DE102010008311B4

DE102010008311B4 - Steuermodul zum steuern eines elektrisch beheizten katalysators für ein hybridfahrzeug sowie verfahren zum steuern eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102010008311B4
Application number: DE102010008311.9A
Authority: DE
Inventors: Bryan Nathaniel Roos; Brian Spohn; Eugene V. Gonze; Halim G. Santoso
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2020-10-15
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: CN101881229B; CN101881229A; DE102010008311A1; US8727050B2; US20100212981A1

Abstract

Verfahren zum Starten eines Fahrzeugs, umfassend, dass:ein Fernstartsignal erzeugt wird;in Ansprechen auf das Fernstartsignal ein Vorheizen eines beheizten Katalysators (210) eingeleitet wird; undnach dem Einleiten des Vorheizens eine Maschine (102) gestartet wird;der Katalysator (210) in Ansprechen auf das Fernstartsignal auf Grundlage eines Batterieladezustands elektrisch vorgeheizt wird; unddie Maschine (102) bei ausgeschalteter Zündung gestartet wird, wenn ein Laden der Batterie (197) erforderlich ist; dadurch gekennzeichnet , dassdie Maschine (102) abgeschaltet wird, wenn ein Türentriegelungssignal erzeugt wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Emissionssteuerungen für Kraftfahrzeuge und insbesondere ein Verfahren zum Starten eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Steuermodul zur Steuerung eines elektrisch beheizten Katalysators für ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie ein gattungsgemäßes Steuermodul ist der Art nach bereits im Wesentlichen aus der DE 10 2008 023 394 A1 bekannt.
Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften DE 603 07 939 T2 , US 2004 / 0 111 199 A1 , DE 42 31 711 C2 , US 2010 / 0 280 698 A1 und DE 42 25 274 A1 verwiesen.
HINTERGRUND
Brennkraftmaschinen verbrennen ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was Antriebsmoment erzeugt. Eine Luftströmung in Benzinmaschinen wird über eine Drossel geregelt. Genauer stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, die eine Luftströmung in die Maschine steigert oder verringert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, steigt die Luftströmung in die Maschine. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, erhöht den Drehmomentausgang der Maschine. Typischerweise werden erwärmte Katalysatoren in dem Abgassystem verwendet, um bestimmte Komponenten der Abgase zu reduzieren. Typischerweise stammt die Erwärmung von einem Verbrennen von Kraftstoff in der Maschine. Elektrisch beheizte Katalysatoren können ebenfalls verwendet werden. Der Katalysator arbeitet oberhalb einer bestimmten Temperatur effizienter.
Hybridfahrzeuge besitzen allgemein zwei Energiequellen. Die Brennkraftmaschine stellt eine erste Energiequelle dar und ein Elektromotor stellt eine zweite Energiequelle dar. Der Elektromotor wird im Stadtverkehr öfter als eine Energiequelle verwendet, bei dem kinetische Energie des Fahrzeugs durch regenerative Bremsung rückgewonnen, in elektrische oder chemische Form umgewandelt und in einer Batterie gespeichert werden kann, aus der der Motor angetrieben wird. Die Brennkraftmaschine ist während einer Autobahnfahrt geeigneter, während der eine Radbremsung und Möglichkeiten zur Energierückgewinnung selten sind, und die Maschine arbeitet bei ihrem größten Wirkungsgrad.
Bei gemischten Fahrbedingungen können der Elektromotor und die Brennkraftmaschine abhängig von Fahrbedingungen und der Größe der Batteriekapazität gemeinsam verwendet werden, um Leistung an eine Getriebeantriebswelle zu übertragen.
