Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern einer Heizeinrichtung im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet der Abgasreinigung. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Steuereinheit zum

Ansteuern einer Heizeinrichtung in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinheit.

Die aktuellen und zukünftigen, durch die Gesellschaft und den Gesetzgeber geforderten Anforderungen zur Luftreinhaltung beinhalten zwei wesentliche

Tendenzen, nämlich die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte nicht nur auf dem Prüfstand, sondern auch im Realbetrieb und die Reduzierung des C02-Ausstoßes, der einhergeht mit der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs.

Ein beheizbarer Katalysator stellt dabei ein besonders wirksames Sub-System dar. So ermöglicht es der elektrisch beheizte Katalysator gegenüber den alternativen Maßnahmen zur Aufheizung des Katalysators die katalytische Oberfläche unmittelbar, das heißt vor Ort aufzuheizen. Die Verwendung von aus dem

Fährbetrieb zurückgewonnener, in der Batterie des Kraftfahrzeuges oder anderweitig gespeicherte Energie führt zu einer Reduzierung des C02-Ausstoßes.

Eine Verbrennungskraftmaschine bzw. eine Brennkraftmaschine kann bei dem Einsatz eines elektrisch beheizten Katalysators zum Zwecke der C02-0ptimierung wirkungsgradoptimiert betrieben werden. Dabei liefert diese im Betrieb in jedem Fall auch einen Wärmebeitrag, der jedoch mit jeder weiteren Wirkungsgradsteigerung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs tendenziell sinkt. So erfolgt die

Aufheizung eines elektrisch beheizbaren Katalysators sowohl durch ein

elektrisches Heizelement, als auch durch einen minimalen Wärmestrom des Abgases in Überlagerung.

Zur Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen und darüber hinaus kann es in Abhängigkeit des Designs des elektrisch beheizten Katalysators oder/und der Umgebungsbedingungen, zum Beispiel sehr niedrige Außentemperaturen, notwendig sein, das Heizelement vor dem Start der Brennkraftmaschine zu aktivieren, was allerdings aufgrund der Verzögerung der Abfahrt als eine

Komforteinbuße durch den Fahrer empfunden werden kann. Eine weitere

Einschränkung einer Aufheiz- und Auskühlvermeidungsstrategie ist ferner, dass das Last- und Drehzahlprofil der Brennkraftmaschine von dem Fahrerwunsch und dem daraus resultierenden Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsprofil geprägt ist. Folglich muss bei einer Aufheiz- und Auskühlvermeidungsstrategie des beheizten Katalysators jede Möglichkeit genutzt werden, diese unter

Berücksichtigung der Varianz des Fahrprofils zu optimieren.

Wenn eine konsequent auf C02-Reduzierung ausgelegte Betriebsstrategie zeitweise keine Verbrennungen in der Brennkraftmaschine erforderlich macht, kommt es zu einem verzögerten Aufheizen bzw. zu einem temporären teils lokalen Auskühlen des Abgasnachbehandlungssystems. Dies führt dann beim zwingend erforderlichen Reaktivieren der Brennkraftmaschine zu einer schlechteren

Konvertierung der relevanten Schadstoffe im Katalysator.

Es kann als allgemein bekanntes Wissen angesehen werden, dass der Gasstrom durch den Motor in der Regel bei unterbundener Kraftstoffeinbringung minimiert werden sollte, um das Auskühlen des Katalysators möglichst zu vermeiden. Im Regelfall hat das von der Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas dabei eine niedrigere Temperatur als der Katalysator.

Es ist bekannt, die Drosselklappe im Einlasstrakt nahezu vollständig zu schließen. Auch eine sogenannte Zylinderabschaltung ist als eine geeignete Maßnahme bekannt. Dabei bleiben Einlass- bzw. Auslassventile vollständig geschlossen. Der Gasstrom durch die Brennkraftmaschine ist null, wenn diese Maßnahme bei allen Zylindern der Brennkraftmaschine erfolgt. Dies setzt allerdings einen variablen Ventiltrieb für die Einlass- bzw. Auslassventile voraus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur in einem Abgasstrang möglichst effizient zu steuern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen

Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen, weitere Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern (Steuern) einer Heizeinrichtung in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine beschrieben. Das Verfahren weist auf (a) ein Bestimmen eines Temperaturwerts in einer Komponente des Abgasstrangs; (b) ein Überprüfen, ob der Temperaturwert ein vorgegebenes Kriterium (Bedingung) erfüllt; und (c) ein Ansteuern der

Heizeinrichtung in Abhängigkeit davon, ob der Temperaturwert das vorgegebene Kriterium erfüllt.

Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mithilfe einer Heizeinrichtung die Temperaturverteilung, insbesondere die mittlere Temperatur, in einer Komponente des Abgasstrangs eingestellt (geregelt) werden kann. Dadurch kann ein ordnungsgemäßer Betrieb der Komponente ermöglicht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine unterbunden ist und die Komponente nicht mittels des Gasstroms durch den Abgasstrang aufgeheizt werden kann.

Eine„Heizeinrichtung“ ist jedes Bauteil, Gerät oder Anlage, das/die dazu dient, an einem vorgegebenen Ort die Temperatur zu steuern, insbesondere zu erhöhen, zum Beispiel einem Objekt oder einem Raumbereich Wärme zuzuführen. Eine Heizeinrichtung kann darüber hinaus dazu ausgelegt sein, einem Objekt oder einem Raumbereich Wärme zu entziehen. Die Wärme kann in der Heizeinrichtung produziert werden und/oder sie kann in die Heizeinrichtung übertragen werden. Die Heizeinrichtung kann eine elektrische Heizeinrichtung sein, beispielsweise eine Widerstandsheizung mittels eines Heizwiderstands oder eine Induktionsheizung. Die Heizeinrichtung kann aber auch über Brennstoffe wie Gas, Benzin oder Öl beheizt werden. Die Heizeinrichtung kann auch Abwärme nutzen, insbesondere Abwärme des Motors, indem sie die Abwärme an den zu wärmenden Ort weiterleitet. Die Heizeinrichtung kann beispielsweise eine Heizscheibe sein.

Der Begriff„Abgasstrang“ bezeichnet in diesem Dokument alle Teile einer

Abgasanlage. Die Abgasanlage umfasst alle„Komponenten“, deren Funktion zumindest teilweise auf eine Verarbeitung, beispielsweise eine Umwandlung, und/oder einen Transport von Abgas gerichtet ist. Komponenten des Abgasstrangs können alle Einheiten sein, die in dem Abgasstrang räumlich angeordnet sind, so dass sie zumindest teilweise mit dem Abgas in Kontakt kommen. Die Komponenten können einem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine strömungstechnisch nachgeschaltet sein.

Komponenten des Abgasstrangs können zum Beispiel Leitungen oder Rohre sein, die das Abgas aus einem Fahrzeug ableiten, insbesondere von einem Motorraum zum Äußeren des Fahrzeugs leiten, wie beispielsweise ein Abgaskrümmer oder ein Flosenrohr. Solche Leitungen und Rohre können aber auch eine Abgasrückführung (AGR, Exhaust Gas Recirculation) beinhalten, bei der Abgase vollständig oder teilweise der dem Motor zuzuführenden Verbrennungsluft zugemischt werden. Komponenten können auch Klappen, Ventile oder Regler sein oder enthalten, mit denen der Gasstrom, d.h. der Massenstrom oder Massendurchsatz des Gases, durch den Abgasstrang gesteuert werden kann.

Komponenten können ferner Abgasnachbehandlungs-Einheiten, insbesondere Abgasreinigungs-Einheiten, sein, die zur Nachbehandlung von Abgas,

insbesondere zur Reinigung von Abgas, konfiguriert sind, beispielsweise ein Katalysator oder ein Filter, insbesondere ein Partikelfilter wie zum Beispiel ein Rußfilter. Komponenten können gegebenenfalls Abgasgeräusche reduzieren, zum Beispiel kann eine Komponente ein Schalldämpfer sein. Eine Komponente kann beispielsweise auch ein Turbolader sein, der kinetische und/oder thermische Energie aus dem Abgasstrom für die Motorleistung nutzt und damit die Effizienz der zugehörigen Brennkraftmaschine steigert. Zum Beispiel kann ein Turbolader über eine in einem Abgasstrang angeordnete Turbine einen Verdichter antreiben, der den Druck im Ansaugsystem des Motors erhöht und dadurch dem Motor mehr Verbrennungsluft zur Verfügung stellt.

Eine„Brennkraftmaschine“ oder Verbrennungskraftmaschine ist eine Maschine, bei der durch Verbrennung von Brennstoff oder Brennstoffgemischen mechanische Arbeit verrichtet wird. Ein Brennstoff kann beispielsweise ein flüssiger Kraftstoff wie Benzin oder Dieselöl sein, kann aber auch ein Gas sein. Die Brennstoffgemische können beispielsweise aus gasförmigen Anteilen und flüssigen Kraftstoffen bestehen. Eine Brennkraftmaschine kann ein Verbrennungsmotor sein,

insbesondere ein Ottomotor oder ein Dieselmotor, aber auch ein Flybridmotor, der unterschiedliche Antriebsarten kombiniert, beispielweise einen Elektromotor mit einem Verbrennungsmotor.

Ein„Bestimmen“ eines Temperaturwerts kann insbesondere ein Messen des Temperaturwerts oder ein Modellieren des Temperaturwerts sein. Dabei kann das Modellieren des Temperaturwerts auf einem gemessenen Temperaturwert basieren oder der modellierte Temperaturwert anhand eines gemessenen

Temperaturwerts überprüft werden. Das Bestimmen eines Temperaturwerts kann also sowohl das Messen als auch das Modellieren des Temperaturwerts aufweisen. Der Temperaturwert kann an beliebigen Stellen des Abgasstrangs bestimmt werden, unter anderem innerhalb oder an einer Komponente und/oder innerhalb, an der Oberfläche oder in der Nähe einer Heizeinrichtung.

