DE102012221129A1 - Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Hybridfahrzeuges - Google Patents

Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Hybridfahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (40) eines Hybridkraftfahrzeuges (100) zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung (50) mit: einer Erfassungseinrichtung (31), welche dazu ausgebildet ist, einen Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers (10) und/oder eine Betriebstemperatur der Katalysatoreinrichtung (50) des Hybridkraftfahrzeuges (100) zu erfassen; einer Rechnereinrichtung (33), welche dazu ausgebildet ist, mindestens ein Steuersignal in Abhängigkeit des erfassten Ladezustands und/oder der erfassten Betriebstemperatur bereitzustellen; und einer Motorsteuerungseinrichtung (33), welche mit der Brennkraftmaschine (40) und einer elektrischen Motorgeneratoreinrichtung (20) gekoppelt ist und welche dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal die Brennkraftmaschine (40) und/oder die elektrischen Motorgeneratoreinrichtung (20) anzusteuern und dadurch die Katalysatoreinrichtung (50) vorzuheizen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges.
  • Stand der Technik
  • Beim herkömmlichen Fahrzeug wird zum Katheizen der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors kurz nach dem Start bewusst verschlechtert, um so auf Kosten von Drehmoment heißeres Abgas zu erzeugen. Dazu wird einfach der Zündzeitpunkt, Zündwinkel bezogen auf Kurbelwellenwinkel, nach später verschoben, so dass die Verbrennung weniger Druck auf den Kolben erzeugt, aber dafür beim Öffnen des Auslassventiles heißere Verbrennungsgase im Abgasstrang landen.
  • Die DE 10 2011 013 402 A1 beschreibt ein Steuersystem für ein Hybrid-Brennkraftmaschinensystem mit einem Drehmomentregulierungsmodul und einem Brennkraftmaschinensteuermodul. Das dort beschriebene Drehmomentregulierungsmodul betreibt eine Elektromaschine des Hybrid-Brennkraftmaschinensystems für eine Periode vor einem Start einer Brennkraftmaschine des Hybrid-Brennkraftmaschinensystems für eine erste Zeit während eines gegenwärtigen Laufzyklus des Hybrid-Brennkraftmaschinensystems.
  • Das dort beschriebene Brennkraftmaschinensteuermodul aktiviert selektiv eine Heizung für einen Sauerstoffsensor eines Abgassystems der Brennkraftmaschine während der Periode. Das Brennkraftmaschinensteuermodul kann die Heizung vor der Periode selektiv aktivieren, wenn ein Zündschalter für das Hybrid-Brennkraftmaschinensystem von einem Aus-Zustand in einen Ein-Zustand bewegt wird.
  • Das dort beschriebene Brennkraftmaschinensteuermodul kann die Temperatur des Sauerstoffsensors auf eine vorbestimmte Temperatur auf Grundlage einer Thermoschocktemperatur oder einer Sensitivitätstemperatur des Sauerstoffsensors erhöhen.
  • Die DE 10 2008 023 394 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Brennkraftmaschinensteuersystems. Das dort beschriebene Verfahren umfasst das Erzeugen eines Brennkraftmaschinenstartsignals, das Ermitteln, ob eine Kaltstartbedingung vorliegt, das Einschalten eines elektrisch beheizten Katalysators beruhend auf der Kaltstartbedingung, das Ermitteln der Temperatur des elektrisch beheizten Katalysators und das selektive Starten einer Brennkraftmaschine beruhend auf dem Brennkraftmaschinenstartsignal und der Temperatur des elektrisch beheizten Katalysators.
  • Die DE 102 22 223 A1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung und Regelung eines Katalysators einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchen die axiale Temperaturverteilung innerhalb des Katalysators mittels schneller Algorithmen an einer Vielzahl von Stützpunkten berechnet wird, wobei die schnellen Algorithmen auf dem Prinzip der minimalen Entropieproduktion basieren, und das Verfahren den Wärmeübergang zwischen dem Abgasstrom und der Wand des Katalysators, die Aufheizung des Katalysators sowie die Wärmeverluste des Katalysators an die Umgebung berücksichtigt, und wobei die berechnete axiale Temperaturverteilung zur Regelung des Katalysators verwendet wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Idee der Erfindung liegt darin, in einer Startphase eine Brennkraftmaschine zum Katheizen mit vom Normalbetrieb abweichenden Betriebsparametern zu betreiben, so dass die durch den Verbrennungsprozess entstehende Energie nicht zur Aufrechterhaltung der Motordrehung der Brennkraftmaschine dient, sondern zum Aufheizen eines Katalysators genutzt werden kann.
