationstemperatur am Partikelfilter regelt.

Eine bevorzugte Verwendung eines Temperaturmodells und/oder Emissionsmodells gemäß des oben beschriebenen Verfahrens beziehungsweise bezüglich der oben beschrie- benen Dieselbrennkraftmaschine ist die eines virtuellen Sensors im Rahmen einer Motorsteuerung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Die dabei dargestellten Merkmale sind jedoch nicht auf die jeweilige Ausführungsform beschränkt. Vielmehr ist die jeweilige Ausführungsform nur beispielhaft angegeben, wobei daraus hervorgehende einzelne oder mehrere Merkmale mit anderen Merkmalen anderer Ausgestaltungen wie auch mit Merkmalen der obigen Beschreibung zu Weiterbildungen verknüpft werden können. Es zeigen:

Fig. 1 eine beispielhafte Darstellung beispielhafter Temperaturverläufe in einer Abgaslage bei unterschiedlichen Strategien zur Temperaturanhebung,

Fig. 2 eine schematische beispielhafte Darstellung eines Ausschnitts aus einer Dieselbrennkraftmaschine, und

Fig. 3 eine schematische beispielhafte Darstellung eines möglichen Verfahrensablaufes.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht verschiedener Temperaturverläufe entlang einer Abgasanlage 1 bei unterschiedlichen Strategien einer Temperaturanhebung. Einer Dieselbrennkraftmaschine 2 folgt ein Abgasrohr 3. Dieses kann beispielsweise einen Abgaskrümmer mit enthalten, in dem die Abgasströme aus verschiedenen Zylindern der Dieselbrennkraftmaschine 2 zusammengefasst werden. Auch ein AGR-Ventil bzw. eine Abzweigung von Abgas über das AGR-Ventil kann mitberücksichtigt werden. An das Abgasrohr 3 schließt eine Turbine 4 eines verwendeten Abgasturboladers sich an. Nachfolgend ist ein weiteres Abgasrohr 3 angeordnet. Daran folgt ein Katalysator 5, der über ein weiteres Abgasrohr 3 mit einem Partikelfilter 6 verbunden ist. Die Abgasnachbehandlung erfolgt

somit vorzugsweise über den Katalysator 5 und den Partikelfilter 6. Es können jedoch auch andere Komponenten, die nicht dargestellt sind, zusätzlich oder alternativ eingesetzt werden. Unter der schematisch dargestellten Abgasanlage 1 ist ein Temperatur-Weg- Diagramm dargestellt. Aus diesem ist ein Temperaturverlauf über die Abgasanlage 1 zu entnehmen. Hierbei ist ein erster Temperaturverlauf 7 als durchgezogene Linie dargestellt. Ein zweiter Temperaturverlauf 8 ist gestrichelt dargestellt, während ein dritter Temperaturverlauf 9 punktgestrichelt eingezeichnet ist. Der erste Temperaturverlauf 7 zeigt einen Temperaturverlauf eines Abgases, wie er beispielsweise bei einer hohen Last auftritt. Hier wird beispielsweise das Temperaturmodell dazu genutzt, als alleiniger virtueller Sensor, nämlich als virtueller Temperatursensor im Rahmen einer Temperaturregelung zur Anhebung auf eine Rußzündtemperatur zu dienen. Eine Rußzündtemperatur 10 ist im Temperaturdiagramm ebenso angegeben wie eine Maximaltemperatur 11 für den Partikelfilter. Diese beiden Temperaturen bilden ein Betriebsfenster des Partikelfilters während der Regeneration des Partikelfilters 6. Des Weiteren ist ein Temperaturbereich einer ma- ximalen Katalysatortemperatur 12 wie auch einer maximalen Turbinentemperatur 13 dargestellt. Diese sind im Rahmen der Regelungen zu berücksichtigen, um eine Schädigung der Bauteile zu vermeiden. Wie anhand des ersten Temperaturverlaufes 7 zu entnehmen ist, kann von der Dieselbrennkraftmaschine 2 aus mit einer sehr hohen Temperatur, die auch durch die hohe Last bedingt ist, in die Abgasanlage 1 hineingegangen werden, da die Maximalturbinentemperatur 13 nicht überschritten wird. Durch die vollständige Umsetzung von Kohlenwasserstoffen während der Verbrennung erfolgt entlang der Abgasanlage 1 auch im Katalysator 5 keine Temperaturanhebung. Vielmehr ist der Temperaturverlauf so ausgelegt, dass bis zum Verlassen des Abgasstromes aus dem Partikelfilter selbst die Rußzündtemperatur 10 nicht unterschritten wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch in einem Endbereich des Rußpartikelfilters die dort gespeicherten Partikel sicher verbrennen.

