ELEKTRISCH BEHEIZTER ABGASKATALYSATOR UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES SOLCHEN

Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Abgaskata lysator und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch be heizten Abgaskatalysators.

Immer strengere gesetzliche Vorschriften machen es bei

Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen zum einen er forderlich, die Rohemissionen, hervorgerufen durch die Ver brennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern, so weit wie möglich zu senken. Zum anderen sind in Verbrennungs kraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff - Gemisches in den Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln.

Hierzu dienen u.a. Abgaskatalysatoren, in denen eine chemische Umwandlung von Verbrennungsschadstoffen durch Oxidation bzw. Reduktion des jeweiligen Schadstoffes durchgeführt wird.

Dazu weisen die Abgaskatalysatoren aktive Katalysebereiche auf, in denen die chemische Umwandlung- Katalyse- stattfindet.

Die nötige Betriebstemperatur liegt zumeist in einem kraftstoff- und beschichtungsabhängigen Bereich beginnend mit minimal circa 250 °C, da die Katalyse, die in dem Katalysebereich durchgeführt wird, für eine effektive Abgasnachbehandlung eine bestimmte Mindesttemperatur, auch light-off Temperatur genannt, benötigt.

Es ist also notwendig, den Abgaskatalysator schnell auf die gewünschte Betriebstemperatur zu bringen. Hierzu können ei nerseits verbrennungstechnische Maßnahmen durchgeführt werden, das heißt Maßnahmen, bei denen die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben wird, sodass die Abwärme der Brennkraftmaschine zum schnellen Aufheizen des Abgaskatalysators genutzt werden kann. Dies führt jedoch zu einem höheren Kraftstoffverbrauch. Andererseits ist es auch möglich, einen elektrisch beheizbaren Abgaskatalysator einzusetzen. Derartige Abgaskatalysator weisen eine eigene elektrische Heizeinrichtung auf, welche den Ab gaskatalysator auf die gewünschte Betriebstemperatur bringt. Ein Vorteil eines elektrisch beheizbaren Abgaskatalysators besteht darin, dass der Abgaskatalysator in einer sogenannten Kata- lysator-Kaltphase auch ohne Betrieb der Verbrennungskraftma schine auf Betriebstemperatur gebracht werden kann.

Ein elektrisch beheizbarer Abgaskatalysator (EHC = electrical heated catalyst, E-KAT) , wobei die elektrische Heizeinrichtung beispielsweise in Form von einer oder mehreren elektrischen Heizscheiben realisiert ist, stellt dabei ein besonders wirksames Sub-System dar. So ermöglicht es der elektrisch beheizte Abgaskatalysator gegenüber alternativen Maßnahmen zur Aufheizung desselben, die katalytische Oberfläche unmittelbar, das heißt vor Ort aufzuheizen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, kurzfristig Wärme in den Abgaskatalysator einzutragen. Der Aufbau solcher elektrisch beheizbaren Abgaskatalysatoren sind beispielsweise in den Druckschriften DE 199 43 846 Al und DE 44 34 673 Al beschrieben.

Dabei ergibt sich allerdings das Problem, dass das katalytische Volumen beim Start der Verbrennungskraftmaschine vergleichs weise gering ist, da der Wärmetransport nur durch Wärmeleitung und freie Konvektion erfolgt. Befindet sich die Heizscheibe, das heißt die Wärmequelle als solche, in Strömungsrichtung an der Stirn- oder Außenseite des Abgaskatalysators, geht bei spielsweise bei einem Vorheizen, das heißt einem Heizvorgang vor dem Start der Verbrennungskraftmaschine ein großer Teil der generierten Wärme in der dem Abgaskatalysator abgewandten Richtung verloren . Befindet sich eine Heizscheibe am Austritt des Abgaskatalysators, kann diese bei erzwungener Konvektion in Strömungsrichtung (zum Beispiel die Verbrennungskraftmaschine ist in Betrieb) nicht zur Aufheizung eines Katalysatorvolumens genutzt werden. Hinzu kommt, dass die Wärmequellen für den temporären Aufheizvorgang von Teilen des Abgasnachbehand- lungssystems genutzt werden sollten, um die absolute Zahl im Hinblick auf die Komplexität des Systems zu minimieren. So kann es beispielsweise erforderlich sein, die Abgastemperatur soweit zu erhöhen, dass ein stromabwärts des Abgaskatalysators po sitionierter Partikelfilter regeneriert oder ein

NOx-Nachbehandlungssystems aktiviert werden kann.