Hybride sind während Leerlauf- und Fahrszenarien langen Zeitperioden mit abgeschalteter Maschine ausgesetzt. Während der Zeitperiode mit abgeschalteter Maschine kann die Katalysatortemperatur fallen, was eine zusätzliche Erwärmung erfordern kann, um den Spitzenwirkungsgrad des Abgaskatalysators zu erhalten. Die Aufrechterhaltung der Katalysatortemperatur reduziert die Menge an Emissionen für ein Kaltstartereignis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, dafür Sorge zu tragen, dass ein Katalysator eines Hybridfahrzeugs auch bei geringem Batterieladezustand zuverlässig auf Betriebstemperatur gebracht wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Steuermodul mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in welchen:

1 ein Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Maschinensystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
2 eine schematische Blockansicht eines Steuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Starten eines Hybridfahrzeugs und zum Steuern eines elektrisch beheizten Katalysators ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Zu Zwecken der Klarheit sind in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen dazu verwendet, ähnliche Elemente zu identifizieren. Der hier verwendete Ausdruck „A, B und/oder C“ sei derart zu interpretieren, dass ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen ODER gemeint ist. Es sei zu verstehen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge ohne Änderung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden können.
Der hier verwendete Begriff „Modul“ betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Nun Bezug nehmend auf 1 ist ein Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Maschinensystems 100 dargestellt. Das Maschinensystem 100 umfasst eine Maschine 102, die auf Grundlage eines Fahrereingabemoduls 104 ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebsmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Ansaugkrümmer 110 gezogen. Nur beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einer drehbaren Klappe sein. Ein Maschinensteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drosselaktuatormodul 116, das ein Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Menge an Luft, die in den Ansaugkrümmer 110 gezogen wird, zu steuern.
Luft von dem Ansaugkrümmer 110 wird in Zylinder der Maschine 102 gezogen. Während die Maschine 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken nur ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Nur beispielhaft kann die Maschine 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder selektiv zu deaktivieren, was unter bestimmten Maschinenbetriebsbedingungen eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
Luft von dem Ansaugkrümmer 110 wird in den Zylinder 118 durch ein Ansaugventil 122 gezogen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffaktuatormodul 124, das eine Kraftstoffeinspritzung reguliert, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 110 an einer zentralen Stelle oder an mehreren Stellen eingespritzt werden, wie nahe dem Ansaugventil jedes der Zylinder. Bei verschiedenen Implementierungen, die in 1 nicht gezeigt sind, kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in den Zylindern zugeordnete Mischkammern eingespritzt werden. Das Kraftstoffaktuatormodul 124 kann eine Einspritzung von Kraftstoff in Zylinder, die deaktiviert sind, anhalten.
Der eingespritzte Kraftstoff mischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/KraftstoffGemisch in dem Zylinder 118. Ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 komprimiert das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Auf Grundlage eines Signals von dem ECM 114 erregt ein Funkenaktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118, die das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Die zeitliche Steuerung des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit festgelegt sein, in der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet ist.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches treibt den Kolben abwärts, wodurch eine rotierende Kurbelwelle (nicht gezeigt) angetrieben wird. Der Kolben beginnt sich dann wieder abwärts zu bewegen und treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Abgasventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden von dem Fahrzeug über ein Abgassystem 134 ausgetragen.
Das Funkenaktuatormodul 126 kann durch ein Zeitsteuersignal gesteuert werden, das angibt, wie weit vor oder nach dem OT der Zündfunken bereitgestellt werden soll. Ein Betrieb des Zündfunkenaktuatormoduls 126 kann daher mit der Kurbelwellenrotation synchronisiert sein. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunkenaktuatormodul 126 eine Bereitstellung von Zündfunken für deaktivierte Zylinder anhalten.
Das Ansaugventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert sein, während das Abgasventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert sein kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen mehrere Ansaugventile pro Zylinder steuern und/oder können die Ansaugventile mehrere Zylinderreihen steuern. Ähnlicherweise können mehrere Auslassnockenwellen mehrere Abgasventile pro Zylinder steuern und/oder können Abgasventile für mehrere Zylinderreihen steuern. Das Zylinderaktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 durch Inaktivierung eines Öffnens des Ansaugventils 122 und/oder des Abgasventils 130 deaktivieren.
Die Zeitdauer, in der das Ansaugventil 122 offen ist, kann in Bezug auf den Kolben-OT durch einen Einlassnockenphasensteller 148 variiert werden. Die Zeitdauer, in der das Abgasventil 130 geöffnet ist, kann in Bezug auf den Kolben-OT durch einen Auslassnockenphasensteller 150 variiert werden. Ein Phasenstelleraktuatormodul 158 steuert den Einlassnockenphasensteller 148 und den Auslassnockenphasensteller 150 auf Grundlage von Signalen von dem ECM 114. Falls implementiert, kann auch ein variabler Ventilhub durch das Phasenstelleraktuatormodul 158 gesteuert werden.
