DE102015208374A1

DE102015208374A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs in einem Kraftfahrzeug mit regenerationsfähigem Katalysator

Info

Publication number: DE102015208374A1
Application number: DE102015208374.8A
Authority: DE
Inventors: Istvan Deak; Bernd Schroeder; Andreas Greis; Mario Kaepple; Martin Henger; Tobias Trzebiatowski; Benjamin Klein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2016-11-17
Also published as: FR3035846B1; CN106143485B; CN106143485A; FR3035846A1

Abstract

Für das Betreiben eines Hybridantriebs (37) in einem Kraftfahrzeug (30), wobei der Hybridantrieb (37) mindestens eine Brennkraftmaschine (31) und mindestens eine elektrische Maschine (36) umfasst und wobei das Kraftfahrzeug (30) einen während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (30) regenerationsfähigen Abgaskatalysator (35) aufweist, wird vorgeschlagen, dass während der Regeneration des Abgaskatalysators (35) die elektrische Maschine (36) derart betrieben wird, dass sie eine zusätzliche Last erzeugt und dass die elektrische Maschine (36) zumindest für eine begrenzte Zeitdauer vor einem Beginn der Regeneration in einem einen Leistungsvorhalt ermöglichenden Betriebsmodus derart betrieben wird, dass eine Temperatur der elektrischen Maschine (36) und/oder eine Temperatur eines die elektrische Maschine (36) steuernden Elements zu dem Beginn der Regeneration einen vorgebbaren Temperaturwert nicht überschreitet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs in einem Kraftfahrzeug, wobei der Hybridantrieb mindestens eine Brennkraftmaschine und mindestens eine elektrische Maschine umfasst, und wobei das Kraftfahrzeug einen während des Betriebs des Kraftfahrzeugs regenerationsfähigen Abgaskatalysator aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für einen Hybridantrieb in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für einen Hybridantrieb in einem Kraftfahrzeug.
Um die Effizienz beim Betrieb von Kraftfahrzeugen zu verbessern, werden im Serienautomobilbau Hybridantriebe eingesetzt, die neben einer Brennkraftmaschine überwiegend elektrische Antriebe verwenden. Damit wird erreicht, dass der fossile Kraftstoffverbrauch verringert und die Leistung im niedrigen Drehzahlbereich gesteigert wird.
Um die Schadstoffe des Verbrennungsmotors, der Teil des Hybridantriebs ist, im Abgas zu reduzieren, werden unter anderem insbesondere bei Dieselmotoren sogenannte NOx-Speicherkatalysatoren verwendet. Diese Speicherkatalysatoren müssen von Zeit zu Zeit während des Betriebs des Fahrzeugs freigebrannt beziehungsweise regeneriert werden, wobei das in dem Speicherkatalysator gebundene NOx chemisch umgewandelt wird. Dies ist nur möglich, wenn das Abgas eine Mindesttemperatur hat. Diese Mindestemperatur wird üblicherweise bei niedrigen Lasten nicht erreicht, sodass ein Freibrennen beziehungsweise Regenerieren des Speicherkatalysators nicht in allen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine möglich ist.
Insbesondere bei Dieselmotoren kann die elektrische Maschine zum verbesserten Freibrennen des Speicherkatalysators verwendet werden, indem der Betriebspunkt des Dieselmotors hin zu höheren Lasten verschoben wird. Die dabei entstehende überschüssige mechanische Leistung des Dieselmotors wird durch die elektrische Maschine des Hybridantriebs in elektrische Leistung umgewandelt. Die hierbei generierte elektrische Energie kann zum Beispiel in einer Batterie zwischengespeichert werden (Rekuperation). Während des weiteren Betriebs des Fahrzeugs kann die gespeicherte Energie dann wieder in ein motorisches Moment umgewandelt werden und beispielsweise beim Beschleunigen die Brennkraftmaschine unterstützen (boosten).