Der Temperaturwert kann ein über einen vorgegebenen Raumbereich und/oder einen vorgegebenen Zeitbereich gemittelter Temperaturwert sein. Er kann auch ein Maximalwert oder ein Minimalwert in einem vorgegebenen Raumbereich und/oder in einem vorgegebenen Zeitbereich sein. Der vorgegebene Raumbereich kann beispielsweise der Innenraum einer Komponente sein und der vorgegebene Zeitbereich kann beispielsweise der Zeitabstand zwischen zwei

Modellierungsschritten sein.

Ein„Kriterium“ ist eine Bedingung, von der zumindest unter bestimmten Umständen festgestellt werden kann, ob sie erfüllt ist oder nicht. Ein Kriterium ist erfüllt, wenn die zugehörige Bedingung erfüllt ist. Ein Kriterium kann von einer oder mehreren Variablen abhängen, beispielsweise einer absoluten Temperatur und/oder einer Temperaturdifferenz. Ein Kriterium kann die Form einer mathematischen Gleichung oder einer mathematischen Ungleichung haben. Ein Kriterium kann auch die Form eines Gleichungssystems aus mehreren Gleichungen und/oder Ungleichungen aufweisen. Weiterhin kann es die Form eines Entscheidungsbaums aufweisen, der mehrere Unterkriterien sequentiell oder alternativ abfragt. Ein Kriterium kann auch die Form einer Tabelle aufweisen, in der nachgeschlagen werden kann, ob bei bestimmten Parameter- oder Variablenwerten das Kriterium erfüllt ist oder nicht. Ein Kriterium kann einen Zielwert bzw. Sollwert oder einen Zielbereich bzw. Sollbereich für eine Variable angeben, beispielsweise ein Temperaturfenster.

Ein„Ansteuern“ eines Geräts oder einer Anlage bezieht sich auf jegliche Form von Einflussnahme auf das Gerät oder die Anlage, insbesondere Einflussnahme physikalischer Art. Das Ansteuern kann Einfluss auf eine oder mehrere Variablen oder Parameter nehmen, die einen Zustand des Geräts oder der Anlage

kennzeichnen. So ein Zustand kann beispielsweise durch geometrische oder räumliche Zusammenhänge gekennzeichnet sein, durch elektromagnetische Zusammenhänge und/oder durch thermische Zusammenhänge gekennzeichnet sein. Ein Ansteuern kann eine Zustandsänderung des Geräts oder der Anlage herbeiführen, kann aber auch die Beibehaltung eines Zustands umfassen. Das Ansteuern kann insbesondere dann die Beibehaltung eines Zustands umfassen, wenn im Prinzip die Möglichkeit bestehen würde, den Zustand zu ändern.

Beispielsweise kann ein Ansteuern bedeuten, dass ein Gerät ausgeschaltet bleibt. Ein Ansteuern kann beispielsweise das Zuführen von Energie, beispielsweise mechanischer, elektrischer oder thermischer Energie, bedeuten. Ein Ansteuern kann mithilfe einer Steuereinheit geschehen, die Steuersignale an das Gerät oder die Anlage sendet. Verschiedene vorgegebene und/oder gemessene Variablen oder Parameter können beim Ansteuern berücksichtigt werden.

Zum Beispiel kann das Ansteuern einer Heizeinrichtung die Zuführung einer bestimmbaren variablen Energiemenge zu der Heizeinrichtung bedeuten, insbesondere einer Energiemenge, die zu einer vorgegebenen Heizleistung führt. Insbesondere kann beim Ansteuern einer Heizeinrichtung dieser Heizeinrichtung derart Energie zugeführt werden, dass sich die Heizeinrichtung erwärmt. Beim Ansteuern kann aber auch keine Energie zugeführt werden, die Heizeinrichtung kann zum Beispiel ausgeschaltet bleiben, solange prinzipiell die Möglichkeit bestünde, Energie zuzuführen. Das Ansteuern einer Heizeinrichtung kann das Einregeln eines Ist-Temperaturwerts auf einen Soll -Temperaturwert oder das Einregeln eines Ist-Temperaturwerts in einen Soll-Temperaturbereich umfassen.

Mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung lässt sich die

Temperaturverteilung in dem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine beeinflussen. Eine solche Beeinflussung kann aus Gründen der Energieeffizienz sinnvoll sein, aber auch um das ordnungsgemäße Funktionieren von Komponenten in dem Abgasstrang sicherzustellen und/oder eine Beschädigung oder einen starken Verschleiß von Komponenten zu verhindern. Beispielsweise kann es erforderlich sein, dass die Temperatur in einer Abgasreinigungsvorrichtung einen bestimmten Wert hat, in einem bestimmten Bereich liegt und/oder annähernd gleichmäßig verteilt ist, insbesondere oberhalb einer vorgegebenen Betriebstemperatur liegt. Beispielsweise können bestimmte chemische und/oder physikalische Prozesse zur Abgasreinigung in der Abgasreinigungsvorrichtung, insbesondere zur

Konvertierung oder zur Filterung von Schadstoffen, eine bestimmte Temperaturverteilung erfordern. So kann es notwendig sein, dass eine Temperatur über einer Aktivierungstemperatur der betreffenden Prozesse liegt. Weiterhin kann eine Regeneration oder Wiederherstellung der Abgasreinigungsvorrichtung eine bestimmte Temperaturverteilung erfordern, insbesondere eine Mindesttemperatur erfordern, die durchaus von der zuvor genannten Aktivierungstemperatur verschieden sein kann.

Neben der Heizeinrichtung kann insbesondere auch der Gasstrom durch den Abgasstrang zur Temperaturregulierung von Komponenten in dem Abgasstrang verwendet werden. Die Temperaturregulierung durch den Gasstrom kann von einer Strömungsgeschwindigkeit, von möglicherweise auftretenden Turbulenzen im Gasstrom sowie von der Temperatur des Gasstroms abhängen. Die

Geschwindigkeit sowie die Temperatur des Gasstroms durch den Abgasstrang hängen insbesondere davon ab, ob die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbunden ist und ob entsprechend Verbrennungsvorgänge im Motor deaktiviert sind. Ist die Kraftstoffzufuhr unterbunden kann die Temperatur eines eventuellen Gasstroms durch den Abgasstrang unter der erforderlichen Betriebstemperatur von zumindest einigen Komponenten im Abgasstrang liegen. Anders gesagt kann der Gasstrom in einem solchen Fall nicht dazu verwendet werden, eine Komponente auf die Betriebstemperatur aufzuheizen, sondern lediglich zum Kühlen von überhitzten Komponenten und/oder zum Ausgleichen von Temperaturunterschieden. Folglich kann sich der Einsatz von Heizelementen in Komponenten des Abgasstrangs insbesondere bei unterbundener Kraftstoffzufuhr als besonders nützlich erweisen, um Komponenten auf eine Betriebstemperatur aufzuheizen und/oder die

Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus lassen sich Heizelemente, insbesondere bei unterbundener Kraftstoffzufuhr auch verwenden, einen effizienten Temperaturausgleich in der Komponente zu erreichen, d.h. übermäßige

Temperaturschwankungen in der Komponente zu verringern, insbesondere in Verbindung mit dem Gasstrom durch den Abgasstrang.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Bestimmen des Temperaturwerts ein Modellieren des Temperaturwerts auf unter Verwendung eines

Abgasstrang-Temperaturmodells in Abhängigkeit von zumindest einem von einer Geometrie des Abgasstrangs, einem Zustand zumindest eines aktiven oder passiven Stellelements, einem zeitlichen Verlauf des Zustands des zumindest einen aktiven oder passiven Stellelements, einer Motordrehzahl, einem zeitlichen Verlauf der Motordrehzahl, zumindest einem Material des Abgasstrangs, einer Zusammensetzung eines Gases in dem Abgasstrang, einer Umgebungstemperatur des Abgasstrangs und einem Temperatur-Messwert, der unter Verwendung eines Sensors bestimmt wird.

Das Abgasstrang-Temperaturmodell kann eine Vielzahl von Temperaturwerten modellieren, darunter den Temperaturwert, einen zweiten Temperaturwert, einen dritten Temperaturwert und/oder einen vierten Temperaturwert. Das Abgasstrang Temperaturmodell kann lokale Temperaturen in dem Abgasstrang modellieren, insbesondere Temperaturen in oder an Komponenten im Abgasstrang. Das Temperaturmodell kann durch Temperatur-Messwerte eines oder mehrerer Sensoren unterstützt, korrigiert und/oder angepasst werden. Die Modellierung kann räumlich diskret oder räumlich kontinuierlich sowie zeitlich diskret oder zeitlich kontinuierlich erfolgen. Es kann mit verschiedenen räumlichen und auch zeitlichen Auflösungen modelliert werden, beispielsweise mit einer Frequenz kleiner als 10 Hz, insbesondere kleiner als 1 Hz, und/oder einer Frequenz größer als 1 Hz, insbesondere größer als 10 Hz.

Es können Temperaturen innerhalb, an der Oberfläche und/oder in der Nähe einer Heizeinrichtung bestimmt werden sowie Temperaturen innerhalb oder in der Nähe einer oder mehrerer Komponenten. Es können verschiedene Temperaturen entlang des Abgasstrangs in Strömungsrichtung bestimmt werden (axiale Modellierung). Es können aber auch verschiedene Temperaturen quer zur Strömungsrichtung modelliert werden, d.h. in Richtung von einem Kern zu einer Außenhülle des Abgasstrangs. Bei einer zylindrischen Ausformung zumindest von Bereichen des Abgasstrangs kann die genannte Querrichtung der radialen Richtung entsprechen.

Die Modellierung durch das Abgasstrang Temperaturmodell kann online erfolgen, d.h. sie kann gleichzeitig oder nur mit geringem Zeitversatz zum Betrieb einer Brennkraftmaschine erfolgen. Dafür kann eine Modellierungseinheit, welche die Modellierung durchführt, an der Brennkraftmaschine, zumindest innerhalb des zugehörigen Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Die Modellierungseinheit kann auf Daten oder Prozesse zurückgreifen, die außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise in einer Cloud, verortet sind. Die Modellierungseinheit kann mit einer Steuereinheit, die die Heizeinrichtung steuert, funktional verbunden sein.