Das Maschinensystem 100 kann eine Aufladevorrichtung aufweisen, die druckbeaufschlagte Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader 160, der eine Heiß-Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase, die durch das Abgassystem 134 strömen, betrieben wird. Der Turbolader 160 weist auch einen Kaltluft-Kompressor 160-2 auf, der durch die Turbine 160-1 betrieben wird, die Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 führt. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Superlader (engl.: „supercharger“), der durch die Kurbelwelle angetrieben wird, Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefern. Der Turbolader 160 kann auch ein variabler Flügel-Turbolader sein.
Ein Wastegate bzw. Ladedruckregelventil 162 kann ermöglichen, dass Abgas den Turbolader 160 umgeht, wodurch die Aufladung (die Menge an Ansaugluftkompression) des Turboladers 160 reduziert wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader 160 über ein Aufladungsaktuatormodul 164. Das Aufladungsaktuatormodul 164 kann die Aufladung des Turboladers 160 durch Steuerung der Position des Ladedruckregelventils 162 modulieren. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Aufladungsaktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader 160 kann eine variable Geometrie besitzen, die durch das Aufladungsaktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
Ein Ladeluftkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der Wärme der komprimierten Luftladung dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die komprimierte Luftladung kann aufgrund der Nähe der Luft zu dem Abgassystem 134 auch absorbierte Wärme aufweisen. Obwohl die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 zu Zwecken der Darstellung getrennt gezeigt sind, sind diese oftmals aneinander befestigt, wodurch Ansaugluft in nächster Nähe zu heißem Abgas gebracht wird.
Das Maschinensystem 100 kann ein Abgasrückführungs-(AGR)-Ventil 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Ansaugkrümmer 110 umleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts des Turboladers 160 angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
Das Maschinensystem 100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (U/min) unter Verwendung eines U/min-Sensors 180 messen. Die Temperatur des Maschinenkühlmittels kann unter Verwendung eines Maschinen-kühlmitteltemperatur-(ECT)-Sensors 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in der Maschine 102 oder an anderen Stellen, an denen Kühlmittel zirkuliert wird, angeordnet sein, wie einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck in dem Ansaugkrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmer-absolutdruck-(MAP)-Sensors 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Maschinenunterdruck, der die Differenz zwischen Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Ansaugkrümmer 110 ist, gemessen werden. Der Massendurchfluss von Luft, die in den Ansaugkrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Massenluftstrom-(MAF)-Sensors 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 aufweist.
Das Drosselaktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung von einem oder mehreren Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur von Luft, die in die Maschine 102 gezogen wird, kann unter Verwendung eines Ansauglufttemperatur-(IAT)-Sensors 192 gemessen werden. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Maschinensystem 100 zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 kommunizieren, um ein Schalten von Gängen in einem Getriebe (nicht gezeigt) zu koordinieren. Beispielsweise kann das ECM 114 während eines Getriebeschaltvorgangs ein Maschinendrehmoment reduzieren. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 kommunizieren, um einen Betrieb der Maschine 102 und eines Elektromotors 198 zu koordinieren. Das Hybridsteuermodul 196 kann mit einer Batterie 197 zur Lieferung von Elektrizität an den Elektromotor 198 in Verbindung stehen. Das Hybridsteuermodul 196 kann in Bezug auf eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit oder - leistungsfähigkeit steuern. Der Fahrzeugbediener kann in der Lage sein, die Betriebsart zu wählen.
