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Title:
METHOD FOR OPERATING A MOTOR VEHICLE, AND MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/001984
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a motor vehicle, the motor vehicle comprising an internal combustion engine (12) which includes an output shaft and by means of which the motor vehicle can be driven via the output shaft, and at least one catalytic converter (38) through which exhaust gas from the internal combustion engine (12) can flow and by means of which the exhaust gas is aftertreated. A temperature of the catalytic converter (38) is ascertained. A power supplied by the internal combustion engine (12) via the output shaft is limited to a limit value as a function of the ascertained temperature of the catalytic converter (38), said limit value being lower than the value of the maximum power that the internal combustion engine (12) can supply via the output shaft.

Inventors:
VON GAISBERG-HELFENBERG ALEXANDER (DE)
SCHMID JOCHEN MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/070543
Publication Date:
January 26, 2023
Filing Date:
July 21, 2022
Export Citation:
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Assignee:
MERCEDES BENZ GROUP AG (DE)
International Classes:
F02D41/02; F02D13/02; F02D37/02; F02D41/06
Domestic Patent References:
WO2020095536A12020-05-14
Foreign References:
JP2012081886A2012-04-26
US20160052508A12016-02-25
US20100082188A12010-04-01
DE60131508T22008-10-16
Attorney, Agent or Firm:
WELLER, Jürgen (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, bei welchem das Kraftfahrzeug eine Abtriebswelle aufweisende Verbrennungskraftmaschine (12), mittels welcher das Kraftfahrzeug über die Abtriebswelle antreibbar ist, und wenigstens einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (12) durchströmbaren Katalysator (38) aufweist, mittels welchem das Abgas nachbehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass:

- eine Temperatur des Katalysators (38) ermittelt wird;

- eine Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine (12) über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur des Katalysators (38) auf einen Begrenzungswert begrenzt wird, welcher geringer ist als der Wert der von der Verbrennungskraftmaschine (12) über deren Abtriebswelle maximal bereitstellbaren Leistung;

- der gegenüber dem Wert der von der Verbrennungskraftmaschine (12) maximal bereitstellbaren Leistung geringere Begrenzungswert, auf den die Leistung der Verbrennungskraftmaschine (12) begrenzt wird, mit zunehmender Temperatur des Katalysators (38) erhöht wird; und

- die Leistung derart auf den Begrenzungswert begrenzt wird, dass aus der Begrenzung der Leistung auf den Begrenzungswert ein solcher Massenstrom des Abgases resultiert, dass der Massenstrom mittels des Katalysators (38) gerade noch nachbehandelt und dadurch gereinigt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine (42) aufweist, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (12) derart betrieben wird, dass ein erster Teil der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine (12) über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und ein zweiter Teil der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine (12) über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben der elektrischen Maschine (42) verwendet wird, welche dadurch als ein Generator betrieben wird, mittels welchem der zweiten Teil in elektrische Energie umgewandelt wird, die in einem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs gespeichert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine (12) über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet wird, während die elektrische Maschine (42) in einem Motorbetrieb und dadurch als ein Elektromotor betrieben wird, mittels welchem das Kraftfahrzeug angetrieben wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (12) zumindest vorübergehend in einem Betriebsmodus betrieben wird, in welchem eine Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine (12) in einer geöffneten Stellung verbleibt, während die Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine (12) über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, durch Variieren des Zündwinkels und/odereiner Drehzahl der Abtriebswelle variiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines variablen Ventiltriebs der Verbrennungskraftmaschine (12) ein Öffnungszeitpunkt, zu welchem innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine (12) wenigstens ein einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine (12) zugeordnetes Auslassventil geöffnet wird, im Vergleich zu einem Normalbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (12) nach früh verstellt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Katalysators (38) anhand eines Rechenmodells berechnet wird.

8. Kraftfahrzeug, welches zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

Description:
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Der DE 601 31 508 T2 ist ein Verfahren als bekannt zu entnehmen, um die Emissionen eines elektrischen Hybrid-Elektrofahrzeugs jenes Typs zu senken, der einen Antriebsstrang, eine elektrische Maschine, welche gezielt Drehmoment zu dem Antriebsstrang liefert, einen Motor, welcher gezielt Drehmoment zu dem Antriebsstrang liefert, und einen Katalysator aufweist, welcher Abgas von dem Motor empfängt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass ein besonders emissionsarmer Betrieb des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren weist das Kraftfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine auf, welche eine Abtriebswelle aufweist. Die Verbrennungskraftmaschine wird auch als Brennkraftmaschine oder Verbrennungsmotor bezeichnet. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine ein Hubkolbenmotor, sodass die Abtriebswelle eine Kurbelwelle ist. Mittels der Verbrennungskraftmaschine ist das Kraftfahrzeug über die Abtriebswelle antreibbar. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle Drehmomente bereitstellen kann, mittels welchen das Kraftfahrzeug antreibbar ist.

Das Kraftfahrzeug weist außerdem wenigstens einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durch ström baren Katalysator auf, mittels welchem das Abgas nachbehandelt und dadurch gereinigt wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei dem Verfahren die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb und somit befeuert betrieben wird. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine in der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ablaufen. Hierzu weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Brennraum auf, in welchem während des befeuerten Betriebs Verbrennungsvorgänge ablaufen. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft- Gemisch verbrannt. Das Gemisch umfasst zumindest Luft und einen insbesondere flüssigen oder aber gasförmigen Kraftstoff. Beispielsweise wird innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine das Gemisch zu einem auch als Zündwinkel bezeichneten Zündzeitpunkt gezündet und dadurch verbrannt. Das jeweilige Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine umfasst beispielsweise zwei vollständige Umdrehungen der Kurbelwelle und somit beispielsweise 720 Kurbelwinkel.

Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Temperatur des Katalysators, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, ermittelt wird. Vorzugsweise ist die elektronische Recheneinrichtung Bestandteil des Kraftfahrzeugs.

Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine, insbesondere mechanische, Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, insbesondere um das Kraftfahrzeug anzutreiben, mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur des Katalysators gezielt auf einen Begrenzungswert begrenzt wird, welcher geringer ist als der Wert der von der Verbrennungskraftmaschine über deren Abtriebswelle maximal bereitstellbaren, insbesondere mechanischen, Leistung. Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Während des Verfahrens wird die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise befeuert betrieben, wodurch die Verbrennungskraftmaschine das Abgas bereitstellt. Aus dem Verbrennen des Gemisches resultiert das Abgas der Verbrennungskraftmaschine. Das Abgas kann aus dem Brennraum beziehungsweise aus der Verbrennungskraftmaschine ausströmen und in der Folge den Katalysator durchströmen. Insbesondere wird das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine bei dem Verfahren angetrieben und dadurch mit einer Geschwindigkeit gefahren, insbesondere entlang einer Fahrbahn.

Während die Verbrennungskraftmaschine befeuert betrieben wird und dabei vorzugsweise das Kraftfahrzeug antreibt, stellt die Verbrennungskraftmaschine über ihre Abtriebswelle die zuvor genannte, insbesondere mechanische, Leistung bereit, die bei dem Verfahren in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur des Katalysators mittels der elektronischen Recheneinrichtung gezielt auf den zuvor genannten Begrenzungswert begrenzt wird, der geringer ist als der Wert der von der Verbrennungskraftmaschine maximal bereitstellbaren Leistung. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird bei dem Verfahren nicht zugelassen, das heißt vermieden, dass die Verbrennungskraftmaschine in ihrem befeuerten Betrieb ihre auch als Nennleistung bezeichnete, maximale Leistung bereitstellt, sondern sozusagen wird die Leistung, die von der

Verbrennungskraftmaschine über ihre Abtriebswelle in dem Betriebspunkt bereitstellbar ist oder bereitgestellt wird, auf eine Leistung begrenzt, die geringer als die maximal bereitstellbare Leistung der Verbrennungskraftmaschine, das heißt als die Nennleistung ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Kraftfahrzeug insbesondere nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine und während eines sich insbesondere direkt an den Kaltstart anschließenden Warmlaufs der Verbrennungskraftmaschine eine übermäßig große Menge an unerwünschten Emissionen ausstößt.

Herkömmlicherweise kann ein Fahrereines mit einer Verbrennungskraftmaschine ausgestatteten und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Kraftfahrzeugs unmittelbar nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine das maximale, von der Verbrennungskraftmaschine bereitstellbare Motormoment, welches auch als Last bezeichnet wird, abrufen, insbesondere auch dann, wenn der Start ein Kaltstart ist.

Durch Abrufen des maximalen Motormoments kann die Verbrennungskraftmaschine somit bei entsprechend hohen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Abtriebswelle ihre Maximal- beziehungsweise Nennleistung bereitstellen. Dies wird nun jedoch durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur des Katalysators und somit beispielsweise so lange, wie die Temperatur des Katalysators geringer als ein vorgegebener oder vorgebbarer Schwellenwert ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass eine übermäßig große Menge an unerwünschten Emissionen ausgestoßen werden. Um einerseits einen besonders emissionsarmen Betrieb und andererseits eine besonders gute Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der gegenüber dem Wert der von der Verbrennungskraftmaschine maximal bereitstellbaren Leistung geringere Begrenzungswert, auf den die Leistung der Verbrennungskraftmaschine begrenzt wird, mit zunehmender Temperatur des Katalysators erhöht wird. Mit anderen Worten wird eine zulässige oder zugelassene Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine nach ihrem Start, insbesondere ihrem Kaltstart, in Abhängigkeit von der auch als Katalysatortemperatur bezeichneten Temperatur des Katalysators auch für geringe Werte erst verzögert freigegeben, sodass beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Maximal- beziehungsweise Nennleistung der Verbrennungskraftmaschine dann und erst dann abrufen kann, beziehungsweise sodass dann und vorzugsweise erst dann zugelassen wird, dass die Verbrennungskraftmaschine ihre Maximal- oder Nennleistung bereitstellt, wenn die Temperatur des Katalysators den Schwellenwert überreicht oder überschritten hat.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Kraftfahrzeug als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist.