Durch das Rekuperieren beziehungsweise das Generieren von elektrischer Leistung entsteht in der elektrischen Maschine eine erhöhte Verlustenergie, welche die elektrische Maschine thermisch belastet. Erreicht die Temperatur der elektrischen Maschine einen kritischen Wert, muss diese abgeregelt werden, um eine Schädigung der elektrischen Maschine zu vermeiden. Da die elektrische Maschine dann keine mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln kann, muss in manchen Betriebspunkten das Freibrennen des Speicherkatalysators in diesem Fall abgebrochen werden. Dies verschlechtert nicht nur das Abgasverhalten und erhöht den Treibstoffverbrauch, sondern schädigt auch den Speicherkatalysator, wenn dieser aufgrund des Abbruchs der Regeneration nicht freigebrannt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, das Freibrennen des Speicherkatalysators mit Unterstützung der elektrischen Maschine sicherzustellen, wobei während des Freibrennens die maximal zulässige Betriebstemperatur der elektrischen Maschine nicht überschritten werden darf.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass während der Regeneration des Abgaskatalysators beziehungsweise des NOx-Speicherkatalysators die elektrische Maschine derart betrieben wird, dass sie eine zusätzliche Last erzeugt und dass die elektrische Maschine zumindest für eine begrenzte Zeitdauer vor einem Beginn der Regeneration in einem einen Leistungsvorhalt ermöglichenden Betriebsmodus derart betrieben wird, dass eine Temperatur der elektrischen Maschine und/oder eine Temperatur eines die elektrische Maschine steuernden Elementes bei Beginn der Regeneration einen vorgebbaren Temperaturwert nicht überschreitet. Erfindungsgemäß wird also ein thermischer Leistungsvorhalt der elektrischen Maschine vorgeschlagen. Durch diesen thermischen Leistungsvorhalt wird ein Erreichen der maximal zulässigen Betriebstemperatur der elektrischen Maschine während des Freibrennens des Speicherkatalysators vermieden, sodass ein vollständiges Freibrennen ohne Unterbrechung möglich ist. Unter einem Leistungsvorhalt sind folglich Maßnahmen zu verstehen, die dafür Sorge tragen, dass die elektrische Maschine während des Regenerierens des Katalysators stets mit der notwendigen Leistung betrieben werden kann, um das Freibrennen des Katalysators auch in ansonsten für ein erfolgreiches Durchführen der Regeneration ungünstigen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, ohne dass die elektrische Maschine dabei eine maximal zulässige Temperatur überschreitet. Die elektrische Maschine wird also zumindest zeitweise so betrieben, dass eine für eine darauffolgende Regeneration benötigte elektrische und damit thermische Leistung derart vorgehalten wird, dass die elektrische Maschine während der Regeneration betrieben werden kann, ohne die maximal zulässige Temperatur zu überschreiten.
Vorzugsweise wird der Leistungsvorhalt dadurch erreicht, dass die elektrische Maschine während der Zeitdauer vor dem Beginn der Regeneration mit geringerer maximaler Leistung und/oder mit geringerer mittlerer Leistung betrieben wird. Es wird folglich die maximale Leistung begrenzt, sodass die elektrische Maschine keine Temperatur erreicht, die so hoch ist, dass während des Freibrennens des Speicherkatalysators die maximal zulässige Temperatur überschritten wird.
Der thermische Leistungsvorhalt beziehungsweise die vorggebbare Temperatur, die in einer zu bestimmenden Zeitspanne vor der durchzuführenden Regeneration nicht überschritten werden darf, wird vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Abgaskatalysators, insbesondere der NOx-Speicherbeladung des Katalysators bestimmt. Damit ist es möglich, den Leistungsvorhalt möglichst gering zu halten und somit den maximalen Nutzen des Hybridantriebs während des Betriebs des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Vorzugsweise wird der vorgebbare Temperaturwert alternativ oder ergänzend bestimmt in Abhängigkeit von einem voraussichtlichen Beginn der Regeneration des Katalysators, was unter anderem über die aktuelle Speicherbeladung des Katalysators ermittelt werden kann. Bei der Bestimmung des Temperaturwerts können weitere Betriebszustände der Brennkraftmaschine sowie ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. Die Betriebszustände und Fahrzustände beschreiben beispielsweise eine aktuelle Leistungsanforderung, eine Last, eine Geschwindigkeit und/oder andere Größen, die einen Einfluss auf den Betrieb und damit die Temperatur der elektrischen Maschine oder den Zeitraum bis zur nächsten Regeneration des Katalysators haben.
Die Länge der vorgebbaren Zeitdauer, in der die elektrische Maschine mit dem Leistungsvorhalt betrieben wird, wird in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Größen bestimmt:

– Ein Betriebszustand des Abgaskatalysators, insbesondere eine NOx-Speicherbeladung des Katalysators;
– Ein voraussichtlicher Beginn einer Regeneration des Abgaskatalysators;
– Ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine;
– Ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs;
– Eine Temperatur der elektrischen Maschine und/oder eine Temperatur eines die elektrische Maschine steuernden Elements.