Das Hybridsteuermodul 196 kann ein Ladezustandsmodul 230 zur Bestimmung des Ladezustands der Hybridbatterie 197 aufweisen. Der Ladezustand entspricht dem Niveau der Batterieladung. Ein Ladezustandssignal kann als ein Prozentsatz von Voll oder eine Implementierung desselben ausgedrückt werden. Es existieren verschiedene Niveaus des Ladezustands und somit kann ein Ladezustandssignal einem Ladeniveau entsprechen. Das Hybridfahrzeug kann in verschiedenen Betriebsarten arbeiten, einschließlich einer ladungsabreichernden (CD) Betriebsart, bei der der Fahrzeugbetrieb den elektrischen Antrieb, das Maschinensubsystem oder beide mit einer Nettoabnahme des Batterieladezustands verwendet. Ein ladungserhaltender (CS) Betriebszustand des Hybrid-Elektrofahrzeugs ist eine Betriebsart, bei der der Fahrzeugbetrieb mit dem Elektroantrieb auf dem Elektroantrieb, dem Maschinensubsystem oder beiden bei einem relativ konstanten Batterieladezustand basiert. Dies ist typischerweise ein schmaler Bereich.
Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren und kann dazu verwendet werden, elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Fahrzeugsysteme, zur Speicherung in einer Batterie, oder beides zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert sein.
Ein elektronisches Bremssteuermodul 200 kann auch mit dem Maschinensteuermodul 114 kommunizieren. Verschiedene Drehmomente, die dem elektronischen Bremssystem zugeordnet sind, können in die Drehmomentsteuerung einbezogen werden, wie nachfolgend beschrieben ist.
Jedes System, das einen Maschinenparameter variiert, kann als ein Aktuator bezeichnet werden, der einen Aktuatorwert aufnimmt. Beispielsweise kann das Drosselaktuatormodul 116 als ein Aktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der Aktuatorwert bezeichnet werden. Bei dem Beispiel von 1 erreicht das Drosselaktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche durch Einstellen des Winkels der Klappe des Drosselventils 112.
Ähnlicherweise kann das Zündfunkenaktuatormodul 126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während der entsprechende Aktuatorwert die Größe an Zündfunkenfrühverstellung relativ zu dem Zylinder-OT sein kann. Andere Aktuatoren können das Aufladungsaktuatormodul 164, das AGR-Aktuatormodul 172, das Phasenstelleraktuatormodul 158, das Kraftstoffaktuatormodul 124 und das Zylinderaktuatormodul 120 aufweisen. Für diese Aktuatoren können die Aktuatorwerte einem Aufladedruck, einer AGR, einer Ventilöffnungsfläche, Einlass- und Auslassnockenphasenstellerwinkeln, eine Kraftstofflieferrate bzw. einer Anzahl aktivierter Zylinder entsprechen. Das ECM 114 kann Aktuatorwerte steuern, um ein gewünschtes Drehmoment von der Maschine 102 zu erzeugen.
Das Abgassystem 134 kann einen elektrisch beheizten Katalysator 210 aufweisen. Der elektrisch beheizte Katalysator 210 kann in Verbindung mit dem Maschinensteuermodul 114 oder anderen Steuermodulen, wie dem Bremssteuermodul, oder einem Motorsteuermodul, wie dem Hybridsteuermodul 196 stehen. Das Maschinensteuermodul 114 kann die Verbindung und Trennung der Hybridbatterie 197 mit/von dem elektrisch beheizten Katalysator 210 steuern. Andere Module können Leistung direkt an den elektrisch beheizten Katalysator 210 liefern. Ein Ladezustandscontroller kann ebenfalls den EHC 210 steuern. Selbstverständlich können andere Module den elektrisch beheizten Katalysator 210 steuern. Der elektrisch beheizte Katalysator 210 kann auch in Verbindung mit einem passiven Katalysator 212 verwendet werden, der durch Verbrennung von Kraftstoff erwärmt wird. Wie gezeigt ist, sind der elektrisch beheizte Katalysator 210 und der passive Katalysator 212 in einem gemeinsamen Gehäuse gezeigt. Jedoch können die beiden Katalysatoren separate Komponenten in dem Abgassystem 134 sein. Die Katalysatoren 210, 212 reduzieren giftige Gase von den einen Auspuff 214 verlassenden Abgasen.