Um dabei einen besonders emissionsarmen Betrieb des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben wird, dass ein erster Teil der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und ein zweiter Teil der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben der elektrischen Maschine verwendet wird, welche dadurch als ein Generator betrieben wird, mittels welchem der zweite Teil in die elektrische Energie umgewandelt wird, die in einem beispielsweise als Batterie ausgebildeten, elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs gespeichert wird. Es ist erkennbar, dass der zweite Teil der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, eine Überschussleistung ist, die nicht erforderlich ist und nicht verwendet wird, um eine aktuelle Fahrfunktion oder Fahraufgabe zu erfüllen, sondern die Überschussleistung wird verwendet, um die elektrische Maschine als Generator zu betreiben und um somit die Überschussleistung mittels des Generators in elektrische Energie umzuwandeln, die in dem Energiespeicher gespeichert wird. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Beispielsweise ist der Energiespeicher als Hochvoltbatterie (HV-Batterie) ausgebildet. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrische Maschine als eine Hochvolt-Komponente ausgebildet ist, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Durch Verwenden der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, sowohl zum Antreiben des Kraftfahrzeugs als auch zum Antreiben der elektrischen Maschine kann mittels des Abgases der Verbrennungskraftmaschine der Katalysator besonders schnell erwärmt werden, da eine besonders hohe, auch als Abgastemperatur bezeichnete Temperatur des Abgases realisiert werden kann. Hierdurch ist ein besonders emissionsarmer Betrieb des Kraftfahrzeugs darstellbar.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet wird, während die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und dadurch als ein Elektromotor betrieben wird, mittels welchem das Kraftfahrzeug angetrieben wird. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug gleichzeitig sowohl mittels der Verbrennungskraftmaschine als auch mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird. Somit werden sowohl die Verbrennungskraftmaschine als auch die elektrische Maschine gleichzeitig verwendet, um eine aktuelle Fahrfunktion oder Fahraufgabe zu erfüllen. Einerseits kann hierdurch ein besonders emissionsarmer Betrieb des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Andererseits kann eine vorteilhafte Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden. Diese Ausführungsform kann sicherstellen, dass beispielsweise dann, wenn der Begrenzungswert so niedrig ist, dass die von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle bereitstellbare oder bereitgestellte Leistung nicht ausreicht, um eine beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs gewünschte Geschwindigkeit, mit welcher das Kraftfahrzeug gefahren wird, alleinig mittels der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, die Geschwindigkeit dennoch zu realisieren, und zwar dadurch, dass das Kraftfahrzeug sowohl mittels der Verbrennungskraftmaschine als auch mittels der elektrischen Maschine insbesondere gleichzeitig angetrieben wird. Somit kann beispielsweise durch die elektrische Maschine eine durch das Begrenzen der Leistung fehlende Mangelleistung, die dazu führt, dass das Kraftfahrzeug alleinig durch Antreiben der Verbrennungskraftmaschine nicht mit der von dem Fahrer gewünschten Geschwindigkeit gefahren werden kann, kompensiert wird, sodass trotz der Begrenzung der Leistung auf den Begrenzungswert das Kraftfahrzeug mit der von dem Fahrer gewünschten Geschwindigkeit gefahren werden kann.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine während einer ersten Zeitspanne derart betrieben wird, dass der erste Teil der Leistung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und der zweite Teil der Leistung zum Antreiben der elektrischen Maschine verwendet wird. Während einer zweiten Zeitspanne wird die Leistung zum Betreiben des Kraftfahrzeugs verwendet, während die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb betrieben wird. Dabei geht beispielsweise die zweite Zeitspanne der ersten Zeitspanne vorweg, oder die zweite Zeitspanne schließt sich an die erste Zeitspanne an.

Um einerseits einen besonders emissionsarmen Betrieb und andererseits eine vorteilhafte Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Leistung derart auf den Begrenzungswert begrenzt wird, dass aus der Begrenzung der Leistung auf den Begrenzungswert ein solcher Massenstrom des Abgases resultiert, dass der Massenstrom mittels des Katalysators gerade noch nachbehandelt und dadurch gereinigt werden kann, insbesondere derart, dass wenigstens ein vorgebbares Kriterium gerade noch erfüllt ist. Das Kriterium umfasst beispielsweise, dass wenigstens ein im Abgas insbesondere stromab des Katalysators enthaltener Bestandteil eine vorgebbare oder vorgegebene Grenze unterschreitet.

Bei einerweiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Verbrennungskraftmaschine zumindest vorübergehend und dabei beispielsweise während einer dritten Zeitspanne zumindest vorübergehend in einem Betriebsmodus betrieben, in welchem eine Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine in einer insbesondere vollständig geöffneten Stellung verbleibt, während die Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, durch Variieren des Zündwinkels und/oder der Drehzahl der Abtriebswelle variiert wird. Unter dem Merkmal, dass die Drosselklappe in der geöffneten Stellung verbleibt, ist zu verstehen, dass ein Bewegen der Drosselklappe aus der geöffneten Stellung heraus unterbleibt. Mittels der Drosselklappe kann eine Menge der dem zuvor genannten Brennraum zuzuführenden Luft eingestellt werden. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine den genannten Betriebsmodus aufweist, in welchem die Leistungsabgabe bei offener Drosselklappe durch Variation des Zündwinkels und/oder der auch als Motordrehzahl bezeichneten Drehzahl eingestellt, das heißt gesteuert oder geregelt wird. Dadurch kann der Verbrennungskraftmaschine im befeuerten Betrieb ein vorübergehend schlechter Wirkungsgrad eingestellt werden, so dass mehr Energie der Verbrennung in das Abgas der Verbrennungskraftmaschine abgegeben wird, wodurch der mindestens eine Katalysator zum Behandeln des Abgases schneller erwärmt werden kann.

In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels eines variablen Ventiltriebs und somit mittels eines Nockenwellenstellers ein Öffnungszeitpunkt, zu welchem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugeordnetes Auslassventil geöffnet wird, mithin beginnt sich zu öffnen, im Vergleich zu einem Normalbetrieb der Verbrennungskraftmaschine nach früh verstellt wird. Insbesondere in Kombination mit dem Begrenzen der Leistung auf den Begrenzungswert kann der Verbrennungskraftmaschine im befeuerten Betrieb ein vorübergehend schlechter Wirkungsgrad eingestellt werden, so dass mehr Energie der Verbrennung in das Abgas der Verbrennungskraftmaschine abgegeben wird, wodurch der mindestens eine Katalysator zum Behandeln des Abgases schneller erwärmt werden kann.

Um einen besonders emissionsarmen Betrieb des Kraftfahrzeugs zu realisieren, hat es sich als weiterhin besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Temperatur des Katalysators anhand eines Rechenmodells insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung berechnet wird.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Antriebsstrangs eines

Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben des

Kraftfahrzeugs;

Fig. 3 ein Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens;

Fig. 4 ein Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens;

Fig. 5 ein Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens; und

Fig. 6 ein Diagramm zum weiteren Veranschaulichen des Verfahrens.