Diese Größen sind geeignet, die vorgebbare Zeitdauer zu bestimmen und insbesondere, diese Zeitdauer möglichst gering zu halten. Ist beispielsweise die Temperatur der elektrischen Maschine gering, so kann vorgesehen sein, den Leistungsvorhalt nur für eine sehr kurze Zeitdauer oder möglicherweise sogar für eine Zeitdauer, die den Wert Null annimmt, vorzusehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer während der Regeneration auftretenden Erhöhung der Leistungsanforderung an den Hybridantrieb die elektrische Maschine derart betrieben, dass der Betrag der in elektrische Energie umgewandelten mechanischen Energie reduziert wird. Wenn beispielsweise der Fahrer während der Regeneration mehr Leistung anfordert, so findet eine Verschiebung in einen Betriebspunkt statt, an dem die elektrische Maschine weniger oder keine zusätzliche Last erzeugen muss. Die erhöhte Leistungsanforderung kann somit durch eine Verringerung der durch die elektrische Maschine erzeugten Last erreicht werden. Dasselbe kann im umgekehrten Fall erreicht werden. Wird beispielsweise die Leistungsanforderung während der Regeneration verringert, so kann die elektrische Maschine so betrieben werden, dass der Betrag der in elektrische Energie umwandelnden mechanischen Energie erhöht wird, wodurch die Last, die durch die elektrische Maschine erzeugt wird, vergrößert wird. Dies ist selbstverständlich nur solange möglich, solange die maximale Temperatur nicht überschritten ist.
Vorzugsweise werden die elektrische Maschine und die Brennkraftmaschine derart angesteuert, dass ab dem Beginn der Regeneration der Betriebszustand der Brennkraftmaschine in einem für die Regeneration des Abgaskatalysators vorgegebenen Bereich liegt.
Die Aufgabe wird auch durch ein Steuer- und/oder Regelgerät für einen Hybridantrieb dadurch gelöst, dass sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtet ist. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für einen Hybridantrieb dadurch gelöst, dass es zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn es auf dem Steuer- und/oder Regelgerät abläuft, programmiert ist.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigen:
1 ein Diagramm, aus dem Betriebspunkte der Brennkraftmaschine abgelesen werden können, und in dem der Bereich zum Regenerieren des Speicherkatalysators gezeigt ist;
2 eine schematisierte grafische Darstellung, die den Temperaturanstieg der elektrischen Maschine während des Regenerierens sowie den Verlauf der Regeneration mit und ohne Einsatz einer elektrischen Maschine zeigt;
3 eine schematische Darstellung möglicher Temperaturverläufe der elektrischen Maschine vor und während der Regeneration;
4 ein schematisiertes Blockdiagramm mit Eingabe- und Ausgabegrößen, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden können; und
5 ein Ablaufdiagramm einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt schematisierte Betriebsbereiche einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, die beispielsweise in einem Kennfeld abgelegt sind. Aus den in 1 gezeigten Betriebsbereichen lassen sich Betriebspunkte ablesen. Die x-Achse zeigt die Drehzahl und die y-Achse das Drehmoment beziehungsweise die Last. Der in 1 gezeigte graue Bereich 2 und der schraffierte Bereich 3 sind Betriebsbereiche, in dem eine Regeneration des Abgaskatalysators ohne Einsatz der elektrischen Maschine nicht durchführbar ist, weil dort die Bedingungen insbesondere bezüglich der Temperatur der Abgase nicht erfüllt sind.
Durch den Einsatz des Elektromotors, der Teil eines Hybridantriebs ist, wird der Betriebspunkt des Dieselmotors hin zu höheren Lasten verschoben, indem die überschüssige mechanische Leistung des Dieselmotors in elektrische Leistung umgewandelt wird. Diese elektrische Energie wird dann beispielsweise in einer Batterie zwischengespeichert. Durch diese Betriebspunktverschiebung ergibt sich ein zusätzlicher Bereich, der zum Regenerieren des Speicherkatalysators genutzt werden kann. Dies ist der in 1 grau gezeigte Bereich 2. In dem schraffiert dargestellten Bereich 3 ist eine Regenerierung trotz Einsatz der elektrischen Maschine weiterhin nicht möglich.