Ein Fernstartmodul 220 kann ebenfalls in Verbindung mit dem Maschinensteuermodul 114 stehen. Das Fernstartmodul 220 kann ein drahtloses Signal, wie ein HF-Signal, empfangen, um das Fahrzeug fernzustarten. Ein Fernstarten eines Hybridfahrzeugs kann ein Starten der Maschine, um den Fahrgastraum oder andere Komponenten, die Fahrgastraumluft zirkulieren, mit dem Heizsystem aufzuwärmen, wenn die Maschine bereits warm ist, und einen Betrieb des elektrisch beheizten Katalysators 210 in Erwartung eines Betriebs der Maschine umfassen.
Das Fernstartmodul 220 kann mit anderen Fahrzeugkomponenten in Verbindung stehen, wie einem Zündschalter 222 und einem Verriegelungsmodul 224. Der Zündschalter 222 kann verschiedene Positionen besitzen, wie eine Zubehörposition und eine Laufposition. Der Zündschalter 222 kann ein Signal bereitstellen, das der Laufposition, einer Zubehörposition und einer Aus-Position entspricht. Das Verriegelungsmodul 224 kann mit den elektrischen Verriegelungen für das Fahrzeug in Verbindung stehen. Wenn das Fahrzeug nicht verriegelt ist, kann ein Entriegelungssignal erzeugt werden, und wenn das Fahrzeug verriegelt ist, kann das Verriegelungsmodul 224 ein Verriegelungssignal erzeugen.
Nun Bezug nehmend auf 2 ist ein Steuermodul 300 gezeigt. Das Steuermodul 300 ist ein generisches Steuermodul, das Komponenten des Maschinensteuermoduls 114, des Getriebesteuermoduls 194, des Hybridsteuermoduls 196 und des Fernstartmoduls 220 aufweisen kann. Wie oben erwähnt ist, können die Module in ein Modul kombiniert sein oder können in mehrere getrennte Module verteilt sein, wie in 1 gezeigt ist.
Das Steuermodul 300 umfasst ein Fernstartdetektionsmodul 310. Das Fernstartdetektionsmodul 310 kann mit einem Zeitgebermodul 312 gekoppelt sein. Das Zeitgebermodul kann die vergangene Zeit zeitlich festlegen, seit das Startmodul aktiviert wurde. Das Fernstartdetektionsmodul 310 kann ein Fernstartsignal erzeugen und das Signal an ein Steuermodul 314 für einen elektrisch beheizten Katalysator liefern. Die Zeit, seit das Fernstartsignal erzeugt wurde, kann durch das Zeitgebermodul 312 zeitlich festgelegt werden.
Ein Verriegelungsmodul 316 kann ein Türverriegelungssignal an das Steuermodul 314 für elektrisch beheizten Katalysator liefern. Das Verriegelungsmodul kann ein Türentriegelungssignal, ein Türverriegelungssignal oder ein Signal für aktivierte Türverriegelung oder ein Signal für aktivierte Türentriegelung erzeugen. Ein Zündungspositionsmodul 318 kann ein Zündungspositionssignal erzeugen, das der Position eines Zündschlüssels entspricht. Das Zündungspositionsmodul kann ein Signal erzeugen, das der Position mit eingeschalteter Zündung, der Position mit ausgeschalteter Zündung oder einer Zubehörbetriebsposition entspricht.
Ein Ladezustandsmodul 320 kann einen Ladezustand an ein Steuermodul 314 für elektrisch beheizten Katalysator kommunizieren. Das Ladezustandsmodul kann einen Ladezustand für die Hybridbatterie 197 erzeugen.
Ein Fahrgastraumtemperaturanforderungsmodul 322 kann eine Fahrgastraumtemperaturanforderung für das Steuermodul 314 für elektrisch beheizten Katalysator erzeugen. Das Fahrgastraumtemperaturanforderungsmodul 322 kann mit einem Klimaanlagensteuersystem in dem Fahrzeug in Verbindung stehen. Das Fahrgastraumtemperaturanforderungsmodul kann auch mit einem Schlüsselanhänger oder einem anderen Aktivator für das Fernstartsystem in Verbindung stehen.