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

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Antriebsstrang 10 eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug den Antriebsstrang 10 umfasst und mittels des Antriebsstrangs 10 antreibbar ist. Der Antriebsstrang 10 und somit das Kraftfahrzeug umfassen eine auch als Verbrennungsmotor, Motor oder Brennkraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 12, welche bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als Hubkolbenmotor ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist ein vorliegend als Kurbelgehäuse ausgebildetes Gehäuseelement 14 sowie eine in Fig. 1 nicht erkennbare Abtriebswelle auf, welche als eine Kurbelwelle ausgebildet ist. Die Abtriebswelle ist um eine Abtriebswellendrehachse 16 relativ zu dem Gehäuseelement 14 drehbar. Über die Abtriebswelle kann die Verbrennungskraftmaschine 12 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen, welches somit mittels der Verbrennungskraftmaschine 12 antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist mehrere Brennräume auf. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 12 laufen in dem jeweiligen Brennraum Verbrennungsvorgänge ab, bei denen ein jeweiliges Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird. Dem jeweiligen Brennraum ist wenigstens ein Auslassventil und ein Einlassventil zugeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 12 in dem jeweiligen Brennraum ein Verbrennungsvorgang abläuft, während die Verbrennungskraftmaschine 12 in ihrem befeuerten Betrieb, mithin befeuert betrieben wird. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird das einfach auch als Gemisch bezeichnete Kraftstoff-Luft- Gemisch gezündet und dadurch verbrannt, woraus Abgas der

Verbrennungskraftmaschine 12 resultiert. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird das jeweilige Gemisch zu einem auch als Zündwinkel bezeichneten Zündzeitpunkt gezündet, insbesondere fremdgezündet, und dadurch verbrannt. Das Abgas kann über das jeweilige, dem jeweiligen Brennraum zugeordnete Auslassventil aus dem jeweiligen Brennraum abgeführt werden.

Um das jeweilige Auslassventil zu betätigen und somit zu eröffnen, weist die Verbrennungskraftmaschine 12 wenigstens eine auch als Auslassnockenwelle bezeichnete Nockenwelle auf, welche um eine Nockenwellendrehachse 18 relativ zu dem Gehäuseelement 14 und insbesondere relativ zu einem Zylinderkopf 20 der Verbrennungskraftmaschine drehbar ist. Der Zylinderkopf 20 ist beispielsweise separat von dem Gehäuseelement 14 ausgebildet und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Gehäuseelement 14 verbunden. Die Nockenwelle ist über einen beispielsweise als Zugmitteltrieb ausgebildeten Steuertrieb von der Abtriebswelle antreibbar und dadurch um die Nockenwellendrehachse 18 relativ zu dem Zylinderkopf 20 drehbar. Insbesondere kann die Nockenwelle Bestandteil eines Ventiltriebs sein, welcher vorzugsweise als ein variabler Ventiltrieb ausgebildet ist. Dabei umfasst der variable Ventiltrieb beispielsweise einen auch als Phasensteller bezeichneten Nockenwellensteller 22, mittels welchem die Nockenwelle relativ zu der Abtriebswelle verdrehbar und dadurch in ihrer Phase einstellbar ist, insbesondere während die Nockenwelle über den Steuertrieb von der Abtriebswelle antreibbar ist beziehungsweise mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist dabei ein Steuergehäuse 24 auf, in welchem der Steuertrieb angeordnet ist. Des Weiteren ist erkennbar, dass ein Kältemittelverdichter 26 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an der Verbrennungskraftmaschine 12, insbesondere am Gehäuseelement 14, gehalten sein kann. Mittels des Kältemittelverdichters 26 kann ein Kältemittel einer beispielsweise als Kompressionskältemaschine ausgebildeten Klimaanlage des Kraftfahrzeugs verdichtet werden. Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist außerdem eine Ölwanne 28 auf, in welcher Öl zum Schmieren der Verbrennungskraftmaschine 12 aufgenommen oder aufnehmbar ist. Die Ölwanne 28 ist beispielsweise separat von dem Gehäuseelement 14 ausgebildet und mit dem Gehäuseelement 14 verbunden.

Außerdem ist aus Fig. 1 eine Ölablaufschraube 30 erkennbar, über welche das zunächst in der Ölwanne 28 aufgenommene Öl aus der Ölwanne 28 abgelassen werden kann.

Das Kraftfahrzeug umfasst außerdem ein Steuergerät 32. Das Steuergerät 32 ist eine elektronische Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, oder das Steuergerät 32 ist Bestandteil einer elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs und somit mittels des Steuergeräts 32 wird ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs durchgeführt, wobei das Verfahren im Folgenden anhand der Figuren erläutert wird. Das Kraftfahrzeug weist außerdem eine Abgasanlage 34 auf, welche von dem Abgas aus der Verbrennungskraftmaschine 12 beziehungsweise aus den Brennräumen durchströmbar ist. Die Abgasanlage 34 umfasst einen einfach auch als Krümmer bezeichneten Abgaskrümmer 36, mittels und in welchem das Abgas aus den Brennräumen zusammengeführt wird. Mit anderen Worten sind die Brennräume durch den und in dem Abgaskrümmer 36 zusammengeführt. Die Abgasanlage 34 umfasst mindestens einen insbesondere stromab des Abgaskrümmers 36 angeordneten Katalysator 38, welcher von dem Abgas aus den Brennräumen durchströmbar ist. Mittels des Katalysators 38 wird bei dem Verfahren das den Katalysator 38 durchströmende Abgas nachbehandelt und dadurch gereinigt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zumindest eine in dem Abgas enthaltene Komponente mittels des Katalysators 38 und damit zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt wird. In Fig. 1 ist durch einen Pfeil 40 eine Strömung des Abgases veranschaulicht und insbesondere ist durch den Pfeil 40 veranschaulicht, dass das den Katalysator 38 durchströmende Abgas aus dem Katalysator 38 ausströmt, das heißt austritt.

Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kraftfahrzeug als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. Dabei umfasst das Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine 42, welche beispielsweise in einem Generatorbetrieb betrieben wird und somit als ein Generator und in einem Motorbetrieb und somit als ein Elektromotor betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine 42 von der Abtriebswelle, das heißt über die Abtriebswelle von der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben, insbesondere derart, dass die Verbrennungskraftmaschine 12 in ihrem befeuerten Betrieb über die Abtriebswelle mechanische Energie oder mechanische Leistung bereitstellt, wobei die mechanische Energie beziehungsweise die mechanische Leistung mittels der elektrischen Maschine 42 in elektrische Energie umgewandelt wird. Die elektrische Energie wird von der elektrischen Maschine 42 bereitgestellt und kann beispielsweise in einem, nicht näher dargestellten, elektrischen Energiespeicher gespeichert werden. In dem Motorbetrieb treibt beispielsweise die elektrische Maschine 42 das Kraftfahrzeug elektrisch an. Insbesondere kann die elektrische Maschine 42 in dem Motorbetrieb die Verbrennungskraftmaschine 12 beim Antreiben des Kraftfahrzeugs unterstützen, sodass beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine 42 und mittels der Verbrennungskraftmaschine 12 gleichzeitig angetrieben wird. Insbesondere ist es hierbei denkbar, dass ein Rotor der elektrischen Maschine 42 drehfest mit der Abtriebswelle verbindbar oder verbunden ist, sodass beispielsweise in dem Motorbetrieb die elektrische Maschine 42 die Abtriebswelle und beispielsweise über die Abtriebswelle das Kraftfahrzeug antreibt.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verbrennungskraftmaschine 12 als ein Vier-Zylinder-Hubkolbenmotor ausgeführt. Dabei ist beispielsweise das Steuergerät 32 an dem Zylinderkopf 20 gehalten. Außerdem ist beispielsweise die Abgasanlage 34 an dem Zylinderkopf 20 gehalten. Die Abgasanlage 34, insbesondere der Abgaskrümmer 36, kann Abgaseinzelzylinderrohre aufweisen, welche vorzugsweise gleich lang sind. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise der Abgaskrümmer 36 als eine vierfach-Sammeltüte ausgebildet, mittels welcher die Brennräume und somit Einzelstränge zusammengefasst oder zusammengeführt und in eine Abgasnachbehandlungseinrichtung geleitet werden, welche vorliegend als der Katalysator 38 ausgebildet ist. Die Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine 12 kann zum Antreiben der elektrischen Maschine 42 dienen, die wiederum insbesondere dadurch den beispielsweise als Hybridbatterie ausgebildeten Energiespeicher aufladen kann, dass die elektrische Energie, die von der elektrischen Maschine 42 in dem Generatorbetrieb bereitgestellt wird, in dem Energiespeicher gespeichert wird.

Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, wird bei dem Verfahren eine Temperatur des Katalysators 38 insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt. Beispielsweise wird die auch als Katalysatortemperatur bezeichnete Temperatur des Katalysators 38 mittels eines auch als Temperaturmodell bezeichneten Rechenmodells berechnet und dadurch ermittelt, welches beispielsweise in einem Speicher der elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Steuergerätes 32, abgelegt, das heißt gespeichert ist. Des Weiteren ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass eine insbesondere mechanische Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Katalysatortemperatur gezielt auf einen Begrenzungswert begrenzt wird, welcher geringer als der Wert der von der Verbrennungskraftmaschine über deren Abtriebswelle maximal bereitstellbare Leistung ist. Vorzugsweise wird das Verfahren durchgeführt, während das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben und dadurch gefahren wird, insbesondere mit einer auch als Fahrgeschwindigkeit bezeichneten Geschwindigkeit, welche größer als Null ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Katalysatortemperatur gezielt auf den Begrenzungswert begrenzt wird, welcher geringer ist als der Wert der von der Verbrennungskraftmaschine 12 über deren Abtriebswelle maximal bereitstellbaren Leistung, während das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben und dadurch mit einer gegenüber 0 größeren Geschwindigkeit gefahren wird.

Das Bereitstellen der Leistung über die Abtriebswelle durch die Verbrennungskraftmaschine 12 wird auch als Leistungsabgabe bezeichnet. Wird ein beispielsweise als Kaltstart ausgebildeter Start der zunächst deaktivierten Verbrennungskraftmaschine 12 durchgeführt, die bei dem Start gestartet und somit in ihren befeuerten Betrieb überführt wird, so wird bei dem Verfahren die zulässige beziehungsweise höchstmögliche Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine nach dem Start, insbesondere Kaltstart, in Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur begrenzt, derart, dass die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle bereitstellbare Leistung geringer als die maximal von der Verbrennungskraftmaschine 12 über Abtriebswelle bereitstellbare Leistung ist. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass die zulässige Leistungsabgabe nach dem Start, insbesondere Kaltstart, der Verbrennungskraftmaschine 12 in Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur auch für geringe Werte erst verzögert freigegeben werden. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der gegenüber dem auch als Maximalwert bezeichneten Wert der von der Verbrennungskraftmaschine maximal bereitstellbaren Leistung geringere Begrenzungswert, auf den die Leistung der Verbrennungskraftmaschine 12 begrenzt wird, mit zunehmender Katalysatortemperatur erhöht wird. Wird beispielsweise ermittelt, dass durch die Begrenzung der Leistung auf den Begrenzungswert die Leistung, die die Verbrennungskraftmaschine 12 über ihre Abtriebswelle bereitstellt, nicht ausreicht, um eine beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs gewünschte Fahraufgabe oder Fahrfunktion wie beispielsweise eine von dem Fahrer gewünschte Geschwindigkeit, mit welcher das Kraftfahrzeug gefahren werden soll, realisiert werden kann, so wird beispielsweise die elektrische Maschine 42, welche eine elektrische Komponente des auch als Hybridantriebsstrang oder Hybridantrieb bezeichneten Antriebsstrangs 10 ist, in dem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben, sodass das Kraftfahrzeug gleichzeitig sowohl mittels der Verbrennungskraftmaschine 12 als auch mittels der elektrischen Maschine 42 angetrieben wird. Mittels der elektrischen Maschine 42 wird dadurch eine aus der Begrenzung der Leistung auf den Begrenzungswert resultierenden Mangelleistung oder Fehlleistung kompensiert, sodass das Kraftfahrzeug trotz der Begrenzung der Leistung auf den Begrenzungswert mit der von dem Fahrer gewünschten Geschwindigkeit gefahren beziehungsweise angetrieben werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die zur Erfüllung der Fahrfunktion erforderliche Leistung vorrangig durch elektrische Komponenten des Hybridantriebs bereitgestellt wird. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass eine von der elektrischen Maschine 42 in dem Motorbetrieb bereitgestellte, insbesondere mechanische, Leistung, die zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet wird, größer als die Leistung ist, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle bereitgestellt wird und den Begrenzungswert aufweist. Es ist erkennbar, dass unter der Begrenzung der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über ihre Abtriebswelle bereitgestellt wird, auf den Begrenzungswert zu verstehen ist, dass die den Begrenzungswert aufweisende Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, geringer ist als der auch als Maximalwert bezeichnete Wert der von der Verbrennungskraftmaschine 12 über deren Abtriebswelle maximal bereitstellbaren Leistung.