Das Abgasstrang Temperaturmodell kann insbesondere ein Katalysator

Temperaturmodell sein oder ein solches aufweisen. Ein Katalysator

Temperaturmodell kann Temperaturen innerhalb des Katalysators in Längsrichtung, d.h. in Strömungsrichtung, und/oder in Querrichtung des

Katalysators modellieren. Es kann auch die Temperatur von Heizelementen modellieren, die innerhalb oder an dem Katalysator angeordnet sind.

Das Abgasstrang Temperaturmodell kann insbesondere von der Geometrie des Abgasstrangs abhängen sowie von den Materialien der Komponenten in dem Abgasstrang. Es kann insbesondere von der Geometrie des Abgaspfads durch den Abgasstrang abhängen, zum Beispiel vom Durchmesser des Abgaspfads sowie von Krümmungen und/oder Verzweigungen in dem Abgaspfad.

In dem Abgaspfad können auch ein oder mehrere aktive oder passive Stellelemente angeordnet sein. Solche Stellelemente können insbesondere die Geschwindigkeit des Gasstroms durch den Abgaspfad beeinflussen. Die aktiven und passiven Stellelemente können, aber müssen nicht in dem Abgasstrang angeordnet sein. Sie können an jeder Stelle in dem gesamten Gaspfad der Brennkraftmaschine angeordnet sein, also an jeder Stelle zwischen Einlass und Auslass des

Gassystems der Brennkraftmaschine, eingeschlossen eine Anordnung direkt am Einlass und direkt am Auslass. Die aktiven und/oder passiven Stellelemente können durch eine Steuereinheit gesteuert werden.

„Passive Stellelemente“ (oder Steller) verändern in passiver Weise den Abgaspfad, insbesondere die Geometrie des Abgaspfads. Ein passives Stellelement kann ein Stellelement sein, das keine Energie auf den Gasstrom in dem Abgaspfad überträgt, insbesondere keine mechanische Energie. Ein passives Stellelement kann beispielsweise ein Hindernis in den Abgaspfad einführen oder die Größe eines Hindernisses verändern. Insbesondere kann ein passives Stellelement den

Abgaspfad komplett verschließen. Es kann auf bestimmte Eigenschaften des Abgasstroms reagieren, beispielsweise den Zustand verändern, wenn der Druck im Abgasstrom einen bestimmten Wert überschreitet oder auch unterschreitet. Passive Stellelemente können zum Beispiel Drosselklappen, Steller zur Ventilhubvariation, insbesondere Steller, die einen Null-Hub eines Ventils ermöglichen, Stauklappen, Abgasklappen, Gasventile und Gasumlenkklappen sein.

„Aktive Stellelemente“ (oder Aktoren) verändern in aktiver Weise den Abgaspfad. Ein aktives Stellelement kann ein Stellelement sein, dass Energie auf den Gasstrom in dem Abgaspfad überträgt, insbesondere mechanische Energie. Ein aktives Stellelement kann beispielsweise eine Sekundärluftpumpe, ein E-Kompressor oder ein Gastaktventil sein. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist das Bestimmen des

Temperaturwerts ein Messen des Temperaturwerts, insbesondere unter

Verwendung eines Sensors. Das unmittelbare Messen des Temperaturwerts kann verlässlicher und weniger fehleranfällig sein als beispielsweise ein Modellieren des Temperaturwerts.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf ein Ansteuern eines Gasstroms (Abgasstrom, Abgasmassenfluss) in dem Abgasstrang unter Verwendung des (zumindest einen) aktiven oder passiven Stellelements in Abhängigkeit davon, ob der Temperaturwert das vorgegebene Kriterium erfüllt.

Das Ansteuern des Gasstroms, insbesondere durch die Verwendung von aktiven und/oder passiven Stellelementen, stellt neben dem Ansteuern einer

Heizeinrichtung eine weitere Möglichkeit dar, Temperaturen im Abgasstrang zu beeinflussen. Dabei kann die Geschwindigkeit oder Raumgeschwindigkeit des Gasstroms, der Massenstrom oder Massendurchsatz des Gasstroms und/oder auch Turbulenzen und laminare Strömungsbereiche des Gasstroms eingestellt werden, wobei diese Eigenschaften in unterschiedlichen Bereichen des

Abgasstrangs unterschiedlich eingestellt werden können. Insbesondere kann über das Ansteuern des Gasstroms die Temperatur in einer Komponente des

Abgasstrangs beeinflusst werden in Abhängigkeit davon, ob die Temperatur in der Komponente ein vorgegebenes Kriterium erfüllt. Die Beeinflussung erfolgt dadurch, dass üblicherweise die Temperatur des Gasstroms ungleich der Temperatur in einer Komponente ist, also größer oder kleiner. Entsprechend wird ein

Durchströmen der Komponente durch den Gasstrom die Temperatur in der Komponente vergrößern bzw. verkleinern. Der Effekt kann verstärkt oder abgeschwächt werden, indem die Geschwindigkeit des Gasstroms erhöht oder erniedrigt wird und/oder indem der Gasmassendurchsatz vergrößert oder verkleinert wird. Wird der Gasstrom vollständig abgestellt, beispielsweise durch Blockieren einer Zuleitung zu der Komponente, hat der Gasstrom und insbesondere die Temperatur des Gasstroms keinen Einfluss auf die Temperatur in der

Komponente.

Der Gasstrom durch die Brennkraftmaschine kann auf diese Weise gezielt variiert werden. Wenn beispielsweise eine konsequent auf C02-Reduzierung ausgelegte Betriebsstrategie keine Verbrennungen in der Brennkraftmaschine zwingend erforderlich macht, wird der Gasstrom von verfügbaren Stellern und Aktoren optimiert bzw. eingestellt. Dabei wird ein Freiheitsgrad genutzt, der sich durch die gezielte Nutzung der Steller und/oder Aktoren im Gaspfad in Zusammenspiel mit der Heizeinrichtung des Katalysators ergibt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das vorgegebene Kriterium die Bedingung auf, dass der Temperaturwert unter einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert liegt. Der Temperaturschwellenwert kann beispielsweise eine minimale Betriebstemperatur einer Komponente in dem Abgasstrang oder eine minimale Wiederherstellungstemperatur einer Komponente in dem Abgasstrang sein. Bei einer minimalen Wiederherstellungstemperatur kann beispielsweise ein Reinigungsvorgang oder ein Regenerationsvorgang einer Komponente einsetzen, beispielsweise ein Verbrennungsprozess in einem Filter, etwa ein Abbrennen eines sogenannten Filterkuchens.

Die Heizeinrichtung wird angesteuert in Abhängigkeit davon, ob das Kriterium erfüllt ist, ob also die Temperatur unter dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, wobei möglicherweise noch weitere Bedingungen erfüllt sein müssen. Ist dies der Fall, so kann es gewünscht oder erforderlich sein, die Temperatur so anzuheben, dass sie über dem Schwellenwert liegt. Dafür kann beispielsweise die Heizeinrichtung aktiviert oder das Heizen der Heizeinrichtung kann verstärkt werden. Zu diesem Zweck kann der Heizeinrichtung eine bestimmte Energiemenge zugeführt werden.

Das Ansteuern der Heizeinrichtung kann zusätzlich von weiteren Bedingungen oder Umständen abhängen, beispielsweise von der Differenz zwischen dem

Temperaturwert und dem Temperaturschwellenwert. Zum Beispiel kann die der Heizeinrichtung zugeführte absolute Energiemenge und/oder die der

Heizeinrichtung pro Zeiteinheit zugeführte Energiemenge von der genannten Differenz abhängen.

Zudem kann zusätzlich der die Komponente durchströmende Gasstrom

angesteuert werden in Abhängigkeit davon, ob die Temperatur unter einem

Schwellenwert liegt. Wenn beispielsweise eine Temperatur des Gasstroms unter dem Temperaturschwellenwert und/oder unter dem aktuellen Temperaturwert in der Komponente des Abgasstrangs liegt, können aktive und/oder passive Steller im Gasstrom so angesteuert werden, dass der Gasstrom durch die Komponente ausgeschaltet oder zumindest reduziert oder minimiert wird. Der Gasstrom kann auch so angesteuert werden, dass er eine lokal an der

Heizeinrichtung entstehende Wärme in der Komponente verteilt bzw. die Verteilung von Wärme innerhalb der Komponente beschleunigt. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Heizeinrichtung in einem in Strömungsrichtung gesehen vorderen Bereich innerhalb der Komponente angeordnet ist.

Ist die Komponente ein Katalysator kann der Temperaturschwellenwert derart festgelegt werden, dass eine sichere Katalyse aller relevanten Schadstoffe stattfindet. Dann ist die sogenannte Light-Off-Temperatur gegeben. Dabei können verschiedene Eigenschaften des Abgases berücksichtigt werden, das bei der Verbrennung des Kraftstoffes entsteht, sowie die Beschaffenheit der katalytisch aktiven Beschichtung der Komponente. Bei Ottomotoren kann ein

Temperaturschwellenwert für eine Betriebstemperatur des Katalysators im Bereich von 150°C bis 300°C liegen. Bei Compressed Natural Gas (CNG) Motoren kann ein Temperaturschwellenwert oberhalb von 400°C liegen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das vorgegebene Kriterium die Bedingung auf, dass der Temperaturwert über einem vorgegebenen weiteren Temperaturschwellenwert liegt. Der weitere Temperaturschwellwert kann beispielsweise eine maximale Betriebstemperatur einer Komponente in dem Abgasstrang oder eine maximale Wiederherstellungstemperatur einer Komponente in dem Abgasstrang sein. Der vorgegebene weitere Temperaturschwellenwert kann eine Temperatur sein, über der eine Schädigung oder ein übermäßiger Verschleiß einer Komponente zu erwarten ist oder zumindest wahrscheinlich ist.