2 zeigt einen typischen Verlauf einer NOx-Regeneration mit elektrischem Antrieb (Bezugszeichen 6) und ohne elektrischen Antrieb (Bezugszeichen 5). Die x-Achse zeigt die Zeit und der untere Bereich der y-Achse zeigt die NOx-Beladung des Katalysators. Ohne elektrische Unterstützung wird die Regeneration abgebrochen, falls während des Regenerationsprozesses die geforderte Motorleistung in einem für die Regeneration ungeeigneten Bereich abfällt, was beispielsweise zu einem Zeitpunkt 7 der Fall ist. Dieser für die Regeneration ungeeignete Bereich entspricht dem grau unterlegten Bereich 2 in 1. Mit dem Einsatz der elektrischen Maschine jedoch kann die Leistung des Motors auf einem für die Regeneration geeigneten höheren Niveau gehalten werden, was durch die mit dem Bezugszeichen 6 versehene Linie in 2 gezeigt ist. Sobald die NOx-Beladung auf Null abgesunken ist, kann das Rekuperieren mit der elektrischen Maschine beendet und die Motorleistung reduziert werden, was in 2 zu dem Zeitpunkt 8 der Fall ist.
In 2 ist ferner in dem oberen Bereich die Betriebstemperatur der elektrischen Maschine schematisch als mit dem Bezugszeichen 4 versehene Linie dargestellt. Hier steht die y-Achse für die Betriebstemperatur und die x-Achse zeigt weiterhin die Zeit. Wie aus diesem Diagramm in 2 ersichtlich ist, steigt die Betriebstemperatur der elektrischen Maschine während des Rekuperierens beziehungsweise Generierens von elektrischer Leistung aufgrund der eigenen Verlustleistung an.
In 3 sind weitere mögliche Temperaturverläufe der elektrischen Maschine gezeigt. In dem mit I bezeichneten oberen Teildiagramm wird die elektrische Maschine ohne das erfindungsgemäße Verfahren betrieben. In dem Zeitpunkt 52 beginnt die Regeneration. Die Temperatur der elektrischen Maschine erreicht den Maximalwert 10, weshalb das Freibrennen des Katalysators zum Zeitpunkt 53 beendet werden muss.
Das darunterliegende Diagramm II zeigt beispielhaft den Temperaturverlauf der elektrischen Maschine gemäß einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Zeitpunkt 50 wird entschieden, die elektrische Maschine derart anzusteuern, dass ein Leistungsvorhalt entsteht, der für eine folgende Regeneration nutzbar ist. Beispielsweise wird die bis dahin von der elektrischen Maschine umgesetzte oder erzeugte elektrische Leistung reduziert, sodass die Temperatur der elektrischen Maschine sinkt. Zu einem Zeitpunkt 52 beginnt die Regenerationsphase 56. Nun wird die elektrische Maschine so angesteuert, dass sie eine zusätzliche Last erzeugt, wodurch elektrische Energie erzeugt wird und die Temperatur ansteigt. In dem Zeitpunkt 54 ist die Regenerationsphase 56 beendet und die elektrische Maschine wird wieder in einem normalen Modus betrieben, sodass beispielsweise die Temperatur 12 wieder etwas absinkt.
In dem dritten Teildiagramm III ist ein anderer möglicher Temperaturverlauf 13 gezeigt. Zum Zeitpunkt 50 wird die elektrische Maschine so betrieben, dass ein Leistungsvorhalt entsteht. In dem Zeitpunkt 51 wird eine erhöhte Last oder Leistungsanforderung an die elektrische Maschine gestellt, wodurch sich die Temperatur erhöhen würde, was als gestrichelte Linie 14 gezeigt ist. Aufgrund der Ansteuerung der elektrischen Maschine zur Bildung des Leistungsvorbehalts in dem Zeitraum 55, wird diese Anforderung jedoch bei einem bestimmten Temperaturwert 9 abgebrochen beziehungsweise reduziert. Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur 13 auch am Ende 54 der Regenerationsphase 56 die maximale Temperatur 10 nicht überschreitet.