  • Vorteilhaft kann in einem Katheizbetrieb ein elektrischer Motorgenerator für die Motordrehung der Brennkraftmaschine ein Schleppmoment erzeugen. Dadurch kann die Brennkraftmaschine vor einem Nutzbetrieb der Brennkraftmaschine mit untertourigen und/oder zum Normalbetrieb nicht geeigneten Betriebspunkten betrieben werden, welche eine erhöhte Heizleistung bzw. Wärmeabgabe im Katalysator aufweisen.
  • Dies erlaubt, dass bei einem Range-Extender-Fahrzeug die Brennkraftmaschine nicht mehr für den Vortrieb des Fahrzeugs zu nutzen, sondern über eine starre Verbindung mit einem Generator nur noch zum Nachladen der Batterie eines Elektrofahrzeuges zur reinen Reichweitenverlängerung.
  • Durch die direkte starre Verbindung und der Eigenschaft des elektrischen Motorgenerators auch als Elektromotor verwendet werden zu können, ergibt sich der Vorteil, die Brennkraftmaschine für ein Vorheizen des Katalysators, Katheizbetrieb, zu schleppen. Damit kann die Verbrennungsenergie nicht allein zur Drehzahlerhaltung oder zur Reibungsüberwindung genutzt werden, sondern kann auch als Wärmeenergie zum Katheizen verwendet werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Steuersignal in Abhängigkeit eines von der Rechnereinrichtung errechneten Bedarfs an elektrischer Energie bereitzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal einen Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine einzustellen. Dadurch kann der Anteil der in der Brennkraftmaschine erzeugten Verbrennungswärme, welcher zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung verwendet wird, optimal angepasst werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine ein Zeitpunkt zwischen einer Arbeitsphase und einer Ausräumphase der Brennkraftmaschine eingestellt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal einen vorbestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine einzustellen. Dadurch können die im Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine erzeugten heißen Verbrennungsgase zur Katalysatoreinrichtung verschoben werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal ein von dem elektrischen Motorgenerator auf die Brennkraftmaschine ausgeübtes Schleppmoment einzustellen. Dies erlaubt vorteilhaft, dass die Brennkraftmaschine Anteile der bei der Verbrennung des Betriebsmittels frei werdenden Energie nicht allein zur Drehzahlerhaltung der Brennkraftmaschine und zur Reibungsüberwindung einsetzt, sondern diese Anteile zum Heizen der Katalysatoreinrichtung verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal die Brennkraftmaschine derart anzusteuern, dass die in der Brennkraftmaschine erzeugte Verbrennungswärme zum Vorheizen der Katalysatoreinrichtung verwendbar ist. Dies erlaubt vorteilhaft, die Verbrennungsenergie ohne Momentenbeitrag zum Katheizen zu verwenden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, das Heizen der Katalysatoreinrichtung vorzunehmen, falls von der Erfassungseinrichtung ein Ladezustand des elektrischen Energiespeichers unterhalb eines vorgegebenen Ladegrenzwertes des elektrischen Energiespeichers erfasst wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Motorsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal eine Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine zu reduzieren und mit dem elektrischen Motorgenerator auf die Brennkraftmaschine ein Schleppmoment auszuüben.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Zylinders einer Brennkraftmaschine zur Erläuterung der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Zylinders einer Brennkraftmaschine zur Erläuterung der Erfindung; und
  • 4 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Das Hybridfahrzeug 100 umfasst beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher 10, eine elektrische Motorgeneratoreinrichtung 20, eine Betriebssteuereinrichtung 30, eine Brennkraftmaschine 40 und eine Katalysatoreinrichtung 50.