Ferner ist es möglich, insbesondere bei einem unabhängigen, separaten, weiteren Aspekt, dass die Verbrennungskraftmaschine 12 insbesondere in ihrem Warmlauf zumindest zeitweise eine größere mechanische Leistung abgibt, das heißt über die Abtriebswelle bereitstellt, als zur Erfüllung der unmittelbaren, auch als Fahraufgabe bezeichneten Fahrfunktion benötigt wird, sodass die Verbrennungskraftmaschine 12 eine Überschussleistung bereitstellt, die nicht zum Antreiben des Kraftfahrzeugs sondern zum Antreiben der elektrischen Maschine 42 und somit zum Betreiben der elektrischen Maschine 42 in dem Generatorbetrieb verwendet wird, sodass die Überschussleistung als chemische Energie in dem Energiespeicher gespeichert werden kann. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 12 derart betrieben wird, dass ein erster Teil der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und ein zweiter Teil der Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, zum Antreiben der elektrischen Maschine 42 verwendet wird, welche dadurch als der zuvor beschriebene Generator betrieben wird, mittels welchem der zweite Teil in elektrische Energie umgewandelt wird, die in dem elektrischen Energiespeicher gespeichert wird. Der zweite Teil ist die zuvor genannte Überschussleistung.

Um eine besonders effizienten, effektiven und emissionsarmen Betrieb des Kraftfahrzeugs zu realisieren, ist es ferner vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 12 insbesondere nach ihrem Kaltstart genau die Leistung abgibt, die zu einem solchen, auch als Abgasmassenstrom bezeichneten Massenstrom des Abgases führt, dass der Abgasmassenstrom im insbesondere teilweise erwärmten Katalysator 38 gerade noch gereinigt werden kann. Im Rahmen des Verfahrens ist es insbesondere vorgesehen, dass die Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über ihre Antriebswelle bereitgestellt wird, zumindest im Wesentlichen kontinuierlich steigt, dadurch, dass die Katalysatortemperatur zumindest im Wesentlichen kontinuierlich ansteigt, insbesondere mit zunehmender, sich an den Start anschließender Betriebsdauer der Verbrennungskraftmaschine 12, die während der Betriebsdauer befeuert betrieben wird. Falls die zuvor genannte Leistung, die zu dem genannten Abgasmassenstrom führt, zu groß ist, um die aktuelle Fahraufgabe zu erfüllen, wird überschüssig erzeugte Energie, das heißt die Überschussleistung in dem Energiespeicher gespeichert. Mit anderen Worten wird dabei beispielsweise die Überschussleistung der Verbrennungskraftmaschine 12 verwendet, um die elektrische Maschine 42 anzutreiben und somit als Generator zu betreiben, mittels welchem die Überschussleistung in elektrische Energie umgewandelt wird. Falls die zu dem Abgasmassenstrom führende Leistung zu klein ist, um die aktuelle Fahraufgabe zu erfüllen, wird die elektrische Maschine 42 in dem Motorbetrieb betrieben, sodass das Kraftfahrzeug gleichzeitig mittels der Verbrennungskraftmaschine 12 und mittels der elektrischen Maschine 42 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Um die elektrische Maschine 42 in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine 42 mit in dem Energiespeicher gespeicherter, elektrischer Energie versorgt.

Unter dem Merkmal, dass mittels des Generators die Überschussleistung der Verbrennungskraftmaschine 12 in elektrische Energie umgewandelt wird, ist selbstverständlich zu verstehen, dass die Überschussleistung durch mechanische Energie gebildet wird oder ist, die insbesondere über die Abtriebswelle der elektrischen Maschine 42 zugeführt wird. Hierdurch wird die elektrische Maschine 42 angetrieben und somit als Generator betrieben, mittels welchem die der elektrischen Maschine 42 zugeführte, mechanische Energie, mithin die Überschussleistung, in elektrische Energie umgewandelt wird.

Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine 12 einen Brennraum aufweist, in welchem die Leistungsabgabe bei offener Drosselklappe durch Variation des Zündwinkels und der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 12 gesteuert oder geregelt wird. Unter der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 12 ist eine Drehzahl zu verstehen, mit welcher sich die Abtriebswelle um die Abtriebswellendrehachse 16 relativ zu dem Gehäuseelement 14 insbesondere während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 12 dreht.