Der dritte Temperaturverlauf 9 ist im Gegensatz zum ersten Temperaturverlauf 7 bei einer niedrigen Last ausgelegt. Eine Temperaturerzeugung erfolgt hierbei durch eine Anhebung der HC-Emissionen. Hierfür wird bevorzugt ausschließlich auf das HC-Emissionsmodell zurückgegriffen, um darüber einen virtuellen Sensor für diese zur Erzielung der notwendigen Partikelfilterregenerationstemperatur zu nutzen. Die HC-Emissionen werden hierbei so hoch eingestellt, dass deren Umsetzung im Katalysator 5 die Temperatur soweit anhebt, dass bei Eintreffen des Abgases im Partikelfilter 6 und Durchströmen desselben zu allen Zeitpunkten die Rußzündtemperatur 10 überschritten bleibt.

Der zweite Temperaturverlauf 8 ist ebenfalls bei einer niedrigen Last ermittelt. Die Temperaturerzeugung erfolgt hierbei durch eine Abgastemperaturanhebung aufgrund der Nutzung des Temperaturmodells unter gleichzeitiger Umsetzung der HC-Emissionen im Katalysator 5 durch entsprechende Nutzung des HC-Emissionsmodells. Auch hier liegt die Temperatur bei Durchströmen des Abgases durch den Partikelfilter 6 oberhalb der Rußzündtemperatur 10. Die Regelung ist in der Lage, beispielsweise lastabhängig entscheiden zu können, ob nur das Temperaturmodell oder nur das HC-Emissionsmodell oder aber eine Kopplung von beiden zu nutzen ist, um die gewünschte Partikelfilterregeneration ausführen zu können.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Dieselbrennkraftmaschine 2 in schematischer Ansicht. Dargestellt ist ein Zylinder 14, in dem ein Kolben 15 entlang einer Zylinderinnenwand 16 verfährt. In einem Brennraum 17 wird ein Gas 18 erzeugt, wobei ein Abgas 19 an einem Gasauslassventil 20 austritt. Ein Zylinderdrucksensor 21 ermöglicht eine Druckmessung bezüglich des Gases 18 im Brennraum 17. Diese Messung kann kontinuierlich wie auch diskontinuierlich erfolgen. Eine ölüberwachung 22 ist in der Lage, HC- Emissionen, die durch das Gas 18 auf die Zylinderinnenwand 16 treffen, bei einer Beurteilung der ölqualität berücksichtigen zu können. Hierzu ist ein HC-Emissionsmodell 23 und ein Temperaturmodell 24 vorhanden. Mittels diesem kann ein Partikelfilter 6 entsprechend seiner jeweils notwendigen Regenerationstemperatur mit entsprechender Abgastemperatur beaufschlagt werden. Eine Abgasnachbehandlung sieht vor, dass dem Partikelfilter 6 ein Katalysator 5 vorgeordnet ist. Eine weitere Abgasnachbehandlung kann durch eine oder mehrere weitere Komponenten 25 erfolgen, die gestrichelt angedeutet sind. Das HC- Emissionsmodell 23 wie auch das Temperaturmodell 24 sind in der Lage, beispielsweise eine Abgasrückführungsrate zu berücksichtigen, die über ein AGR-Ventil 26 wieder dem Zylinder 14 zugeführt wird. Des Weiteren kann in dem HC-Emissionsmodell 23 beziehungsweise dem Temperaturmodell 24 auch eine variable Ventilsteuerung mit hinterlegt und modelliert sein, wobei eine interne Abgasrückführung eine entsprechende Berücksichtigung bei der Modellbildung findet. Des Weiteren ist ein übergeordneter Koordinator 27 vorhanden, der beispielsweise in einer Motorsteuerung hinterlegt sein kann. Der übergeordnete Koordinator 27 ist insbesondere in der Lage, das Ende beziehungsweise den Beginn der Partikelfilterregeneration auszulösen und hierfür entsprechende Vorgaben für eine Verbrennungsverlaufsform an einen Verbrennungsregler weitergeben zu können.