Im Hinblick auf eine schnelle Bereitschaft und ausreichende Intensität der lokalen Wärmequellen bzw. der Wärmeerzeugung ergeben sich für den realen Fährbetrieb zusätzliche Anforde rungen. Des Weiteren muss ein Emissionsschlupf unter allen Aspekten vermieden werden, da die Gesetzgebung bei der Bewertung des Emissionsverhaltens eines Kraftfahrzeugs mehr und mehr den Kurzstreckenbetrieb im Fokus hat.

Prinzipiell haben alle lokalen Temperaturerhöhungen in dem Abgasnachbehandlungssystem, die auf der Zusammensetzung des Abgases basieren, den Nachteil, dass sie mit einer Konver tierungsverschlechterung unterhalb von 100% einhergehen. Ex terne Wärmequellen können diesen Nachteil bei entsprechendem Design und der dazu passenden Strategie weitgehend vermeiden. Nachteilig bei der üblichen Verwendung von lediglich einer einzigen Heizscheibe im Stirnbereich des Abgaskatalysators ist, dass eine notwendige Gastemperaturerhöhung am Ende des Ab gaskatalysators, das heißt an der Austrittsseite des Abgases immer eine Erhöhung der Temperatur des gesamten vorderen Bereichs des Abgaskatalysators durch diese einzige Heizscheibe erfor derlich macht. Dabei kann in der Abhängigkeit der Heizleistung dieser Heizscheibe unter Realfahrbedingungen der Fall auftreten, dass die abgegebene Wärme nicht ausreichend ist, um die Ab gastemperatur nach dem Abgaskatalysator für die Aufheizung des folgenden Teils des Abgasnachbehandlungssystems zu erreichen. Gleichfalls sind die Wärmeverluste deutlich größer. Positioniert man eine einzelne Heizscheibe weiter stromabwärts im Kataly sator, bleibt bei geringen Abgastemperaturen der vordere Teil des Abgaskatalysators zu großen Teilen über längere Zeit katalytisch inaktiv . Üblicherweise befindet sich eine einzelne Heizscheibe in Strömungsrichtung an der Stirnseite des Abgaskatalysators. Die Zahl der Wärmequellen, also der Heizscheiben kann auch größer sein. So wird in der Veröffentlichung „Innovative Catalyst Substrate Components for Future Passenger Car Diesel After treatment Systems" [Rolf Brück, Peter Hirth, Francois Jajat, Continental Emitec GmbH, Lohmar, Germany] ; 26th Aachen Col loquium Automobile and Engine Technology 2017, ein Dreiheiz- scheiben-Kat schematisch dargestellt, der die theoretischen Positionierungsmöglichkeiten der Heizscheiben in einem Ab gaskatalysators ausweist.

In der DE 10 2016 213 612 B3 ist ein elektrisch beheizter Abgaskatalysator für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine beschrieben, wobei der Abgaskatalysator folgendes aufweist: einen aktiven Katalysebereich zum Reduzieren und/oder Oxidieren wenigstens eines in der Brennkraftmaschine erzeugten, den aktiven Katalysebereich entlang einer Strömungsrichtung durchströmenden Abgases; eine Heizeinrichtung zum Heizen des Katalysebereichs, wobei die Heizeinrichtung ein erstes Heiz element und ein von dem ersten Heizelement getrennt angeordnetes zweites Heizelement aufweist, wobei das erste Heizelement in Strömungsrichtung des Abgases vor dem Katalysebereich und das zweite Heizelement in Strömungsrichtung des Abgases nach dem Katalysebereich angeordnet ist. Das erste Heizelement ist somit unmittelbar an der Stirnseite des Abgaskatalysators, also am Gaseintritt, das zweite Heizelement unmittelbar am gegen überliegenden Ende des Abgaskatalysators, also am Gasaustritt angeordnet. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorgesehen zum Ansteuern der Heizeinrichtung derart, dass bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine nur das erste Heizelement zum Heizen des Katalysebereichs angesteuert wird, und dass bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine nur das zweite Heizelement zum Heizen des Katalysebereichs angesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch beheizbaren Abgaskatalysator bereitzustellen, der besonders effizient betrieben werden kann und ein verbessertes Konver- tierungsverhalten auch bei Realfahrbedingungen sicherstellt. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abgaskatalysators anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch einen elektrisch beheizbaren Ab gaskatalysator gemäß dem Anspruch 1 und das Verfahren gemäß den Ansprüchen 6, 11 und 13 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein elektrisch beheizbarer Abgaskatalysator geschaffen, der einen Gesamtkatalysebereich zur katalytischen Behandlung des Abgases der Verbrennungs kraftmaschine aufweist, wobei zwei innerhalb des Gesamtkata lysebereiches angeordnete elektrische Heizelemente vorhanden sind, welche in einem vorbestimmten Abstand in Strömungsrichtung des Abgases hintereinander platziert sind, so dass der Ge samtkatalysebereich n drei in Strömungsrichtung des Abgases aufeinanderfolgende Katalysebereiche aufgeteilt ist. Ein erstes Heizelement ist innerhalb des Gesamtkatalysebereiches derart angeordnet, dass in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, stromaufwärts des ersten Heizelementes ein erster Kataly sebereich gebildet ist, der 5-15 % des Gesamtkatalysebereiches beträgt. Ein zweites Heizelement ist in dem Gesamtkataly- sebereich derart angeordnet, dass in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, stromaufwärts des zweiten Heizelementes ein Katalysebereich gebildet ist, der 60-80% des Gesamtkataly- sebereiches beträgt. Ein dritter Katalysebereich ist in