Wenn die hier beschriebene Ausführungsform mit der zuvor dargestellten

Ausführungsform kombiniert wird, ergibt sich, dass der vorgegebene

Temperaturschwellenwert und der vorgegebene weitere Temperaturschwellenwert ein Temperaturfenster für den Temperaturwert bilden. Das Kriterium ist dann, dass der Temperaturwert innerhalb bzw. außerhalb des Temperaturfensters liegt, je nachdem ob der vorgegebene Temperaturschwellenwert größer oder kleiner ist als der weitere vorgegebene Temperaturschwellenwert.

Die Heizeinrichtung wird angesteuert in Abhängigkeit davon, ob das Kriterium erfüllt ist, ob also die Temperatur über dem vorgegebenen weiteren

Temperaturschwellenwert liegt, wobei möglicherweise weitere Bedingungen erfüllt sein müssen. Ist dies der Fall, so kann es gewünscht oder erforderlich sein, die Temperatur so zu senken, dass sie unter dem weiteren Schwellenwert liegt. Dafür kann beispielsweise die Heizeinrichtung deaktiviert oder das Heizen der

Heizeinrichtung kann abgeschwächt werden. Zu diesem Zweck kann die

Energiezufuhr zur Heizeinrichtung verkleinert oder ganz abgestellt werden.

Das Ansteuern der Heizeinrichtung kann zusätzlich von weiteren Bedingungen oder Umständen abhängen, beispielsweise von der Differenz zwischen dem

Temperaturwert und dem weiteren Temperaturschwellenwert. Zum Beispiel kann die der Heizeinrichtung zugeführte Energiemenge und/oder die der Heizeinrichtung pro Zeiteinheit zugeführte Energiemenge von der genannten Differenz abhängen.

Zusätzlich kann der Gasstrom durch die Komponente angesteuert werden in Abhängigkeit davon, ob die Temperatur über dem weiteren

Temperaturschwellenwert liegt. Wenn beispielsweise eine Temperatur des

Gasstroms unter dem aktuellen Temperaturwert in der Komponente des

Abgasstrangs, insbesondere auch unter dem weiteren Temperaturschwellenwert liegt, können aktive und/oder passive Steller im Gasstrom so angesteuert werden, dass der Gasstrom durch die Komponente maximiert oder zumindest verstärkt wird. Zudem kann der Gasstrom so gesteuert werden, dass Temperaturunterschiede in der Komponente ausgeglichen oder zumindest verkleinert werden.

Bei der Steuerung der Raumgeschwindigkeit des Gasstroms kann berücksichtigt werden, dass die Fahrzeugverzögerung möglichst gering sein soll, beispielsweise durch Berücksichtigung des Schleppmoments der Brennkraftmaschine. Dies kann beispielsweise durch ein möglichst starkes Entdrosseln des Gastrakts erreicht werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das vorgegebene Kriterium festgelegt in Abhängigkeit von zumindest einem von (i) einer Eigenschaft des Abgases, insbesondere einer chemischen Zusammensetzung des Abgases, und (ii) einer Beschichtung der Komponente, insbesondere einer katalytisch aktiven Beschichtung der Komponente.

Zusätzlich oder alternativ kann das vorgegebene Kriterium festgelegt werden in Abhängigkeit von zumindest einem von einer Kraftstoffart, von einer

Kraftstoffqualität, von einer Fahrzeugeigenschaft, insbesondere einem

Fahrzeugalter, einer Fahrzeughistorie und/oder einem Zustand einer

Fahrzeugkomponente, von einem Umgebungsparameter, insbesondere einer Außentemperatur, einer Luftfeuchtigkeit und/oder einer Verkehrsdichte, von einem Streckenprofil und von einer Fahrereigenschaft, insbesondere einem Fahrertypus.

Zum Beispiel können der vorgegebene Temperaturschwellenwert und/oder der vorgegebene weitere Temperaturschwellenwert unter Berücksichtigung von zumindest einem der genannten Parameter vorgegeben werden. Auf diese Weise kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass die optimale Betriebstemperatur einer Komponente in dem Abgasstrang, insbesondere eines Katalysators, von einem oder mehreren dieser Parameter abhängen kann.

Die genannten Parameter können gemessen werden, sie können von einem Benutzer und/oder Hersteller vorgegeben sein, sie können aber auch durch auf künstlicher Intelligenz basierende Modellierung bestimmt werden.

Ist die Komponente ein Katalysator, können insbesondere die chemische

Zusammensetzung des Abgases und/oder die katalytisch aktive Beschichtung des Katalysators relevant für den vorzugebenden Temperaturschwellenwert sein.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Komponente eine Abgasnachbehandlungs-Einrichtung, insbesondere eine

Abgasreinigungs-Einrichtung, welche sich in dem Abgasstrang befindet,

insbesondere ein Katalysator.

Ein„Katalysator“ dient der Abgasnachbehandlung, insbesondere der

Abgasreinigung. Er kann im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordnet sein. Er kann dazu dienen, Schadstoffe im Abgasstrom zu konvertieren und/oder zu binden. Beispielsweise können Kohlenwasserstoffemissionen,

Kohlenmonoxidemissionen, Stickoxidemissionen und/oder Partikelemissionen gesenkt werden. Für ein optimales Konvertieren und/oder Binden der Schadstoffe kann eine entsprechende Betriebstemperatur, insbesondere ein

Betriebstemperaturfenster, erforderlich sein.

Bei einem Katalysator kann die Heizeinrichtung in einem in Strömungsrichtung des Abgases vorderen Bereich angeordnet sein, insbesondere direkt am Gaseinlass des Katalysators. Sie kann jedoch auch in einem hinteren Bereich angeordnet sein, beispielsweise am Gasauslass des Katalysators. Durch das Beheizen, insbesondere das elektrische Beheizen, eines Katalysators, kann die Abgasreinigungswirkung früher eintreten, was beispielsweise beim

Benzinmotor hilft, die Kohlenwasserstoffemissionen (HC) und die

Partikelemissionen nach einem Kaltstart zu senken. Beim Dieselmotor liegt der Schwerpunkt zusätzlich auf der Reduktion der Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickoxid (NOx) Emissionen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Heizeinrichtung eine elektrische Heizeinrichtung. Die elektrische Heizeinrichtung kann

beispielsweise eine Widerstandsheizung mittels eines Heizwiderstands oder eine Induktionsheizung sein. Die elektrische Heizeinrichtung kann zumindest teilweise in einer Komponente des Abgasstrangs, insbesondere zumindest teilweise in einem Katalysator, angeordnet sein. Mit einer solchen in einer Komponente angeordneten Heizeinrichtung lässt sich die Temperatur in der Komponente steuern,

beispielsweise um eine Betriebstemperatur einzuhalten.

Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Abgastemperatur niedrig ist, beispielsweise weil die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine unterbrochen ist. Wenn die Komponente ein Katalysator ist, können sich Vorteile beispielsweise nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine ergeben, um das Aufheizen des

Katalysators auf Betriebstemperatur zu beschleunigen. Weiterhin kann eine elektrische Heizeinrichtung bei kraftstoffsparenden Fahrstrategien, wie dem sogenannten„Segeln“ bei abgeschaltetem Motor, vorteilhaft sein, um die

Betriebstemperatur des Katalysators aufrechtzuerhalten oder ein Wiedererreichen der Betriebstemperatur zu beschleunigen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die

Heizeinrichtung ein Heizelement und mindestens ein weiteres Heizelement auf, wobei das Ansteuern der Heizeinrichtung ein erstes Ansteuern des Heizelements und ein weiteres Ansteuern des mindestens einen weiteren Heizelements aufweist. Die beiden Heizelemente können beide elektrische Heizelemente oder auch Heizelemente unterschiedlichen Typs sein. Sie können in oder an derselben Komponente des Abgasstrangs oder auch in oder an unterschiedlichen

Komponenten im Abgasstrang angeordnet sein. Die beiden Heizelemente können dicht beieinander oder räumlich angrenzend angeordnet sein, beispielsweise als unterschiedlich ansteuerbare Bereiche einer räumlich zusammenhängenden Heizeinrichtung, etwa einer Heizscheibe. Die Heizeinrichtung kann zwei, drei, vier, fünf, mehr als fünf oder auch mehr als zehn Heizelemente aufweisen. Mehr als ein Heizelement kann für ein gezieltes lokales Aufheizen unterschiedlicher Bereiche des Abgasstrangs, insbesondere auch unterschiedlicher Bereiche ein und derselben Komponente, vorteilhaft sein. Beispielsweise können die verschiedenen Heizelemente unterschiedlich angesteuert werden, um einen Temperaturausgleich zu erzielen, wenn Temperaturunterschiede zwischen unterschiedlichen Bereichen bestehen. Mehrere Heizelemente können auch für ein räumlich gleichförmiges Aufheizen vorteilhaft sein.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf ein Bestimmen eines zweiten bzw. weiteren Temperaturwerts in der Komponente, wobei der Temperaturwert an einem ersten Ort innerhalb der Komponente bestimmt wird, wobei der zweite Temperaturwert an einem zweiten Ort innerhalb der Komponente bestimmt wird. Dabei sind der erste Ort und der zweite Ort voneinander verschieden. Ferner weist das Überprüfen, ob der Temperaturwert ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, ein Überprüfen auf, ob der Temperaturwert und der zweite Temperaturwert ein vorgegebenes Kriterium erfüllen.

Wie der Temperaturwert kann auch der zweite Temperaturwert ein gemessener und/oder modellierter Temperaturwert sein. Er kann ein über einen vorgegebenen Raumbereich und/oder einen vorgegebenen Zeitbereich gemittelter

Temperaturwert sein. Er kann auch ein Maximalwert oder ein Minimalwert in einem vorgegebenen Raumbereich und/oder in einem vorgegebenen Zeitabschnitt sein. Der vorgegebene Raumbereich kann beispielsweise der Innenraum einer

Komponente sein und/oder der vorgegebene Zeitabschnitt kann beispielsweise der Zeitabstand zwischen zwei Modellierungsschritten sein. Insbesondere können sich der Temperaturwert und der zweite Temperaturwert auf unterschiedliche Bereiche einer Komponente beziehen, beispielsweise jeweils über diese unterschiedlichen Bereiche gemittelte Temperaturen sein.