Fig. 3 zeigt in einer beispielhaften Ausgestaltung eine Möglichkeit einer Partikelfilterrege- nerations-Temperaturregelung. Eingebunden in diese Regelung sind ein übergeordneter Koordinator 27, ein Verbrennungsverlaufsregler 28, mittels dem insbesondere eine

Verbrennungslage geändert werden kann, ein Temperaturmodell 24, ein HC- Emissionsmodell 23, eine Modellierung 29 einer Abgasstrecke zwischen einem Auslassventil und einem Partikelfilter sowie ein Partikelfiltermodell 30. Der übergeordnete Koordinator 27 erhält insbesondere Umgebungsparameter wie beispielsweise Informationen über eine Routenplanung. Daraus ergibt sich als Parameter beispielsweise der Weg s, die zugehörige Geschwindigkeit sowie eine möglichen Beschleunigung. Weitere Umgebungsparameter können eine Temperatur der Umgebung, ein Umgebungsdruck oder sonstiges sein. Darüber hinaus erhält der übergeordnete Koordinator auch Informationen über den Partikelfilter und insbesondere dessen Partikelbeladung. Beispielsweise kann dieses über eine Druckdifferenz über den Partikelfilter ermittelt werden. Der übergeordnete Koordinator 27 gibt wiederum einen oder mehrere Werte an den Verbrennungsverlaufsregler 28 weiter. Beispielsweise kann der übergeordnete Koordinator 27 eine über- gangstrajektorie zur Verfügung stellen, wenn ein Beginn oder ein Ende eine Partikelfilterregeneration erfolgt. Der Verbrennungsverlaufsregler 28 ist in der Lage, eine Verbren- nungslage so zu ändern, dass darüber eine gewünschte Temperatur beim Partikelfilter sich einstellt. Der Verbrennungsverlaufsregler 28 gibt hierfür eine Temperatur wie auch eine HC-Komponente an die beiden Modellierungen des Temperaturmodells 24 und HC- Emissionsmodell 23. Diese beiden erhalten weiterhin Informationen über einen Druck im Zylinder, über Massenströme, beispielsweise betreffend die Einspritzmenge, über eine einströmende Luftmenge sowie weitere mögliche Parameter. Die Modelle 23, 24 wiederum ermitteln aufgrund ihrer Modellierung eine virtuelle Temperatur wie auch einen virtuellen HC-Wert, die beide in die Modellierung 29 der Abgasstrecke eingehen. Die virtuell ermittelten Werte gehen jedoch ebenfalls zurück zu dem Verbrennungsverlaufsregler 28 beziehungsweise zum übergeordneten Koordinator 27. Von der Modellierung 29 wieder- um geht ein Temperaturwert in das Partikelfiltermodell 30 ein. Dieser Regenerationstemperaturwert ist ermittelt über die Auswirkung der HC-Umsetzung in dem Katalysator der Modellierung 29 sowie durch das Wirken der Temperatur, die mittels des Temperaturmodells ermittelt wurde. Im Partikelfiltermodell 30 wird eine Auswirkung der Temperatur des Abgases, das den Partikelfilter durchströmt, berechnet, wobei auch eine Temperaturerhö- hung durch exotherme Vorgänge während der Rußverbrennung Berücksichtigung finden können. Des Weiteren kann im Partikelfiltermodell 30 auch eine zusätzliche Erhöhung einer Temperatur beispielsweise durch elektrische Erhitzung von zumindest einem Teil des Partikelfilters mit umfasst sein. Die auf diese Weise ermittelte Partikelfilterregenerati- onstemperatur geht als Partikelfiltertemperatur beispielsweise wieder in den übergeordne- ten Koordinator 27 wie auch in den Verbrennungsverlaufsregler 28 ein. Sie kann jedoch auch direkt in das Temperaturmodell 24 eingehen. Die schematisch dargestellt beispiel-

hafte Regelung ist nur eine mögliche Ausgestaltung. Sie kann jedoch auch in anderer Art und Weise erfolgen.