Strömungsrichtung des Abgases gesehen, stromabwärts des zweiten Heizelementes gebildet.

Durch die angegebene Positionierung der beiden Heizquellen des extern beheizbaren Abgaskatalysators, so dass beide Heiz elemente von aktiven Katalysebereichen eingefasst sind, wird ein sehr gutes Konvertierungsverhalten nicht nur auf dem Prüfstand, sondern auch im realen Fahrbetreib auf der Straße erreicht und das bei geringer Komplexität des Abgasnachbehandlungssystems. Außerdem wird dadurch eine sehr rasche Aufheizung des Abgas katalysators erreicht.

Der Vorteil liegt bei der Anzahl der gewählten Heizquellen in Bezug auf die üblicherweise verwendeten elektrischen Ener giequellen, der Gesamtgröße eines Abgaskatalysators eines Fahrzeugs und der Auslegung des elektrischen Bordnetzes unter Berücksichtigung einer mit Zunahme der Anzahl der Heizelemente steigenden Komplexität des Gesamtsystems.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Verfahren zum Aufheizen eines elektrisch beheizbaren Abgaskatalysator nach dem ersten Aspekt vorgeschlagen, welche verschiedene Heizstrategien für diesen Abgaskatalysator aufzeigen. Diese korrelieren mit der Wärmeabgabe der Verbrennungskraftmaschine derart, dass der Abgasmassenstrom der Verbrennungskraftmaschine für den Wär metransport und als verfügbarer Wärmeeintrag in das Abgas nachbehandlungssystem genutzt wird. Der Erfindung liegt die Annahme zugrunde, dass dieser Wärmebeitrag der Verbrennungs kraftmaschine derart ist, dass dieser unter den aktuellen Randbedingungen minimal und somit C02-Ausstoß optimal ist.

Beim Aufheizen auf Basis freier Konvektion ist das durch die beiden parallel aktivierten Heizelemente aufgeheizte Volumen (Katalysebereiche) maximal. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Heizelemente in nahezu maximaler Art und Weise von angrenzenden Katalysatorteilen eingefasst sind. Beim Aufheizen auf Basis erzwungener Konvektion vergrößert sich das aufgeheizte Volumen über der Zeitachse gegenüber einem Abgaskatalysator mit einem einzigen Heizelement deutlich.

Der gleiche durch den Abgaskatalysator strömende Gasmassenstrom transportiert an zwei unterschiedlichen Orten die Wärme in Teile des Abgaskatalysators, welche noch nicht die Schwellentemperatur erreicht haben . Dabei ist von Vorteil , dass bei einem vorzeitigen vollständigen Aufheizen des stromabwärts liegenden Katalysa torsvolumens, die zweite Wärmequelle zeitlich vor der ersten deaktiviert werden kann. Bei einem Nachheizen aufgrund eines kalten Abgasmassenstroms oder langen Motorstillstandzeiten genügt ist, das bezüglich der Strömungsrichtung vordere