Ein von zwei Temperaturwerten abhängiges Kriterium erlaubt es,

Temperaturdifferenzen zwischen unterschiedlichen Bereichen des Abgasstrangs, insbesondere einer Komponente, zu bestimmen. Dadurch lassen sich

Temperaturschwankungen identifizieren. Durch geeignetes Ansteuern der

Heizeinrichtung und/oder des Abgasstroms kann solchen

Temperaturschwankungen entgegengewirkt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Kriterium von einer Differenz zwischen dem Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert abhängig. Beispielsweise kann das Kriterium sein, dass Temperaturdifferenzen einen bestimmten Varianzschwellenwert überschreiten bzw. nicht überschreiten. Dies kann von Vorteil sein, beispielsweise um zu erreichen, dass die

Temperaturschwankungen innerhalb einer Komponente, beispielsweise eines Katalysators nicht zu groß werden. Zu große Temperaturschwankungen können das ordnungsgemäße Funktionieren der Komponente beeinträchtigen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet sich zumindest einer von dem ersten Ort und dem zweiten Ort an der Heizeinrichtung. Zumindest einer von dem Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert wird also an der Heizeinrichtung bestimmt. Der Wert kann gemessen und/oder modelliert sein. Dadurch lässt sich der aktuelle Zustand der Heizeinrichtung überwachen, zum Beispiel der Wirkungsgrad überprüfen, welche Heizleistung eine der

Heizeinrichtung zugeführte Energie bewirkt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet sich der zweite Ort stromabwärts von dem ersten Ort in dem Abgasstrang. Der zweite Ort und der erste Ort können beide in derselben Komponente angeordnet sein. Dadurch lässt sich die Temperaturverteilung innerhalb einer Komponente in Strömungsrichtung bestimmen.

Das Kriterium kann die Bedingung aufweisen, dass die Differenz zwischen dem Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert einen Varianzschwellenwert in Strömungsrichtung überschreitet bzw. nicht überschreitet. Überschreitet die Differenz den Varianzschwellenwert kann insbesondere über ein Einstellen des Gasstroms durch die Komponente ein Temperaturausgleich erzielt werden, bis die Differenz zwischen den Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert unter dem Varianzschwellenwert liegt.

Beispielsweise kann der Ort mit einem höheren Temperaturwert stromaufwärts von dem Ort mit einem niedrigeren Temperaturwert liegen. Dann kann der

Temperaturausgleich durch einen ausreichend starken Gasstrom erzielt werden, der Gaspartikel höhere Temperatur zu dem Ort mit niedrigerer Temperatur transportiert. Eine geeignete Raumgeschwindigkeit für das Gas kann anhand von Modellen, insbesondere anhand des Abgasstrang Temperaturmodells, ermittelt werden. Dabei können auch empirisch ermittelte Parameter, die beispielsweise von Sensoren gemessen werden, berücksichtigt werden.

Ist hingegen der Ort mit dem höheren Temperaturwert stromabwärts von dem Ort mit dem niedrigeren Temperaturwert gelegen, kann beispielsweise durch das Zuführen von Wärmeenergie mittels einer Heizeinrichtung an dem Ort mit dem niedrigeren Temperaturwert ein Temperaturausgleich erzielt werden, insbesondere in Kombination mit dem Einstellen eines Gasstroms. Daher kann es sinnvoll sein, die Heizeinrichtung in einem vorderen Teil einer Komponente anzuordnen, also einem Teil, der in Bezug auf die Stromrichtung des Gases vorne liegt. Wiederum kann eine geeignete Raumgeschwindigkeit für das Gas anhand von Modellen, insbesondere anhand des Abgasstrang Temperaturmodells, ermittelt werden.

Das Kriterium kann alternativ oder zusätzlich die Bedingung aufweisen, dass der Temperaturwert und/oder der zweite Temperaturwert unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegen. Ist dieses der Fall kann insbesondere die Heizeinrichtung so angesteuert werden, dass genügend Wärme zugeführt wird, um den

Temperaturwert bzw. den zweiten Temperaturwert über den vorgegebenen

Schwellenwert zu erhöhen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet sich der erste Ort in einem Zentralbereich des Abgasstroms und befindet sich der zweite Ort in einem Außenbereich des Abgasstroms, wobei sich der Außenbereich außerhalb des zentralen Bereichs in Richtung eines Randes des Abgasstroms befindet. Zum Beispiel können sich der erste Ort und der zweite Ort auf selber Höhe in

Strömungsrichtung befinden. Insbesondere können der zweite Ort und der erste Ort auch beide in derselben Komponente angeordnet sein. Dadurch lässt sich die Temperaturverteilung innerhalb einer Komponente quer zur Strömungsrichtung bestimmen.

Das Kriterium kann die Bedingung aufweisen, dass die Differenz zwischen dem Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert einen weiteren

Varianzschwellenwert quer zur Strömungsrichtung überschreitet. Überschreitet die Differenz den weiteren Varianzschwellenwert kann insbesondere über ein

Einstellen des Gasstroms durch die Komponente ein Temperaturausgleich erzielt werden, so dass die Differenz zwischen den Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert unter dem weiteren Varianzschwellenwert ist. Bei Temperaturdifferenzen zwischen einem Zentralbereich und einem Außenbereich quer zur Strömungsrichtung, kann der Gasstrom insbesondere mit aktiven und passiven Stellelementen so gesteuert werden, dass der Gasstrom zu einem Temperaturausgleich beiträgt. Ist der Zentralbereich wärmer als der Außenbereich, sollte auch der Gasstrom von innen nach außen eingestellt werden und umgekehrt. Dabei können zum Beispiel Turbulenzen im Gasstrom ausgenutzt werden, die durch die aktiven und passiven Stellelemente beeinflusst werden können.

Um Temperaturgradienten zwischen einem Innen- oder Kernbereich und einem Außenbereich eines Katalysators entgegenzuwirken, kann beispielsweise ein sogenanntes Wastegate verwendet werden, welches einen Teil des Abgasstroms an der Turbine eines Turboladers vorbeileiten kann. Oder der Ventilhub von Auslassventilen kann entsprechend eingestellt werden. Strategien zur Steuerung des Gasstroms von innen nach außen oder umgekehrt können stark von der Geometrie der Abgasanlage abhängig sein.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf (a) ein Bestimmen eines dritten Temperaturwerts an einem dritten Ort innerhalb der Komponente; (b) ein Bestimmen eines vierten Temperaturwerts an einem vierten Ort innerhalb der Komponente. Dabei weist die Komponente einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich auf, wobei sich der hintere Bereich stromabwärts von dem vorderen Bereich befindet. Jeweils einer von dem ersten Ort, dem zweiten Ort, dem dritten Ort und dem vierten Ort befindet sich in dem Zentralbereich des vorderen Bereichs, in dem Außenbereich des vorderen

Bereichs, in dem Zentralbereich des hinteren Bereichs und in dem Außenbereich des hinteren Bereichs.

Die Komponente wird also anschaulich ausgedrückt in vier Bereiche aufgeteilt: vorne zentral, vorne außen, hinten zentral und hinten außen. Jedem dieser Bereiche wird ein Temperaturwert zugeordnet, der beispielsweise ein Mittelwert, ein Minimalwert oder ein Maximalwert sein kann oder auch ein Wert, der an einem Ort des Bereichs bestimmt wird. Der dritte und der vierte Temperaturwert können gemessen und/oder modelliert werden, wie bereits für den Temperaturwert und den zweite Temperaturwert beschrieben.

Verschiedene Kriterien können analog zu den zuvor beschriebenen

Ausführungsformen bestimmt werden. Die Kriterien können von allen vier Temperaturwerten sowie von weiteren Temperaturwerten abhängen. Insbesondere kann abgefragt werden, ob die Varianz einen bestimmten Varianzschwellwert überschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann abgefragt werden, in welchen Bereichen die größten Temperaturen oder Temperaturspitzen liegen und/oder ob die einzelnen Temperaturwerte unter jeweiligen Temperaturschwellenwerten und/oder über jeweiligen weiteren Temperaturschwellenwerten liegen.

In Abhängigkeit davon, ob derartige Kriterien von den unterschiedlichen

Temperaturwerten erfüllt werden, kann der Gasstrom und/oder eine

Heizeinrichtung angesteuert werden, um entsprechende Sollwerte oder

Sollbereiche für die Temperaturen einzuhalten und so das ordnungsgemäße Funktionieren der Komponente sicherzustellen.

Selbstverständlich sind auch drei Bereiche der Komponente mit drei

Temperaturwerten, fünf Bereiche mit fünf Temperaturwerten, sechs Bereiche mit sechs Temperaturwerten, mehr als sechs Bereiche mit mehr als sechs

Temperaturwerten, mehr als zehn Bereiche mit mehr als zehn Temperaturwerten und mehr als fünfzig Bereiche mit mehr als fünfzig Temperaturwerten möglich. Die Unterteilung des Volumens der Komponente kann auch im Hinblick auf die real auftretenden Strömungsverhältnisse optimiert werden. Entsprechend wird eine verfeinerte Ansteuerung der aktiven und/oder passiven Stellelemente ermöglicht.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung basiert das Ansteuern der Heizeinrichtung auf einer Energiemenge, die in einem Energiespeicher für die Heizeinrichtung verfügbar ist. Zum Beispiel kann der Energiespeicher ein

Energiespeicher sein, in welchem Energie aus Rekuperation gespeichert wird. Er kann die Autobatterie oder ein getrennt von der Autobatterie ausgebildeter Energiespeicher sein. Falls die Komponente ein Katalysator ist, kann eine

Ansteuerstrategie der Heizeinrichtung beispielsweise optimiert werden im Hinblick auf eine möglichst weitreichende Schadstoffreduktion bei Berücksichtigung der verfügbaren Energiemenge.