Das Steuermodul 314 für elektrisch beheizten Katalysator kann auf Grundlage der Eingaben von den anderen Modulen 310 - 322 eine Steuerung des elektrisch beheizten Katalysators erzeugen, so dass der Katalysator vor Betrieb der Maschine aktiviert wird. Der Betrieb der Maschine kann durch das Maschinensteuermodul 114 gesteuert werden. Das Maschinensteuermodul 114 kann auch dazu verwendet werden, einen passiven Katalysator zu aktivieren.
Nun Bezug nehmend auf 3 ist die vorliegende Offenbarung spezifisch auf ein System zum Steuern eines elektrisch beheizten Katalysators in einem Hybridfahrzeug bei Fernstart gerichtet. Bei Schritt 410 kann ein Fernstart an einem Schlüsselanhänger oder einer anderen Vorrichtung aktiviert werden. Ein HF-Signal kann von einem Fernstartmodul oder einer anderen Fernstartdetektion empfangen werden. Bei Schritt 412 weist, wenn der Fernstart für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer nicht aktiviert worden ist, die durch die Variable XX bei Schritt 412 repräsentiert ist, der Schritt 414 die Abschaltung des Fahrzeugs oder die Abschaltung des Fernstartsystems an. Bei Schritt 416 kann, wenn das Fahrzeug entriegelt ist, das Fahrzeug die Türschlösser wieder verriegeln. Dies kann zentral unter Verwendung eines elektrischen Verriegelungssystems gemacht werden. Bei Schritt 418 können die Fahrzeugcontroller, die während eines Fernstartprozesses typischerweise aktiviert sind, in eine Ruhebetriebsart gebracht werden. Dies kann die Leistung von derartigen Controllern reduzieren oder abschalten.
Zurück Bezug nehmend auf Schritt 412 wird, wenn die vergangene Zeit kleiner als eine vorbestimmte Schwelle ist, Schritt 420 ausgeführt. Bei Schritt 420 wird bestimmt, ob das Fahrzeug schlüsselbetätigt laufengelassen wird. Um zu bestimmen, ob das Fahrzeug schlüsselbetätigt laufengelassen wird, wird die Detektion eines Signals von einer Zündquelle verwendet. In einem schlüssellosen System kann das Drücken eines Knopfes eine Position zum schlüsselbetätigten Laufenlassen sein. Bei Schritt 422 prüft, wenn das Fahrzeug bei Schritt 420 schlüsselbetätigt laufengelassen wird, der Schritt 422 den Ladezustand der Hybridbatterie sowie die Temperatur des Katalysators, um zu bestimmen, ob eine Kraftstofferwärmung erforderlich ist. Wenn eine Kraftstofferwärmung erforderlich ist, kann Schritt 426 ausgeführt werden, wie unten beschrieben ist. Bei Schritt 424 wird das elektrisch beheizte Katalysatorsystem erregt, um eine Katalysatortemperatur aufrechtzuerhalten oder auf eine Katalysatortemperatur vorzuheizen, oder beides. Dieser Schritt kann in Ansprechen auf einen Ladezustand abgewandelt werden. Nach dem Schritt 424 bricht der Schritt 426 den Fernstartbetriebsablauf, der oben bei Schritt 410 eingeleitet wurde, ab, und nimmt den normalen Betriebsablauf des elektrisch beheizten Katalysators in Ansprechen auf die Schritte 420 - 424 wieder auf.
Zurück Bezug nehmend auf Schritt 420 bestimmt, wenn das Fahrzeug nicht schlüsselbetätigt laufengelassen wird, der Schritt 428, ob das Fahrzeug autostoppfähig ist. „Autostoppfähig“ betrifft ein Hybridfahrzeug, das in der Lage ist, ohne die Fahrzeugmaschine in der nur elektrischen Betriebsart zu arbeiten. Wenn das Fahrzeug nicht in der Lage ist, in der nur elektrischen Betriebsart zu arbeiten, prüft der Schritt 430 den Ladezustand der Hochspannungs- oder Hybridbatterie. Der elektrisch beheizte Katalysator wird vorgeheizt oder auf einer vorbestimmten Katalysatortemperatur gehalten. Nach Schritt 432 startet der Schritt 434 die Maschine für eine zusätzliche Katalysatorerwärmung nach Bedarf, wenn ein Laden der Hochspannungs- oder Hybridbatterie erforderlich ist. Anschließend wird, wenn die Maschine an ist und die Türentriegelung bei Schritt 436 aktiviert worden ist, die Maschineneinschaltanforderung umgangen und das Fahrzeug wird bei Schritt 438 in einen Autostoppzustand gebracht. Der Umgehungsschritt von 438 kann für eine vorbestimmte Zeitdauer ausgeführt werden, wie zwei bis drei Minuten. Durch Ausführung des Schrittes 438 hört der Anwender nicht das Laufen der Maschine beim Einstieg oder bei Annäherung an das Fahrzeug. Ein Schlüsselzugang zu dem Fahrzeug oder der Gebrauch des Fernschlüsselanhängers kann ermöglichen, dass das Fahrzeug einen Autostopp ausführt.