Heizelement erneut zu aktivieren. So kann nicht nur besonders rasch ein aufgrund des Temperaturniveaus inaktives Katalysa torvolumen aktiviert werden, sondern dies erfolgt mit geringerem elektrischen Energieaufwand, da dieser zielgerichtet in der Abhängigkeit des Abgasmassenstroms und dessen Wärmebeitrags erfolgen kann. Dabei sind die gemäß der Erfindung vorgenommenen Aufteilungen so wie die Position der Heizelemente für die auftretenden Fälle eines ganzheitlichen Temperaturmanagements gegenüber anderen Varianten klar vorteilhaft in Bezug auf die dafür einzusetzende elektrische Energie.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Abgaskatalysators bzw. des Ansteuerverfahrens für einen solchen Abgaskatalysator werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels bezugnehmend auf die Zeichnung näher erläutert .

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 10, eine mit der Verbrennungs kraftmaschine 10 antriebsmäßig verbundene Elektromaschine 43, einem Ansaugtrakt 15 mit einer darin angeordneten elektrischen Maschine 44, insbesondere in Formeines elektrisch angetriebenen Verdichters, einem Motorblock 20 mit mehreren, nicht näher bezeichneten Zylindern und einen Abgasstrang 25, in dem eine Abgasnachbehandlungsanlage 30 angeordnet ist.

Die Abgasnachbehandlungsanlage 30 weist u.a. einen erfin dungsgemäßen Abgaskatalysator 35 auf. Stromabwärts des Ab gaskatalysators 35 sind optional noch weitere Abgasnachbe handlungskomponenten 50 vorgesehen, von denen nur eine gezeigt ist. Als mögliche Abgasnachbehandlungskomponenten seien an dieser Stelle ein Dreiwegekatalysator, ein SCR-Katalysator für eine selektive katalytische Reduktion, Dieselpartikelfilter, SCR-beschichtete Dieselpartikelfilter, Ottopartikelfilter, NOx-Katalysator (lean NOx trap) genannt. Der Abgaskatalysator 35 ist als ein elektrisch beheizbarer Katalysator ausgebildet und umfasst ein Mantelrohr 36, das einen physikalisch katalytischen Gesamtbereich 42 einschließt. In dem katalytischen Gesamtbereich 42 ist eine Heizeinrichtung, be stehend aus zwei voneinander getrennten Heizelementen 40,41 angeordnet, welche in einem vorbestimmten Abstand in Strö mungsrichtung des Abgases hintereinander platziert sind, so dass sich drei aufeinanderfolgende Katalysebereiche 37, 38, 39 ergeben .

Dabei ist ein erstes Heizelement 40 in dem katalytischen Ge samtbereich 42 derart angeordnet, dass in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, stromaufwärts des ersten Heizelementes ein erster Katalysebereich 37 gebildet ist, der 5-15 % des kata lytischen Gesamtbereiches 42 beträgt.

Ein zweites Heizelement 41 ist in dem katalytischen Gesamtbereich 42 derart angeordnet, dass in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, stromaufwärts des zweiten Heizelementes 41 ein Ka talysebereich 37,38 gebildet ist, der 60-80% des katalytischen Gesamtbereiches 42 beträgt. Stromabwärts des zweiten Heiz elementes 41 befindet sich ein dritter Katalysebereich 39.

Die genaue Position ergibt sich aus der Wärmekapazität des stromabwärts befindlichen Katlysatorvolumens , der stromabwärts folgenden Strecke und dem Teil des Abgasnachbehandlungssystems, das durch die Wärme des Abgases aktiviert werden soll. Hierbei werden die, durch die als unterste Grenze festgelegten, zu berücksichtigenden Außentemperaturen und der minimale bzw. maximale denkbare Abgasmassenstrom und seine Emissionsbe schaffenheit einbezogen.

Bei dem Begriff Abgaskatalysator kann es sich gleichfalls um eine Kaskade von einzelnen Bricks handeln, sofern der Abstand zwischen diesen kleiner weniger Millimeter oder Null ist und sich le diglich daraus ergibt, dass die Heizelemente bzw. die einzelnen Bricks in Dauerbetrieb keinen vorzeitigen Verschleiß bzw. Deaktivierung erfahren. Die drei Katalysebereiche 37,38,39 dienen dazu, das im Ab gasstrang 25 vorhandene Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 katalytisch zu behandeln bzw. zu oxidieren oder zu reduzieren, damit das Abgas weitestgehend schadstofffrei in die Umgebung ausgeleitet werden kann.