Bei anderen Ausführungsformen werden der vorgegebene

Temperaturschwellenwert und/oder der vorgegebene weitere

Temperaturschwellenwert in Abhängigkeit der in dem Energiespeicher verfügbaren Energiemenge bestimmt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung basiert das Ansteuern der Heizeinrichtung auf einem vorgegebenen thermischen Verhalten der

Komponente und/oder der Heizeinrichtung. Zum Beispiel kann beim Ansteuern der Heizeinrichtung berücksichtigt werden, dass Aufheiz- und

Temperaturausgleichsvorgänge der Komponente und/oder der Heizeinrichtung verzögert sein können. Entsprechend kann bei der Ansteuerung der

Heizeinrichtung die Energiezufuhr zur Heizeinrichtung zwischenzeitlich

unterbrochen werden, um verzögerte Prozesse vorherzusagen oder abzuwarten. Es kann auch die Raumgeschwindigkeit des Gasstroms zwischenzeitlich reduziert werden, um ein Aufheizen der Komponente und/oder der Heizeinrichtung abzuwarten.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung basiert das Ansteuern der Heizeinrichtung auf einer aktuellen Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine. Insbesondere kann beim Ansteuern der Heizeinrichtung und/oder des Gasstroms berücksichtigt werden, ob Verbrennungen in der Brennkraftmaschine (Motor) stattfinden. Dies kann davon abhängen, ob Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingebracht wird.

Im Fall eines Katalysators kann eine unterbundene Kraftstoffeinbringung zu einem Auskühlen des Katalysators führen, unter anderem weil der Abgasstrom keine Wärme mehr zuführt. Ein solches Auskühlen kann durch eine zusätzliche

Heizeinrichtung in der Komponente verhindert werden. Die Regelung der

Temperaturverteilung innerhalb eines Katalysators mittels einer Heizvorrichtung kann deshalb insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine unterbrochen ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinheit zum

Ansteuern einer Heizeinrichtung beschrieben, welche eingerichtet ist, das

Verfahren gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen durchzuführen.

Der beschriebenen Steuereinheit liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mithilfe einer solchen Steuereinheit eine Heizeinrichtung gesteuert werden kann, um die

Temperaturverteilung in einer Komponente des Abgasstrangs einer

Brennkraftmaschine einzustellen. Dadurch kann ein ordnungsgemäßer Betrieb der Komponente sichergestellt werden. Eine„Steuereinheit“ (Controller) ist dazu eingerichtet, vorgegebene Vorgänge oder Prozesse zu steuern. Die Steuerung kann über Signale, beispielsweise über elektrische und/oder optische Signale erfolgen. Die Steuereinheit kann einen Prozessor besitzen, in welchem Rechenoperationen ablaufen und die

Steuersignale erzeugt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug beschrieben, welches eine Steuereinheit gemäß dem vorgenannten Aspekt und eine

Brennkraftmaschine aufweist.

Dem beschriebenen Kraftfahrzeug liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mithilfe einer solchen Steuereinheit eine Heizeinrichtung gesteuert werden kann, um die

Temperaturverteilung in einer Komponente des Abgasstrangs einzustellen und damit das ordnungsgemäße Funktionieren der Komponente zu ermöglichen.

Ein„Kraftfahrzeug“ kann jedes durch eine Brennkraftmaschine angetriebene Fahrzeug sein, beispielsweise ein Kraftwagen, ein Kraftrad oder eine Zugmaschine.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.

Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine eines

Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bevor unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarische Ausführungsformen näher beschrieben werden, werden zuerst einige grundlegende Überlegungen zusammengefasst, auf deren Basis exemplarische Ausführungsformen der

Erfindung entwickelt wurden.

Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren kann folgende Schritte aufweisen.

Schritt 1 : Beinhaltet die Verfügbarkeit eines Katalysatortemperaturmodells, das gegebenenfalls durch Sensoren unterstützt, korrigiert, adaptiert oder optimiert wird. Dieses Katalysatortemperaturmodell weist außerdem die lokalen Temperaturen sowohl in Strömungsrichtung (axial) als auch in Querrichtung (vom Kern in Richtung Außenhülle), das heißt im Sonderfall einer zylindrischen Form radial, aus. Eine Grundanforderung liegt in der Verfügbarkeit einer in irgendeiner Form aus Modellen oder Sensoren abgeleiteten Temperatur der Fleizscheibe bzw. Fleizscheiben (T1 ).

Schritt 2: Ist die Ermittlung der Temperaturdifferenz zwischen den lokal ermittelten Katalysatortemperaturen und einer Temperaturschwelle (T2). Diese wird

idealerweise derart festgelegt, dass eine sichere Katalyse aller relevanten

Schadstoffe stattfindet. Dies muss im Wesentlichen unter Berücksichtigung der bei der Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgases und in der Abhängigkeit der Beschaffenheit der katalytischen aktiven Beschichtung erfolgen. Diese

Temperaturschwelle, auch Light-off-Temperatur genannt, liegt bei Abgas von Ottomotoren üblicherweise im Bereich von 250° C bis 300° C. Bei CLG-Betrieb der Brenn kraftmasch ine (Methan) liegt diese Schwelle beispielsweise oberhalb 400° C.

Schritt 3: Beinhaltet eine Fallunterscheidung zum Zeitpunkt der Deaktivierung der Verbrennungen. Diese erfolgt in der Regel durch Unterbindung der

Kraftstoffeinbringung in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Die kurzfristige (zum Beispiel die letzten 15 bis 60 Sekunden) in einem Datenspeicher

aufgezeichnete Historie des Betriebs der Brennkraftmaschine kann in die

Fallunterscheidung miteinbezogen werden. Diese Einbeziehung ermöglicht gegebenenfalls eine exaktere Ermittlung der Ist-Temperatur im Hinblick auf das dynamische, reale Temperatur-Response-Verhalten (T3).

Im Folgenden stellen die Varianten von Schritt 4 die jeweilige Ansteuerstrategie von Stellern im Gas-Pfad (Motoreinlass und Motorauslass) zur thermischen Optimierung eines Katalysators mit einer integrierten Heizscheibe mit unabhängiger Energieversorgung dar.

Fall 1 : Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwellenwert) sind alle positiv (K1 ), liegen unterhalb eines maximalen Schwellwerts (K2) und weisen eine niedrige Varianz auf (K3). Die minimale bzw. maximale Temperaturdifferenz und eine Varianzschwelle dienen als

Entscheidungskriterium, ob Fall 1 vorliegt. Ist dies der Fall erfolgt Schritt 4A: Die Heizscheibe bzw. Heizscheiben bleibt bzw. bleiben während der gesamten Zeit der Kraftstoffunterbindung deaktiviert (T4). Die Steller und/oder Aktoren im Gas-Pfad werden so angesteuert, dass die Raumgeschwindigkeiten sehr gering oder minimal sind, sodass die abgeführte Wärmemenge gering ist (T5).

Fall 2: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwellenwert) sind alle positiv (K1 ), liegen oberhalb eines

Maximalschwellwerts (K4) und weisen eine niedrige Varianz auf (K5). Die minimale, bzw. maximale Temperaturdifferenz und eine Varianzschwelle dienen als

Entscheidungskriterium ob Fall 2 vorliegt. Ist dies der Fall erfolgt Schritt 4B: Die Heizscheiben bleiben während der gesamten Zeit der Kraftstoffunterbindung deaktiviert (T4). Die Steller und/oder Aktoren im Gas-Pfad werden so angesteuert (T6), dass die Raumgeschwindigkeit optimal im Hinblick auf ein verringertes Motorschleppmoment ist, sodass die Fahrzeugverzögerung möglichst gering ist. Es kann beispielsweise ein möglichst starkes Entdrosseln des Gastrakts erreicht werden (T6).

Fall 3: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwell wert) sind alle positiv (K1 ) (Überschreiten einer Minimalschwelle (K6)), und weisen in Bezug auf Fall 1 oder Fall 2 eine hohe Varianz auf (K3, K5). Eine Varianzschwelle dient als Entscheidungskriterium ob Fall 3 vorliegt. Ist dies der Fall erfolgt Schritt 4C: Abhängig von den lokalen Temperaturspitzen bzw.

Temperatursenken wird wie folgt vorgegangen. Es findet eine Unterteilung des gesamten Katalysatorvolumens in minimal vier Sektoren statt, die sich aus einem Schnitt in axialer bzw. radialer Richtung ergeben (Innenkern, Außenkern, vordere Hälfte, hintere Hälfte). Im Folgenden werden die nachfolgenden Fälle

unterschieden (T7):

Fall 4: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwell wert) sind alle positiv (K1 ) (Überschreiten einer Minimalschwelle (K6)). Sofern die Temperaturspitzen im vorderen Sektor bzw. in Sektoren mit Heizscheiben liegen (K7) und somit die Wärme in Strömungsrichtung transportiert werden muss, bleiben die Heizscheiben deaktiviert (T4).

In einem Schritt 5 wird anhand von Modellen und/oder empirisch ermittelten Funktionsstrukturen die optimale Soll-Raumgeschwindigkeit des Katalysators ermittelt, bei dem zügig eine geringere Temperaturdifferenzvarianz erreicht werden kann (T8).

In einem Schritt 6 wird dann mithilfe der Steller und/oder Aktoren unter der Berücksichtigung der Motordrehzahl die Ist-Raumgeschwindigkeit auf die

Soll-Raumgeschwindigkeit eingeregelt (T9).

Fall 5: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwell wert) sind alle positiv (überschreiten eine Minimalschwelle). Sofern die Temperaurspitzen im hinteren Sektor bzw. in Sektoren ohne

Heizscheiben liegen und somit der lokale Temperaturgradient entgegen der Strömungsrichtung zeigt, wird die Raumgeschwindigkeit zunächst minimiert (T10) und die Heizscheiben aktiviert (T1 1 ), damit ein steiler Temperaturgradient um die Heizscheibe entsteht. Sobald diese erreicht ist (Aufheizvorgang der Heizscheiben abgeschlossen), werden Schritt 5 und Schritt 6 durchgeführt.