Des Weiteren ist es denkbar, dass mittels des Nockenwellenstellers 22 eine frühe Auslass-Öffnen-Steuerzeit eingestellt wird, mithin ein Öffnungszeitpunkt, zu welchem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels das jeweilige Auslassventil geöffnet wird, gegenüber einem Normalbetrieb nach früh verstellt wird. Der genannte Zeitpunkt, zu welchem das jeweilige Auslassventil innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels geöffnet wird, wird auch als Auslass-Öffnet bezeichnet und fällt mit einer Drehstellung der Abtriebswelle zusammen. Durch das frühe Auslass-Öffnet kann der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 12 im Vergleich zu dem Normalbetrieb reduziert werden, wodurch der Katalysator 38 besonders schnell erwärmt werden kann.

Das die auch als Abgastrakt bezeichnete Abgasanlage 34 durchströmende Abgas der Verbrennungskraftmaschine 12 enthält Energie, insbesondere Wärmeenergie, die dadurch, dass das Abgas aus den Brennräumen ausströmt und in der Folge in den Abgastrakt einströmt und den Abgastrakt durchströmt, in den Abgastrakt eingebracht oder an den Abgastrakt abgegeben wird. Hierdurch werden der Abgastrakt und somit der Katalysator 38 aufgeheizt. Dabei wirken insbesondere zwei Energieformen: eine erste der Energieformen ist thermische Energie, die insbesondere in dem Abgasmassenstrom beziehungsweise in dessen Temperatur, beziehungsweise absoluter Temperatur, enthalten ist. Die zweite Energieform ist chemische Energie, welche insbesondere darin besteht oder dadurch gebildet ist, dass in betriebswarmen Bereich des Katalysators exotherme chemische Reaktionen von Abgaskomponenten umgesetzt werden, wie beispielsweise eine auf Oxidation von Kohlenmonoxid mit im Abgas enthaltenen Restsauerstoff (2CO+O2 - > 2CO2).

Das jeweilige Gemisch umfasst Luft und insbesondere flüssigen Kraftstoff, der beispielsweise in den jeweiligen Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird. Insbesondere wird der Kraftstoff innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den jeweiligen Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, sodass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels eine vorgebbare oder vorgegebene Menge des Kraftstoffes in den jeweiligen Brennraum eingebracht wird. Dabei hängt der Abgasmassenstrom von der pro Arbeitsspiel in den jeweiligen Brennraum eingespritzten, auch als Kraftstoffmenge bezeichneten Menge des Kraftstoffes, ab, insbesondere multipliziert mit der Anzahl der Arbeitsspiele, wobei die Anzahl der Arbeitsspiele wiederum von der auch als Motordrehzahl bezeichneten Drehzahl der Abtriebswelle abhängt. Eine auch als Abgastemperatur bezeichnete Temperatur des Abgases hängt von einer bei der jeweiligen Verbrennung des jeweiligen Gemisches freigesetzten thermischen Energie und einer mechanisch abgegebenen Arbeit ab. Die Temperatur des Abgases wird im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen gesteigert, indem die Verbrennungskraftmaschine 12 mit für den Wirkungsgrad schlechten, späten Zündwinkeln, weit offener Drosselklappe und erhöhter Drehzahl betrieben wird. Um den verringerten Wirkungsgrad zu kompensieren, wird mehr Kraftstoff verbrannt, was zur Temperaturerhöhung führt. Die abgegebene, auch als Motorleistung bezeichnete Leistung und damit der Wirkungsgrad der Umsetzung werden durch Variation des Zündwinkels eingestellt.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse 44 die Zeit aufgetragen ist. Auf der Ordinate 46 des Diagramms sind die Leistung P, die Drehzahl n und die Last T der Verbrennungskraftmaschine 12 aufgetragen. Die LastT, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 über deren Abtriebswelle bereitgestellt wird, ist das jeweilige, zuvor genannte Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und/oder der elektrischen Maschine 42.

Wenn beispielsweise eine herkömmliche Verbrennungskraftmaschine zu einem Zeitpunkt to gestartet wird, und die Verbrennungskraftmaschine im Grunde keine mechanische Leistung abgibt beziehungsweise sich in ihrem Leerlauf befindet, so erreicht die Temperatur des Katalysators 38 erst zu einem Zeitpunkt U seine Beharrungstemperatur oder Anspringtemperatur und somit seine volle Wirksamkeit im Hinblick auf das Nachbehandeln des Abgases. Ein in Fig. 2 gezeigter, zeitlicher Verlauf 48 veranschaulicht die Temperatur des Katalysators 38, und ein Verlauf 50 veranschaulicht die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 12, deren Drehzahl vorliegend die Leerlaufdrehzahl ist. Ein Verlauf 52 veranschaulicht die auch als Motorleistung bezeichnete Leistung, die die Verbrennungskraftmaschine 12 über die Abtriebswelle bereitstellt.