Die Heizeinrichtungen 40,41 sind bevorzugt als Heizscheiben ausgebildet und können den Innenraum des Mantelrohrs 36 nahezu vollständig ausfüllen, sodass beim Erwärmen der Heizscheiben eine große Wärmeenergie zur Erwärmung der drei Katalysebereiche 37,38,39 zur Verfügung steht. Die Fixierung der Heizeinrich tungen 40,41 erfolgt beispielsweise an jeweils einem sogenannten Stützkatalysatorvolumen .

Besteht bei stillstehender Verbrennungskraftmaschine 10 zu Beginn des Fahrzyklus (Kaltstart) keine Möglichkeit der Rea lisierung einer erzwungenen Konvektion, sodass lediglich die freie Konvektion zu einer Vergrößerung des möglichen kataly tischen Bereiches führt, werden die Heizelemente 40,41 derart fixiert, dass neben dieser Form des Wärmetransports die Wär meleitung möglichst intensiviert wird. Dabei spielt die Ein bauposition des Abgaskatalysators im Fahrzeug eine Rolle (vorzugsweise steht dessen Achse senkrecht zur Längsachse des Fahrzeuges) , die Beschaffenheit und Form des Trägermaterials und der Realisierbarkeit des minimalen Abstands zwischen dem je weiligen Heizelement und dem jeweils angrenzenden Katalysa torvolumens .

Es ist eine elektronische Steuereinrichtung (ECU) 60 vorgesehen, die steuerungsmäßig mit den beiden Heizeinrichtungen 40, 41 und mit nicht gezeigten Sensoren und Aktoren der Verbrennungs kraftmaschine 10 verbunden ist und die Heizeinrichtungen 40, 41 abhängig von den Signalen dieser Sensoren unabhängig voneinander aktiv ansteuern kann. Die elektronische Steuerungseinrichtung 60 kann als separate Katalysator-Heizungsteuerungseinrichtung konzipiert sein oder in ein Motorsteuergerät für die Ver brennungskraftmaschine 10 integriert sein. Werden die Heiz- einrichtungen 40,41 mit Energie beaufschlagt, erwärmen sich diese und übertragen ihre Wärmeenergie auf die drei Kataly sebereiche 37,38,39. Das Heizelement 40 erwärmt die daran angrenzenden Katalysebereiche 37 und 38, das Heizelement 41 erwärmt die daran angrenzenden Katalysebereiche 38 und 39.

Bei der Strategie der Aktivierung, d.h. der elektrischen An steuerung der beiden Heizelemente 40,41 können zwei grund sätzliche Fälle unterschieden werden.

Zum einen können beide Heizelemente 40,41 gleichzeitig mit Energie versorgt werden, was zu einer Aufheizung des gesamten physikalisch verfügbaren katalytischen Gesamtbereiches des Abgaskatalysators 35 in kürzester Zeit führt.

Durch ein Vorheizen der beiden Heizelemente 40,41 bei still stehender Verbrennungskraftmaschine 10 ergibt sich eine optimale Nutzung der freien Konvektion und Wärmeleitung des Katalysa torvolumens stromaufwärts des jeweiligen Heizelements. Sofern die Auslegung des Systems es möglich macht, eine Konvektion zu erzwingen, beispielsweise unter Einsatz einer elektrisch an getriebenen Maschine, welche einen Luftmassenstrom in den Abgasstrang liefert, oder durch Schleppen der Verbrennungs kraftmaschine in eine ihrer beiden möglichen Drehrichtungen, kann die Konvektion und Wärmeleitung auch richtungsabhängig genutzt werden. Somit kann das vollständige Katalysatorvolumen, d.h. der katalytisch aktive Gesamtbereich 42 aufgeheizt werden. Dabei werden die Heizelemente 40,41 jeweils nur solange ak tiviert, bis das jeweils für sie durch die Gasbewegung un mittelbar aufheizbare Volumen katalytisch aktiv ist.

Bei Einsetzen der Drehbewegung der Verbrennungskraftmaschine 10 werden beide Heizelemente 40,41 bis zum Übergang eines ON/OFF gesteuerten Heizbetriebes zur Erhaltung des Temperaturniveaus an dem jeweiligen Heizelement 40, 41 (begrenzt auf die maximale Höhe, bei der eine vorzeitig relevante Alterung oder gar Zerstörung sicher vermieden werden kann) angesteuert. Der ON/OFF-Betrieb richtet sich an der Höhe der lokal erreichten Katalysator- temperaturen und des Abgasmassenstroms aus. Jeweilige Deak tivierung der Heizelemente 40,41 bei erreichtem aufheizbaren maximalen Katalysatorvolumens stromabwärts.