Fall 6: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwell wert) sind alle positiv (überschreiten eine Minimalschwelle). Sofern die Temperaturspitzen in Kernsektoren liegen (K8) und somit der lokale Temperaturgradient von innen nach außen zeigt, werden Steller und Aktoren so angesteuert, dass in der Abhängigkeit der Katalysatorträgerstruktur die

Abgasströmung von innen- nach außenliegenden Sektoren erfolgt (T12). Dies kann zum Beispiel das Wastegate eines Abgasturboladers sein oder der jeweilige vorgegebene Ventilhub der Auslassventile und ist stark von der Geometrie der Abgasanlage abhängig. Die jeweils temporär optimale Raumgeschwindigkeit wird gemäß Schritt 5 und 6 realisiert.

Fall 7: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwell wert) sind nicht alle positiv (K1 ) (bzw. unterschreiten eine Minimalschwelle = Vorhandensein von Kaltzonen). Sofern die Kaltzonen im vorderen Sektor bzw. in Sektoren mit Heizscheiben liegen (K9) und somit der lokale Temperaturgradient entgegen der der Strömungsrichtung zeigt, wird die Raumgeschwindigkeit zunächst minimiert (T13) und die Heizscheibe(n) aktiviert (T14), damit ein steiler Temperaturgradient um die Heizscheibe entsteht. Sobald dieser erreicht ist (Aufheizvorgang der Heizscheiben ist abgeschlossen) wird in einem Schritt 5A (T15) anhand von Modellen und/oder empirisch ermittelten Funktionsstrukturen die optimale Soll-Raumgeschwindigkeit des Katalysators ermittelt, bei der zügig die verbleibenden Kaltzonen aufgeheizt werden. Dann wird Schritt 6 durchgeführt. In einem Schritt 7 wird abgefragt, ob die Heizscheibe aktiv ist (KT), und die Heizscheibe deaktiviert, sobald das Überschreiten der

Minimalschwelle erfolgt (= Kaltzonen beseitigt) oder sicher prädiziert wird.

Fall 8: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwell wert) sind nicht alle positiv (K1 ) (bzw. unterschreiten eine Minimalschwelle = Vorhandensein von Kaltzonen). Sofern die Kaltzonen im hinteren Sektor bzw. in Sektoren ohne Heizscheiben liegen (K10) und der lokale Temperaturgradient in Strömungsrichtung zeigt, werden die Schritte 5A (T15) und 6 (T8, T9) durchgeführt. Fallen dabei die Temperaturdifferenzen im vorderen Sektor bzw. in Sektoren mit Heizscheiben unter eine Schwelle (K10), wird die Heizscheibe aktiviert. Es folgt Schritt 5A (T15), 6 (T8, T9) und 7 (KT).

Fall 9: Die in Schritt 2 ermittelten Temperaturdifferenzen (Ist-Wert minus

Temperaturschwell wert) sind nicht alle positiv (K1 ) (bzw. unterschreiten eine Minimalschwelle = Vorhandensein von Kaltzonen). Sofern die Kaltzonen in

Außensektoren liegen (K8) und somit der lokale Temperaturgradient von innen nach außen zeigt, werden Steller und Aktoren so angesteuert, dass in der

Abhängigkeit der Katalysatorträgerstruktur die Abgasströmung von innen nach außenliegenden Sektoren erfolgt (s. Fall 6). Die jeweils temporär optimale

Raumgeschwindigkeit wird gemäß Schritt 5A (T15) und 6 (T8, T9) realisiert. Fallen dabei die Temperatu r-differenzen im/in Kernsektor/en mit Heizscheiben unter eine Schwelle, wird die Heizscheibe aktiviert. Es erfolgt Schritt 5A (T15), 6 (T8, T9) und 7 (KT).

Während einzelne Schritte als Ergebnis der Fallunterscheidung durchgeführt werden, werden in dieser Zeit die Temperatu r-differenzen kontinuierlich (zum Beispiel mit einer Frequenz von 1 Hertz oder 10 Hertz) ermittelt und es wird überprüft, ob der aktuelle Fall noch zutrifft. Falls nicht wird auf die Strategie umgeschaltet, die für den dann ermittelten aktuellen Fall hinterlegt ist. Eine feinere Unterteilung bzw. eine gezielt auf die real auftretenden Strömungsverhältnisse optimierte Unterteilung des Volumens ist vorteilhaft und ermöglicht eine verfeinerte Ansteuerung der Steller und/oder Aktoren im Hinblick auf eine homogenere Temperaturverteilung und eine gezielte Aufheizung.

Bei den Stellern im Gas-Pfad kann es sich beispielsweise um Drosselklappen, Steller zur Ventilhubvariation (idealerweise 0-hubfähig) auf der Einlass- oder Auslassseite, Stau- oder Abgasklappen, Gasventile, Gasumlenkklappen handeln. Allgemein beschrieben handelt es sich konkret im Rahmen dieser Erfindung um alle die Steller im Gas-Pfad, die eine Variation des Gasdurchsatzes durch den

Katalysator und somit die Raumgeschwindigkeitsvariation ermöglichen. Bei den Aktoren im Gas-Pfad kann es sich beispielsweise um eine Sekundärluftpumpe, einen E-Kompressor, Gastaktventile oder um jeden anderen Aktor handeln, der durch seinen aktiven Betrieb eine Veränderung der Raumgeschwindigkeit des Katalysators bei der durch das verwendete Getriebe vorgegebenen Motordrehzahl herbeiführt.

In einer besonderen Ausführung der angegebenen Fälle können aktuelle

Informationen (wie z. B. Kraftstoffqualität, individuelle Fahrzeugeigenschaften (Fahrzeugalter, Fahrhistorie, Komponentenzustand, etc.), Umgebungsparameter wie Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Verkehrsdichte, Baustellen, A-priori Kenntnisse, z.B. ein bekanntes Streckenprofil, ggf. individuelle

Fahrerinformationen, Fahrertypus, auf auch künstlicher Intelligenz basierende Systeminformationen) zur Anpassung aller oben aufgeführten Schwellenwerte und Sollwerte verwendet werden.

In einer besonderen Ausführung der Ansteuerungsstrategie der Steller und/oder Aktoren wird die Raumgeschwindigkeit immer zwischenzeitlich deutlich gegenüber dem Soll-Wert reduziert und/oder die Aktivierung der Heizscheiben unterbrochen, um den stark verzögerten Aufheiz- bzw. Temperaturausgleichsvorgang zu beobachten.

In einer besonderen Ausführung der Ansteuerstrategie der Steller und Aktoren wird der Aufheiz- bzw. Temperaturausgleichsvorgang durch Modelle prädiziert und somit die gezielte Anpassung des Heizvorgangs und der vorgegebenen

Raumgeschwindigkeit des Katalysators vorgenommen. Sollte der ideale Heizvorgang bzw. der ideale Raumgeschwindigkeitsverlauf mit der/den Heizscheibe/n und/oder den Stellern bzw. Aktoren nicht realisierbar sein, erfolgt die Ansteuerstrategie gemäß den angegebenen Gütekriterien so optimal wie möglich.

In den Fällen, in denen eine Aktivierung der Heizscheiben gemäß der Erfindung erfolgen soll, ist jedoch grundsätzlich zu prüfen, ob dies im Rahmen der noch verfügbaren Energiemenge des Energiespeichers möglich ist.

In einer besonderen Ausführung können die oben angegebenen Schwellwerte und Sollwerte in der Abhängigkeit der verfügbaren Energiemenge des Energiespeichers bzw. durch die Vorgaben eines umfassenden Energiemanagements herauf- bzw. herabgesetzt werden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den angegebenen Schritten liegen in der Verknüpfung von verschiedenen Modellen und Abläufen des Stands der Technik und die Entwicklung einer darauf aufsetzenden Vorheizstrategie eines Katalysators mit mindestens einer Heizscheibe bzw. einem Heizelement. Darüber hinaus liegt ein Vorteil vor in der technischen Verknüpfung der möglichen

Beeinflussung des Gasmassendurchsatzes durch den Motor bei Deaktivierung der Verbrennungsvorgänge durch Unterbindung der Kraftstoffzufuhr mit der optionalen Aktivierung der Heizscheiben eines Katalysators. Dabei wird unter relevanten, realen Randbedingungen ein möglichst homogenes katalytisch aktives

Katalysatorvolumen erreicht.

Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern einer

Heizeinrichtung in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren weist auf (a) ein Bestimmen (S1 10, S1 14) eines Temperaturwerts in einer Komponente des Abgasstrangs; (b) ein Überprüfen (S120, S121 , S122, S124, S130, S131 , S140, S150, S151 , S155, S157), ob der Temperaturwert ein vorgegebenes Kriterium erfüllt; und (c) ein Ansteuern (S129, S132, S153, S156, S160) der Heizeinrichtung in Abhängigkeit davon, ob der Temperaturwert das vorgegebene Kriterium erfüllt.

Im Folgenden ist die Komponente ein Katalysator. Das Verfahren beginnt bei einem Startpunkt S100, beispielsweise dem Beginn eines Fahrzyklus, und weist weitere Schritte wie folgt auf. Ein erster Schritt S1 10 ist das Bestimmen von Temperaturwerten des Katalysators, bspw. eines Temperaturwerts sowie eines zweiten, dritten und vierten

Temperaturwerts. Temperaturwerte können an einer Heizeinrichtung in oder an dem Katalysator, insbesondere an einer Heizscheibe bzw. mehreren Heizscheiben, bestimmt werden (T1 ). Die Heizeinrichtung liegt dabei in einem in

Abgasströmungsrichtung vorderen Bereich des Katalysators.

Ein zweiter Schritt S1 12, nach Schritt S1 10, ist die Ermittlung von

Temperaturdifferenzen zwischen den Temperaturwerten und einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert.

Ein dritter Schritt S1 14, nach Schritt S1 12, betrifft eine genauere Ermittlung der Temperaturwerte unter Einbeziehung einer kurzfristigen, in einem Datenspeicher aufgezeichneten Historie des Betriebs der Brennkraftmaschine.

Nach Schritt S1 14 werden Kriterium 1 und Kriterium T abgefragt S120. Kriterium 1 ist, dass die Temperaturwerte alle über dem vorgegebenen

Temperaturschwellenwert liegen (K1 ). Kriterium T ist, ob die Heizeinrichtung aktiv ist (KT). Das Abfragen von KT stellt sicher, dass ein rechtzeitiges Ausschalten der Heizeinrichtung erfolgen kann.