Wenn beispielsweise - wie es in Fig. 3 gezeigt ist - die herkömmliche Verbrennungskraftmaschine ab ihrem Motorstart Leistung abgibt, erwärmt sich die Abgasanlage schneller, da im Vergleich zu Fig. 2 wegen des gesteigerten Abgasmassenstroms oder Abgasvolumenstroms noch zusätzlich die thermische Leistung den Katalysator erwärmt. Er erreicht seine volle Wirksamkeit etwas früher, vorliegend zu einem Zeitpunkt t2. Sofern schon vor dem Zeitpunkt t2 beispielsweise ab einem Zeitpunkt ti die maximale Motorleistung abgegeben wird, wird zwischen den Zeitpunkten ti und t2 gegebenenfalls nicht optimal gereinigtes Abgas emittiert. Falls die Steigerung der Motorleistung von 0 bis zum Maximalwert zu schnell erfolgt, wird auch zwischen den Zeitpunkten to und ti nicht optimal gereinigtes Abgas emittiert, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind. Die zuvor genannten Probleme können nun durch das Verfahren vermieden werden, welches insbesondere aus Fig. 4 erkennbar ist. Bei dem Verfahren wird die Verbrennungskraftmaschine 12 mittels der elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere mittels des Steuergeräts 32, in beispielsweise zumindest im Wesentlichen kontinuierlicher Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur ab Motorstart auf eine maximale Leistungsabgabe begrenzt, die geringer ist als die maximal von der Verbrennungskraftmaschine 12 bereitstellbare Leistung. Dadurch erreicht der Katalysator 38 seine volle Wirksamkeit im Vergleich zu Fig. 3 zwar erst zu einem Zeitpunkt b, welcher nach dem Zeitpunkt t2 liegt, jedoch wird zu keinem Zeitpunkt ungereinigtes Abgas abgegeben, das heißt es kann vermieden werden, dass eine übermäßige Menge an Emissionen ausgestoßen wird. Die Freigabe der abgebbaren Motorleistung erfolgt zumindest im Wesentlichen Kontinuierlich in Abhängigkeit von dem Katalysator 38, welcher sich beispielsweise zumindest im Wesentlichen kontinuierlich erwärmt. Somit wird beispielsweise der Begrenzungswert mit zunehmender Temperatur des Katalysators 38 zunehmend erhöht.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 12 beispielsweise bei gegebenen zeitlichen Verlauf der zur Erfüllung der Fahraufgabe erforderlichen Leistung eine erhöhte mechanische Leistung abgibt, was insbesondere aus Fig. 5 erkennbar ist. In Fig. 5 veranschaulicht ein Verlauf 54 die zur Erfüllung der aktuellen Fahraufgabe erforderliche Leistung. Anhand der Verläufe 52 und 54 ist erkennbar, dass die durch den Verlauf 52 veranschaulichte Leistung, die von der Verbrennungskraftmaschine 12 tatsächlich über die Abtriebswelle bereitgestellt wird, größer ist als die eigentlich zur Erfüllung der Fahraufgabe erforderliche Leistung (Verlauf 54). Im Vergleich zum Verlauf 54 und somit im Verlauf zu der Leistung, die zur Erfüllung der aktuellen Fahraufgabe erforderlich ist, stellt die Verbrennungskraftmaschine 12 somit über ihre Abtriebswelle eine Überschussleistung 56 bereit. Die Überschussleistung wird in dem Energiespeicher eingespeichert. Mit anderen Worten wird mittels der Überschussleistung die elektrische Maschine 42 in dem Generatorbetrieb und somit als Generator betrieben, welcher die Überschussleistung verwendet, um elektrische Energie zu erzeugen beziehungsweise bereitzustellen, die in dem Energiespeicher gespeichert wird. Dadurch wird der Katalysator 38 schnell erwärmt. Wenn genau die Leistung abgegeben wird, die zu einem Abgasmassenstrom führt, der im teilweise wirksamen Katalysator 38 gerade noch gereinigt werden kann, so erreicht die Verbrennungskraftmaschine 12 beziehungsweise das Kraftfahrzeug ihre beziehungsweise seine volle Leistungsbereitschaft zu einem besonders frühen Zeitpunkt ti, ohne eine übermäßig große Menge an unerwünschten Schadstoffen zu emittieren.

Schließlich wird anhand von Fig. 6 eine weitere Möglichkeit des Verfahrens beschrieben. Die Verbrennungskraftmaschine 12 gibt bei gleichem zeitlichem Leistungsabgabeverlauf (Verlauf 52) wie in Fig. 3 dargestellt die Leistung bei höheren Drehzahlen ab als im betriebswarmen Zustand beziehungsweise als bei herkömmlichen Lösungen. Dadurch finden pro Zeiteinheit mehr Arbeitsspiele und somit mehr Verbrennungen als im betriebswarmen Zustand beziehungsweise als bei herkömmlichen Lösungen statt. Daher kann in einer Zeiteinheit häufiger die Maximalmenge an Kraftstoff eingespritzt und verbrannt werden. Trotz gleicher mechanischer Abgabeleistung wird also mehr thermische Leistung umgesetzt. Damit trotz größerer thermischer Leistung die Verbrennungskraftmaschine 12 nicht mehr mechanische Leistung abgibt, wird die Verbrennungskraftmaschine 12 mit reduziertem Wirkungsgrad betrieben. Dies geschieht durch einen ungünstig spät gewählten Zündzeitpunkt. Die thermische Überschussleistung wird im Wesentlichen an das Abgas abgegeben und erwärmt den Katalysator 38 sehr schnell, sodass dieser seine Beharrungstemperatur schon zum Zeitpunkt ti erreicht. Das Abgas wird optimal gereinigt. Zur Reduktion des Wirkungsgrads kann die Verbrennungskraftmaschine 12 mit ungünstig späten Zündwinkeln und/oder ungünstig frühen Auslasssteuerzeiten, mithin Zeitpunkten, zu welchen das jeweilige Auslassventil öffnet, betrieben werden. Bezugszeichenliste

10 Antriebsstrang

12 Verbrennungskraftmaschine

14 Gehäuseelement

16 Abtriebswellendrehachse

18 Nockenwellendrehachse

20 Zylinderkopf

22 Nockenwellensteller

24 Steuergehäuse

26 Kältemittelverdichter

28 Ölwanne

30 Ölablassschraube

32 Steuergerät

34 Abgasanlage

36 Abgaskrümmer

38 Katalysator

40 Pfeil

42 elektrische Maschine

44 Abszisse

46 Ordinate

48 Verlauf, Temperatur Katalysator

50 Verlauf, Drehzahl Verbrennungskraftmaschine

52 Verlauf, Motorleistung

54 Verlauf, erforderliche Motorleistung

56 Überschussleistung n Drehzahl

P Leistung

T Last t Zeit to, 1 ,2,3,4 Zeitpunkte