Zurück Bezug nehmend auf Schritt 428 wird, wenn das Fahrzeug autostoppfähig ist, der Schritt 440 ausgeführt. Bei Schritt 440 wird der Ladezustand der Hybridbatterie überwacht. Wenn der Ladezustand der Hybridbatterie ein nahezu ladungserhaltender (CS) Betrieb ist, wird das elektrisch beheizte Katalysatorsystem bei Schritt 442 abgeschaltet. Anschließend können die Schritte 434 - 436 mit der eingeschalteten Maschine ausgeführt werden.
Zurück Bezug nehmend auf Schritt 440 sieht, wenn der Ladezustand der Hybridbatterie kein nahezu ladungserhaltender Betrieb ist und das Fahrzeug bei Schritt 444 im Autostopp ist, der Schritt 446 eine Katalysatoraufrechterhaltungserwärmung vor.
Nach den Schritten 436, bei dem die Türverriegelung nicht aktiviert wird, und nach den Schritten 438 und 446 wird der Schritt 448 ausgeführt. Der Schritt 448 bestimmt, ob eine Temperaturanforderung erzeugt wird oder nicht. Nach dem Schritt 448 aktiviert, wenn eine Kühlanforderung erzeugt wird, der Schritt 450 ein elektrisches Klimaanlagensystem. Nach Schritt 450 wird erneut der Schritt 412 ausgeführt.
Zurück Bezug nehmend auf Schritt 448 bestimmt, wenn die Anforderung der Fahrgastraumtemperatur eine Heizanforderung ist, der Schritt 452, ob die Heizanforderung ohne zusätzliche Wärme von der Maschine eingelöst werden kann. Wenn keine zusätzliche Wärme vorgesehen werden muss, wird der Schritt 412 erneut ausgeführt. Wenn zusätzliche Wärme von der Maschine erforderlich ist, wird bei Schritt 454 der Batterieladezustand bestimmt. Anschließend erwärmt der Schritt 456 elektrisch den Katalysator auf eine Vorheiztemperatur oder hält die Katalysatortemperatur bei. Anschließend wird die Maschine eingeschaltet und die Schritte 434 bis 438 werden erneut ausgeführt.
Hybridanwender erwarten typischerweise, dass ihre Fahrzeuge sooft wie möglich in der nur elektrischen Betriebsart arbeiten. Der Katalysator in einem ladungsabreichernden Hybrid wird in Erwartung eines Maschineneinschaltereignisses in dem Fall beibehalten, wenn ein Kunde in das Fahrzeug steigt und mit einer hohen Drehmomentanforderung wegfährt. Das Fahrzeug muss auch alle Fahrgastraumkomfortanforderungen, wie Heizen und Klimaanlagenbetrieb bei Fernstarts auf eine Weise einlösen, die einen Kraftstoffgebrauch und eine Emissionsabgabe minimiert. Das obige Verfahren sieht ein elektrisch beheiztes Katalysatorsystem vor, das bei Fernstartereignissen einen Kraftstoffverbrauch reduziert und eine Emissionsabgabe reduziert.