  • Der elektrische Energiespeicher 10 ist beispielsweise als ein Akkumulator oder als ein Lithium-Ionen-Akkumulator oder als ein sonstiger elektrischer Energiespeicher ausgebildet, welcher der Speicherung von Energie zur späteren Nutzung dient.
  • Die elektrische Motorgeneratoreinrichtung 20 kann als eine Kombination eines elektrischen Generators mit einer Antriebsmaschinerie ausgebildet sein. Beispielsweise kann als die elektrische Motorgeneratoreinrichtung 20 eine elektrische Maschine vorgesehen sein, die wechselweise entweder als elektrischer Antrieb oder als elektrischer Generator verwendet werden kann.
  • Die Brennkraftmaschine 40 kann als ein Verbrennungsmotor oder als eine sonstige Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein, die chemische Energie eines Kraftstoffs oder eines sonstigen Verbrennungsmittel durch Verbrennung in mechanische Arbeit umwandelt.
  • Die Katalysatoreinrichtung 50 ist beispielsweise als ein Fahrzeugkatalysator, auch kurz Katalysator oder Kat, ausgebildet und dient der Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschinen.
  • Die Katalysatoreinrichtung 50 kann mehrere Komponenten aufweisen. Als Träger dient ein temperaturstabiler Wabenkörper aus Keramik, in der Regel Cordierit oder Metallfolien, der eine Vielzahl dünnwandiger Kanäle aufweist. Auf dem Träger befindet sich der so genannte Washcoat.
  • Durch die hohe Rauheit des Wabenkörpers wird eine große Oberfläche realisiert von bis zu hunderten Quadratmetern pro Gramm. In dem Washcoat sind die katalytisch aktiven Edelmetalle eingelagert, wobei die katalytisch aktiven Edelmetalle zur optimalen Wirkung eine Umgebungstemperatur von bis zu 500 °C benötigen. Dadurch ist ein Vorheizen der Katalysatoreinrichtung 50 zur optimalen Wirkung der Abgasnachbehandlung erforderlich.
  • Die Betriebssteuervorrichtung 30 für die Brennkraftmaschine 40 des Hybridkraftfahrzeuges 100 zum Vorheizen der Katalysatoreinrichtung 50 umfasst beispielsweise eine Erfassungseinrichtung 31, eine Rechnereinrichtung 32 und eine Motorsteuerungseinrichtung 33.
  • Da bei dem Hybridkraftfahrzeug 100 der Fahrzeug-Vortrieb nur durch eine zweite, nicht dargestellte Elektrokraftmaschine über den elektrischen Energiespeicher 10 erfolgt, wird die Brennkraftmaschine 40 nicht durch Fahrerwunsch, sondern nur durch Vorgaben aus der Ladestrategie der Betriebssteuervorrichtung 30 betrieben.
  • Die Betriebssteuervorrichtung 30 ist beispielsweise dazu ausgebildet, das Hybridkraftfahrzeug 100 mit der zweiten Elektrokraftmaschine gemäß dem Fahrerwunsch anzutreiben.
  • Da wiederum der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 10 nicht schlagartig abfällt, kann eine entsprechende wirkungsgradoptimale Kat-Heiz-Strategie verwendet werden indem einfach die Brennkraftmaschine 40 schon im Heizbetrieb bei beispielsweise 25 % Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 10 gestartet wird, um ein weiteres Abfallen des Ladezustands des elektrischen Energiespeichers 10 auf beispielsweise unter 20 % der Gesamtkapazität zu vermeiden.
  • Somit bleibt noch genug Energie in dem elektrischen Energiespeicher 10, um einerseits das Hybridfahrzeug 100 anzutreiben und andererseits die Brennkraftmaschine 40 anfangs durch die elektrische Motor-Generator-Maschine direkt am Verbrenner zu drehen.
  • Die Erfassungseinrichtung 31 kann dazu ausgebildet sein, einen Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers 10 und/oder eine Betriebstemperatur der Katalysatoreinrichtung 50 des Hybridkraftfahrzeuges 100 zu erfassen.