Sind Kriterium 1 und Kriterium T nicht erfüllt, wird Kriterium 9 abgefragt S121 . Kriterium 9 ist, dass sich all diejenigen der Temperaturwerte, die unter dem

Temperaturschwellenwert liegen, in dem vorderen Bereich des Katalysators befinden (K9).

Ist Kriterium 9 nicht erfüllt, wird Kriterium 10 abgefragt S122. Kriterium 10 ist, dass die Differenz zwischen Temperaturwerten und Temperaturschwellenwert in dem vorderen Bereich unter einem Vorderer-Bereich Schwellenwert liegt (K10).

Falls Kriterium 10 nicht erfüllt ist, wird Schritt 15 ausgeführt S123. Schritt 15 ist, eine Soll-Raumgeschwindigkeit des Gasstroms durch den Katalysator zu ermitteln, bei der die Kaltzonen zügig aufgeheizt werden (T15).

Nach Schritt 15 wird Kriterium 8 abgefragt S124. Kriterium 8 ist, dass in einem Zentralbereich des Katalysators die Temperaturwerte größer als in einem

Außenbereich sind (K8). Ist Kriterium 8 erfüllt, wird Schritt 12 ausgeführt S125. Schritt 12 ist, dass passive und/oder aktive Stellelemente in dem Gaspfad der Brennkraftmaschine so angesteuert werden, dass eine Strömung des Gases in dem Katalysator zumindest überwiegend von innen nach außen zeigt (T12).

Nach Schritt 12 und/oder falls Kriterium 8 nicht erfüllt ist, wird Schritt 8 ausgeführt S126. Schritt 8 ist, dass eine Soll-Raumgeschwindigkeit des Gasstroms durch den Katalysator ermittelt wird, bei der zügig eine geringere Varianz der

Temperaturwerte, d.h. geringere Temperaturschwankungen erreicht werden (T8).

Nach Schritt 8 wird Schritt 9 ausgeführt S127. Schritt 9 ist, dass aktive und/oder passive Stellelemente in dem Gaspfad der Brennkraftmaschine unter

Berücksichtigung der Motordrehzahl so angesteuert werden, dass die

Ist-Raumgeschwindigkeit des Gasstroms durch den Katalysator auf die

Soll-Raumgeschwindigkeit eingeregelt wird (T9).

Nach Schritt 9 wird Kriterium E abgefragt S180. Kriterium E ist, dass das Ende eines Fahrzyklus erreicht ist (KE).

Ist Kriterium 9 erfüllt, wird Schritt 13 ausgeführt S128. Schritt 13 ist, dass die Raumgeschwindigkeit des Gasstroms durch den Katalysator minimiert wird (T13).

Nach Schritt 13 und/oder falls Kriterium 10 erfüllt ist, wird Schritt 14 ausgeführt S129. Schritt 14 ist, dass die Heizeinrichtung aktiviert wird, so dass ein steiler Temperaturgradient um die Heizscheibe entsteht (T14).

Nach Schritt 14 wird Schritt 15 ausgeführt S123.

Sind Kriterium 1 und/oder Kriterium T erfüllt, wird Kriterium 4 abgefragt S130. Kriterium 4 ist, dass die Temperaturwerte über einem vorgegebenen weiteren Temperaturschwellenwert liegen (K4).

Ist Kriterium 4 erfüllt, wird Kriterium 5 abgefragt S131 . Kriterium 5 ist, dass

Differenzen zwischen den Temperaturwerten unter einem Varianzschwellenwert liegen (K5). Ist Kriterium 5 erfüllt, wird Schritt 4 ausgeführt S132. Schritt 4 ist, dass die

Heizeinrichtung deaktiviert bleibt bzw. deaktiviert wird (T4), woraufhin Schritt 6 ausgeführt wird S133.

Schritt 6 ist, dass aktive und/oder passive Stellelemente im Gaspfad der

Brennkraftmaschine so angesteuert werden, dass die Temperaturwerte verkleinert werden, insbesondere unter den vorgegebenen weiteren Temperaturschwellenwert fallen. Dabei kann eine Fahrzeugverzögerung beispielsweise durch ein

Schleppelement der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden, insbesondere mit dem Ziel, diese Fahrzeugverzögerung möglichst gering zu halten. Dafür kann beispielsweise der Gastrakt möglichst stark entdrosselt werden (T6).

Nach Schritt 6 wird Kriterium E wie oben eingeführt abgefragt S180.

Ist Kriterium 4 nicht erfüllt, wird Kriterium 2 abgefragt S140. Kriterium 2 ist, dass die Temperaturwerte unter einem vorgegebenen weiteren Temperaturschwellenwert liegen (K2).

Ist Kriterium 2 erfüllt, wird Kriterium 3 abgefragt S150. Kriterium 3 ist, dass

Differenzen zwischen den Temperaturwerten unter dem Varianzschwellenwert liegen (K3).

Falls zumindest eines der Kriterien 2, 3 und 5 nicht erfüllt ist, wird Kriterium 6 abgefragt S151 . Kriterium 6 ist, dass die Differenzen zwischen Temperaturwerten und dem vorgegebenen Temperaturschwellenwert über einem

Minimalschwellenwert liegen. Bereiche mit Differenzen unter dem

Minimalschwellenwert werden als Kaltzonen bezeichnet.

Ist Kriterium 6 nicht erfüllt, wird Schritt 10 ausgeführt S152. Schritt 10 ist, dass die Raumgeschwindigkeit des Gasstroms durch den Katalysator minimiert wird (T10).

Nach Schritt 10 wird Schritt 1 1 ausgeführt S153. Schritt 1 1 ist, dass die

Heizeinrichtung aktiviert wird, so dass ein steiler Temperaturgradient um die Heizeinrichtung entsteht (T1 1 ).

Nach Schritt 1 1 wird Kriterium 8 abgefragt S124. Ist Kriterium 6 erfüllt, wird Schritt 7 ausgeführt S154. Schritt 7 ist eine Unterteilung des Katalysatorvolumens in minimal vier Sektoren: vorderer Zentralbereich, vorderer Außenbereich, hinterer Zentralbereich, hinterer Außenbereich.

Nach Schritt 7 wird Kriterium 7 abgefragt S155. Kriterium 7 ist, ob die

Temperaturwerte in dem vorderen Bereich größer sind als die Temperaturwerte in dem hinteren Bereich (K7).

Ist Kriterium 7 erfüllt, wird Schritt 4 ausgeführt S156, woraufhin Kriterium 8 abgefragt wird S124.

Ist Kriterium 7 nicht erfüllt, wird Kriterium 6‘ abgefragt S157. Kriterium 6‘ ist, dass die Differenzen zwischen Temperaturwerten und dem vorgegebenen

Temperaturschwellenwert über einem weiteren Minimalschwellenwert liegen (K6‘). Dabei ist der weitere Minimalschwellenwert verschieden von dem unter Kriterium 6 abgefragten Minimalschwellenwert. Auf Grundlage des Kriteriums K6‘ kann entschieden werden, einen Eingriff, insbesondere einen Fleizvorgang, zeitlich zu verschieben.

Ist Kriterium 6‘ nicht erfüllt, wird Schritt 10 ausgeführt S152.

Ist zumindest eines der Kriterien 3 und 6‘ erfüllt, wird Schritt 4 ausgeführt S160, woraufhin Schritt 5 ausgeführt wird S170.

Schritt 5 ist, dass aktive und/oder passive Stellelemente im Gaspfad der

Brennkraftmaschine so angesteuert werden, dass die Raumgeschwindigkeit des Gasstroms durch den Katalysator gering oder minimal wird, so dass nur eine geringe Wärmemenge abgeführt wird (T5).

Nach Schritt 5 wird Kriterium E abgefragt S180. Falls Kriterium E erfüllt ist, wird der Prozess beendet S190. Falls Kriterium E nicht erfüllt ist, werden die Schritte 1 bis 3 ausgeführt S1 10, S1 12, S1 14.

Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 100 eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Ein Frisch luftpfad der Brennkraftmaschine beginnt bei dem Gaseinlass 110 der Brennkraftmaschine, an welchem ein Luftfilter 111 angeordnet ist. Über verschiedene aktive oder passive Stellelemente im Frischluftpfad kann die Frischluftzufuhr zum Motor eingestellt werden und dadurch insbesondere die Zylinderfüllung beeinflusst werden. Solche Stellelemente sind beispielsweise Drosselklappen 112, 115, Umluftklappen 113, Lufttaktventile 116, Drall- bzw. Tumbleklappen 117 oder ein Verdichter 114 eines Abgasturboladers.

Über einen voll- oder teilvariablen Ventiltrieb 120 kann die Gaszufuhr in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine eingestellt werden. Über verschiedene aktive oder passive Stellelemente im Gaspfad des Abgasstrangs kann insbesondere der Gasstrom (Abgasmassenstrom) durch verschiedene

Komponenten im Abgasstrang geregelt und strömungstechnisch beeinflusst werden, beispielsweise durch einen Katalysator 130. Solche Stellelemente sind beispielsweise Abgasklappen 123, ein Wastegate 122 oder ein

Variable-Turbinengeometrie (VTG) Steller 121 in der Turbine eines

Abgasturboladers.

Eine Abgasrückführung (exhaust gas recirculation, EGR) kann eine Verbindung zwischen dem Abgasstrang und dem Frischluftpfad hersteilen. Die Verbindung kann vor dem Katalysator (high pressure EGR) oder hinter dem Katalysator (low pressure EGR) abzweigen. Die Abgasrückführung kann beispielsweise über EGR-Ventile oder EGR-Klappen 125 geregelt werden. Der Katalysator 130 enthält eine Fleizeinrichtung 140 mit Fleizelementen, zum Beispiel Fleizscheiben. Eine elektronische Steuereinheit 150 steuert die

Fleizeinrichtung 140 und die aktiven und passiven Stellelemente in dem Gaspfad zwischen Gaseinlass 110 und Gasauslass 124.