Claims

Verfahren zum Starten eines Fahrzeugs, umfassend, dass: ein Fernstartsignal erzeugt wird; in Ansprechen auf das Fernstartsignal ein Vorheizen eines beheizten Katalysators (210) eingeleitet wird; und nach dem Einleiten des Vorheizens eine Maschine (102) gestartet wird; der Katalysator (210) in Ansprechen auf das Fernstartsignal auf Grundlage eines Batterieladezustands elektrisch vorgeheizt wird; und die Maschine (102) bei ausgeschalteter Zündung gestartet wird, wenn ein Laden der Batterie (197) erforderlich ist; dadurch gekennzeichnet , dass die Maschine (102) abgeschaltet wird, wenn ein Türentriegelungssignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach Erzeugung eines Fernstartsignals ein Fernstartabschaltsignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass, wenn sich die Zündung in einer Laufposition befindet, ein Batterieladezustand bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass, wenn das Fahrzeug nicht autostoppfähig ist, ein Batterieladezustand bestimmt wird und der Katalysator (210) in Ansprechen auf den Ladezustand elektrisch gesteuert wird und wobei das Starten einer Maschine (102) umfasst, dass die Maschine (102) für zumindest eines aus einer zusätzlichen Katalysatorerwärmung, einer Anforderung für Fahrgastraumtemperatur und einer Komponentenerwärmung gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend, dass die Maschine (102) abgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug autostoppfähig ist und ein Ladezustand nicht in oder nahe einer ladungserhaltenden Betriebsart ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn das Fahrzeug autostoppfähig ist und ein Batterieladezustand nahe einem ladungserhaltenden Betrieb ist, der elektrisch beheizte Katalysator (210) deaktiviert wird und anschließend die Maschine (102) gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn das Fahrzeug in der Autostoppbetriebsart ist und ein Batterieladezustand nicht nahe einem ladungserhaltenden Betrieb ist, der beheizte Katalysator (210) elektrisch beibehalten wird; und wobei insbesondere, wenn eine Anforderung für Fahrgastraumtemperatur nicht erfüllt werden kann, der Katalysator (210) elektrisch solange aufgeheizt wird, bis die Maschine (102) gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einleiten eines Vorerwärmens umfasst, dass das Vorerwärmen von einer Hybridbatterie (197) eingeleitet wird.
Steuermodul (300) zum Steuern eines beheizten Katalysators (210), umfassend: ein Fernstartmodul (220, 310), das ein Fernstartsignal erzeugt; ein Katalysatorsteuermodul (314), das den beheizten Katalysator (210) auf Grundlage des Fernstartsignals steuert; und ein Fahrzeugsteuermodul (114), das die Maschine (102) nach einer Vorerwärmung startet; wobei das Katalysatorsteuermodul (314) den Katalysator (210) in Ansprechen auf das Fernstartsignal auf Grundlage eines Batterieladezustands elektrisch vorheizt; und wobei das Fahrzeugsteuermodul (114) die Maschine (102) bei ausgeschalteter Zündung startet, wenn ein Laden der Batterie (197) erforderlich ist; gekennzeichnet durch ein Türverriegelungsmodul (224), das ein Türentriegelungssignal erzeugt, wobei die Maschine (102) in Ansprechen auf das Türentriegelungssignal abgeschaltet wird.
System, umfassend: den elektrisch beheizten Katalysator (210); und ein Steuermodul (300) nach Anspruch 9.
Hybridfahrzeug, umfassend: das System nach Anspruch 10; und eine Hybridbatterie (197) in Verbindung mit dem elektrisch beheizten Katalysator (210).
Steuermodul nach Anspruch 9, ferner mit einem Ladezustandsmodul (320), das den Ladezustand einer Batterie (197) bestimmt.
Steuermodul nach Anspruch 12, ferner mit einem Maschinensteuermodul (114), das die Maschine (102) startet, wenn der Ladezustand nahe einer ladungserhaltenden Betriebsart ist, und/oder ferner mit einem Maschinensteuermodul (114), das die Maschine (102) auf Grundlage des Ladezustands und einer Anforderung für Fahrgastraumtemperatur startet.
Steuermodul nach Anspruch 12, ferner mit einem Maschinensteuermodul (114), das die Maschine (102) startet, wenn ein Fahrzeug nicht autostoppfähig ist.
Steuermodul nach Anspruch 9, ferner mit einer Hybridbatterie (197) in Verbindung mit dem elektrisch beheizten Katalysator (210).