  • Beispielsweise ist die Erfassungseinrichtung 31 als eine Auswerteelektronik eines mit der Katalysatoreinrichtung 50 gekoppelten Temperatorsensors oder als eine Auswerteelektronik eines mit dem elektrischen Energiespeicher 10 gekoppelten Ladezustandssensors ausgebildet.
  • Die Rechnereinrichtung 32 ist beispielsweise dazu ausgebildet, mindestens ein Steuersignal in Abhängigkeit des erfassten Ladezustands und/oder der erfassten Betriebstemperatur bereitzustellen.
  • Die Motorsteuerungseinrichtung 33 kann mit der Brennkraftmaschine 40 und der elektrischen Motorgeneratoreinrichtung 20 gekoppelt sein und dazu ausgebildet sein, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal die Brennkraftmaschine 40 und/oder die elektrische Motorgeneratoreinrichtung 20 anzusteuern und dadurch die Katalysatoreinrichtung 50 vorzuheizen.
  • Die Erfassungseinrichtung 31, die Rechnereinrichtung 32 und die Motorsteuerungseinrichtung 33 sind beispielsweise als netzwerkmäßig verbundene technische Komponenten ausgebildet.
  • Die Rechnereinrichtung 32 und die Motorsteuerungseinrichtung 33 sind beispielsweise als eine speicherprogrammierbare Steuerung, kurz SPS, ausgebildet, die zur Steuerung oder Regelung einer Maschine oder Anlage eingesetzt wird und auf digitaler Basis programmiert wird.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung der Komponenten einer als Kolben-Motor ausgebildeten einer Brennkraftmaschine zur Erläuterung der Erfindung.
  • Die als Kolben-Motor ausgebildete Brennkraftmaschine 40 umfasst beispielsweise ein Zylinder 200, mit einem Einlassventil 204 und einem Auslassventil 205, einen Kolben 206 und eine Pleuelstange 208.
  • Der Kolben 206 bewegt sich im ersten Arbeitstakt in Richtung Kurbelwelle. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 206 wird ein Gasgemisch oder Luft durch das geöffnete Einlassventil 204 in den Zylinder 200 eingezogen.
  • Der Kolben 206 bewegt sich im zweiten Arbeitstakt des Verdichtens weiter zurück in Richtung oberer Totpunkt. Die dafür benötigte mechanische Arbeit stammt aus der Rotationsenergie der Schwungmasse bzw. bei Mehrzylindermotoren aus dem Arbeitstakt eines anderen Zylinders. Das Gemisch oder die Luft im Zylinder 200 wird nun auf einen Bruchteil seines ursprünglichen Volumens verdichtet. Beide Ventile 204/205 sind dabei geschlossen
  • Im dritten Arbeitstakt, erfolgt ein Arbeiten, eine Wandlung der Verbrennungsenergie in mechanische Arbeit, nach dem oberen Totpunkt, dabei verbrennt die Gemischladung selbständig weiter. Der Kolben 206 bewegt sich in Richtung des unteren Totpunktes, das Brenngas verrichtet mechanische Arbeit am Kolben 206 und kühlt sich dabei ab.
  • Im vierten Arbeitstakt erfolgt ein Ausstoßen, wobei der Kolben 206 den unteren Totpunkt wieder verlässt und mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 206 das Abgas über das jetzt geöffnete Auslassventil 205 aus dem Zylinder 200 geschoben wird.
  • Das Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges kann ferner ebenso auf einem Zweitaktmotor oder einem sonstigen Verbrennungsmotor durchgeführt werden.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung der Komponenten einer als Kolben-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine zur Erläuterung der Erfindung.
  • Abweichend von der in der 2 gezeigten Ausführungsform wird bei der in der 3 gezeigten Ausführungsform als der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine 40 ein Zeitpunkt zwischen einer Arbeitsphase und einer Ausräumphase der Brennkraftmaschine 40 eingestellt.
  • Der Zylinder der Brennkraftmaschine 40 braucht dadurch kein Drehmoment für den Erhalt der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 40 zu erzeugen und somit kann die komplette Verbrennungsenergie der Brennkraftmaschine 40 ohne Momentenbeitrag zum Katheizen verwendet werden.