Zum anderen kann aufgrund der beschriebenen Platzierung der beiden Heizelemente 40,41 innerhalb des Abgaskatalysators 35 diese zur Erhöhung der Temperatur des Abgases zur Aktivierung einer stromabwärts des Abgaskatalysators liegenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage genutzt werden. Hierzu wird ausschließlich das zweite Heizelement 41 stromabwärts des ersten Heizelementes 40 aktiviert, d.h. mit Energie beaufschlagt, bis die Abgastemperatur nach dem Abgaskatalysator 35 einen vor gegebenen Schwellenwert überschreitet. Es erfolgt ein

ON/OFF-Betrieb bei Heizfunktion des zweiten Heizelementes 41 zur Aufrechterhaltung der Abgastemperatur bis die stromabwärts liegende Komponente des Abgaskatalysators ausreichendes Tem peraturniveau erreicht hat. Gegebenenfalls erfolgt eine

Fortsetzung des ON/OFF-Heizelementbetriebs bis ein temporärer Prozess im stromabwärtsliegenden Teil der Abgasnachbehand lungsanlage abgeschlossen ist, beispielsweise die Regeneration eines Partikelfilters beendet ist.

In einer besonderen Ausführung der angegebenen Fälle können aktuelle Informationen wie zum Beispiel Kraftstoffqualität individuelle Fahrzeugeigenschaften (Fahrzeughalter, Fahrhis torie, Komponentenzustand, etc.), Umgebungsparameter wie Au ßentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Verkehrsdichte, Baustellen, A-priori-Kenntnisse, zum Beispiel ein bekanntes Streckenprofil, gegebenenfalls individuelle Fahrinformationen wie Fahrertypus, auf auch künstlicher Intelligenz basierende Systeminformationen zur Anpassung aller oben aufgeführten Temperaturschwellenwerte, Heizdauern und Sollwerte verwendet werden.

In einer besonderen Ausführungsform der Ansteuerstrategie kann die Aktivierung der Heizelemente 40,41 vor der Erreichung des maximal aufheizbaren katalytisch aktiven Bereiches unterbrochen werden, um den stark verzögerten Aufheiz- bzw. Temperatur- ausgleichsvorgang zu nutzen und um elektrische Energie ein zusparen .

In einer weiteren Ausführung der Ansteuerstrategie der Heiz elemente 40,41 wird der Aufheiz- bzw. Temperaturausgleichs vorgang durch Modelle prädiziert und somit die gezielte Anpassung des Heizvorgangs an die Raumgeschwindigkeit des Katalysators vorgenommen .

Sollte der ideale Heizvorgang aufgrund des Raumgeschwindig- keitsverlaufs mit den beiden Heizelementen 40,41 nicht rea lisierbar sein, erfolgt die Ansteuerstrategie gemäß der an gegebenen Gütekriterien so optimal wie möglich. In den Fällen, in denen eine Aktivierung der Heizelemente 40,41 gemäß der Erfindung erfolgen soll, ist jedoch grundsätzlich zu prüfen, ob dies im Rahmen der noch verfügbaren Energiemenge des Ener giespeichers möglich ist.

In einer besonderen Ausführung können die oben angegebenen Schwellenwerte und Sollwerte in Abhängigkeit der verfügbaren Energiemenge des Energiespeichers, welcher die Heizeinrich tungen 40,41 mit Energie versorgt, bzw. durch die Vorgaben eines umfassenden Energiemanagements herauf- bzw. herabgesetzt werden .

Begriffs-/Bezugszeichenliste

10 Verbrennungskraftmaschine

15 Ansaugtrakt

20 Motorblock

25 Abgasstrang

30 Abgasnachbehandlungsanlage

35 elektrisch beheizter Abgaskatalysator

36 Mantelrohr

37 erster Katalysabereich

38 zweiter Katalysebereich

39 dritter Katalysebereich

40 erstes Heizelement

41 zweites Heizelement

42 Gesamtkatalysebereich

43 Elektromaschine

44 elektrische Maschine im Ansaugtrakt, 50 Abgasnachbehandlungskomponente

60 elektronische Steuerungseinrichtung