  • Dies erreicht man, in dem man noch später bezogen auf Kurbelwellenwinkel zündet, etwa von optimal vor einem oberen Totpunkt des Zylinders der Brennkraftmaschine 40 im Normalbetrieb bis hin zu einem Zeitpunkt bei einem unteren Totpunkt zwischen Arbeits- und Ausräumphase des Zylinders der Brennkraftmaschine 40.
  • Dadurch kann vorteilhaft ein Aufheizen der Katalysatoreinrichtung 50 durch ein Einstellen von vorbestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine 40 erfolgen, wobei die vorbestimmten Betriebspunkte einen Betrieb der Brennkraftmaschine 40 festlegen, in dem die Brennkraftmaschine 40 allein keinen eigenständigen Verbrennerbetrieb aufrechterhalten kann und auf den Drehmomentbeitrag der elektrischen Motorgeneratoreinrichtung 20 angewiesen ist.
  • Die vorbestimmten Betriebspunkte können von der Motorsteuerungseinrichtung 33 eingestellt werden und einen geänderten Zündwinkel oder einen geänderten Zündzeitpunkt oder eine geänderte Ventilschaltung oder einen geänderten Ladedruck eines Turboladers oder einen sonstigen geänderten Motorparameter der Brennkraftmaschine 40 aufweisen.
  • Beispielsweise kann die Brennkraftmaschine 40 in einem Schleppbetrieb mit der der elektrischen Motorgeneratoreinrichtung 20 in einem Drehzahlbereich von 100 U/min–700 U/min betrieben werden.
  • Damit wirkt durch den Verbrennungsprozess wenig oder kein Drehmoment mehr auf die Kurbelwelle und die durch den Verbrennungsprozess erzeugte Flammenfront wird durch das anschließende Ausschieben der Ausräumphase direkt in den Krümmer in Richtung Katalysatoreinrichtung 50 geleitet.
  • Da auch kein stabiler Leerlauf der Brennkraftmaschine 40 für die Katheizphase benötigt wird und außerdem die Kurbwellendrehung durch die elektrische Motorgeneratoreinrichtung 20 im motorischen Betrieb erzeugt wird, kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine 40 während dieser Katheizphase deutlich gegenüber Standardleerlaufdrehzahlen von 700–1000 U/min reduziert werden.
  • Dadurch kann vorteilhaft die Verweildauer der heißen Luft in der noch kalten Katalysatoreinrichtung 50 erhöht werden und damit auch der Wärmeübertrag einer bestimmten erhitzen Abgasmenge in das Katmaterial erhöht werden.
  • Die Brennkraftmaschine 40 kann durch das Schleppen mit der elektrischen Motorgeneratoreinrichtung 20 als Heißgasquelle verwendet werden und die in ihr erzeugte Verbrennungsenergie zum Aufheizen der Katalysatoreinrichtung 50 bereitstellen.
  • Beispielsweise erfolgt eine Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 40 auf wenige Umdrehungen, etwa 100 U/min.
  • Die weiteren in der 3 dargestellten Bezugszeichen sind bereits in der zu der 2 zugehörigen Figurenbeschreibung beschrieben und werden daher nicht weiter erläutert.
  • Die 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Hybridkraftfahrzeuges gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Als ein erster Verfahrensschritt erfolgt ein Erfassen S1 eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers 10 und/oder ein Erfassen einer Betriebstemperatur einer Katalysatoreinrichtung 50 des Hybridkraftfahrzeuges 100.
  • Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Bereitstellen S2 von mindestens einem Steuersignal in Abhängigkeit des erfassten Ladezustands und/oder der erfassten Betriebstemperatur.
  • Als ein dritter Verfahrensschritt erfolgt ein Ansteuern S3 der Brennkraftmaschine 40 und/oder einer elektrischen Motorgeneratoreinrichtung 20 des Hybridfahrzeuges 100 basierend auf dem mindestens einen Steuersignal, um die Katalysatoreinrichtung 50 vorzuheizen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011013402 A1 [0003]
    • DE 102008023394 A1 [0006]
    • DE 10222223 A1 [0007]

Claims (15)

  1. Betriebssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (40) eines Hybridkraftfahrzeuges (100) zum Vorheizen einer Katalysatoreinrichtung (50) mit: – einer Erfassungseinrichtung (31), welche dazu ausgebildet ist, einen Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers (10) und/oder eine Betriebstemperatur der Katalysatoreinrichtung (50) des Hybridkraftfahrzeuges (100) zu erfassen; – einer Rechnereinrichtung (32), welche dazu ausgebildet ist, mindestens ein Steuersignal in Abhängigkeit des erfassten Ladezustands und/oder der erfassten Betriebstemperatur bereitzustellen; und – einer Motorsteuerungseinrichtung (33), welche mit der Brennkraftmaschine (40) und einer elektrischen Motorgeneratoreinrichtung (20) gekoppelt ist und welche dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal die Brennkraftmaschine (40) und/oder die elektrische Motorgeneratoreinrichtung (20) anzusteuern und dadurch die Katalysatoreinrichtung (50) vorzuheizen.
  2. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (32) dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Steuersignal in Abhängigkeit eines von der Rechnereinrichtung (32) errechneten Bedarfs an elektrischer Energie bereitzustellen.
  3. Betriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung (33) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal einen Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine (40) einzustellen.
  4. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine (40) ein Zeitpunkt zwischen einer Arbeitsphase und einer Ausräumphase der Brennkraftmaschine (40) eingestellt wird.
  5. Betriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung (33) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal einen vorbestimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (40) einzustellen.
  6. Betriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung (33) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal ein von der elektrischen Motorgeneratoreinrichtung (20) auf die Brennkraftmaschine (40) ausgeübtes Schleppmoment einzustellen.
  7. Betriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung (33) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal die Brennkraftmaschine (40) derart anzusteuern, dass die in der Brennkraftmaschine (40) erzeugte Verbrennungswärme zum Vorheizen der Katalysatoreinrichtung (50) verwendbar ist.
  8. Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung (33) dazu ausgebildet ist, das Heizen der Katalysatoreinrichtung (50) vorzunehmen, falls von der Erfassungseinrichtung (31) ein Ladezustand des elektrischen Energiespeichers (10) unterhalb eines vorgegebenen Ladegrenzwertes des elektrischen Energiespeichers (10) erfasst wird.
  9. Betriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung (33) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem mindestens einen Steuersignal eine Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine (40) zu reduzieren und mit der elektrischen Motorgeneratoreinrichtung (20) auf die Brennkraftmaschine (40) ein Schleppmoment auszuüben.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (40) eines Hybridkraftfahrzeuges (100) mit folgenden Verfahrensschritten: – Erfassen (S1) eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers (10) und/oder einer Betriebstemperatur einer Katalysatoreinrichtung (50) des Hybridkraftfahrzeuges (100); – Bereitstellen (S2) von mindestens einem Steuersignal in Abhängigkeit des erfassten Ladezustands und/oder der erfassten Betriebstemperatur; und – Ansteuern (S3) der Brennkraftmaschine (40) und/oder einer elektrischen Motorgeneratoreinrichtung (20) des Hybridfahrzeuges (100) basierend auf dem mindestens einen Steuersignal, um die Katalysatoreinrichtung (50) vorzuheizen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steuersignal in Abhängigkeit eines von einer Rechnereinrichtung (33) errechneten Bedarfs an elektrischer Energie bereitgestellt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem mindestens einen Steuersignal ein Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine (40) eingestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine (40) ein Zeitpunkt zwischen einer Arbeitsphase und einer Ausräumphase der Brennkraftmaschine (40) eingestellt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem mindestens einen Steuersignal eine Ventilsteuerung der Brennkraftmaschine (40) eingestellt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem mindestens einen Steuersignal ein von der elektrischen Motorgeneratoreinrichtung (20) auf die Brennkraftmaschine (40) ausgeübtes Schleppmoment eingestellt wird.
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