4 zeigt ein Blockschaltbild, in dem ein Steuergerät 20 schematisch gezeigt ist. Die Blöcke 21 bis 28 zeigen mögliche Eingabe- und Ausgabewerte. In einem Block 21 wird die Temperatur der elektrischen Maschine erfasst und an das Steuergerät 20 übermittelt. In einem Block 22 wird die aktuelle NOx-Beladung an das Steuergerät 20 übermittelt beziehungsweise in bekannter Weise aus anderen, dem Steuergerät 20 bekannten Größen berechnet. Ein Block 23 steht stellvertretend für ein aktuelles Drehmoment beziehungsweise die aktuelle Last. In einem Block 24 sind weitere Parameter zusammengefasst, die für die Bestimmung des aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine benötigt werden. Block 25 repräsentiert Eingangsgrößen, die für die Berechnung der noch verbleibenden Zeit bis zur Regeneration des Katalysators herangezogen werden können und vorzugsweise charakteristische Größen der Katalysatoranlage und der Brennkraftmaschine umfassen können.
In dem Steuergerät 20 wird unter anderem der Zeitpunkt für den Beginn des Leistungsvorhalts bestimmt. In Abhängigkeit hiervon wird in einem Funktionsblock 26 die elektrische Maschine derart angesteuert, dass der Leistungsvorhalt eingehalten wird, beispielsweise dadurch, dass die Leistung der elektrischen Maschine begrenzt wird. Ein Funktionsblock 27 ermöglicht in bekannter Weise die Ansteuerung der Brennkraftmaschine sowie weiterer Komponenten während der Regeneration des Abgaskatalysators. In einem Funktionsblock 28 erfolgt die Ansteuerung der elektrischen Maschine, um während des Regenerierens des Katalysators eine zusätzliche Last zu erzeugen, wodurch der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine in einen Bereich verschoben wird, in dem ein Regenerieren des Katalysators möglich ist.
In dem in 5 dargestellten Ablaufdiagramm ist eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 100, in welchem die Temperatur der elektrischen Maschine überwacht wird. In einem Schritt 101 wird die Zeit bis zur Durchführung der Regeneration berechnet und überwacht. In einem Schritt 102 wird geprüft, ob der Zeitpunkt 50 für die Ansteuerung der elektrischen Maschine zum Erreichen des Leistungsvorhalts 9 erreicht ist. Der Zeitpunkt 50 wird beispielsweise in Abhängigkeit von der aktuellen Beladung des Katalysators bestimmt. Ein aktueller Betriebspunkt der Brennkraftmaschine sowie die aktuelle Temperatur der elektrischen Maschine können selbstverständlich ebenfalls herangezogen werden, um die Dauer 55, während der die elektrische Maschine mit Leistungsvorhalt betrieben wird, zu verkürzen. Ist ein Leistungsvorhalt 9 noch nicht vorgesehen, verzweigt das Verfahren zurück zu dem Schritt 100. Andernfalls wird die maximale und/oder durchschnittliche Leistung der elektrischen Maschine in einem Schritt 103 reduziert.
In einem Schritt 104 wird geprüft, ob die Regeneration des Katalysators durchgeführt werden soll. Ist dies nicht der Fall, wird die elektrische Maschine weiterhin mit begrenzter Leistung betrieben. Andernfalls wird in einem Schritt 105 die Regeneration durchgeführt, wobei die elektrische Maschine derart betrieben wird, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine in einen für das Freibrennen des Katalysators günstigeren Bereich verschoben wird. In einem Schritt 106 endet die Regenerationsphase 56 und die elektrische Maschine steht wieder für die volle Unterstützung der Brennkraftmaschine zur Verfügung.
6 zeigt einige schematisierte und für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtete Komponenten, die in einem Fahrzeug 30 angeordnet sind. Eine Brennkraftmaschine 31, die beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet ist, ist über eine mechanische Verbindung 32 mit Rädern 33 verbunden. Die Brennkraftmaschine 31 weist einen Abgastrakt 34 auf, in welchem ein Abgaskatalysator 35, insbesondere ein NOx-Speicherkatalysator, angeordnet ist.
In dem Fahrzeug 30 ist ferner eine elektrische Maschine 36 vorgesehen, die zusammen mit der Brennkraftmaschine 31 einen Hybridantrieb 37 bildet, der auf vielfältige Art in bekannter Weise ausgeführt sein kann. Beispielsweise wirkt der elektrische Antrieb 36 auf eine angetriebene Achse des Fahrzeugs und der verbrennungsmotorische Antrieb wirkt auf eine andere angetriebene Achse des Fahrzeugs oder die elektrische Maschine 36 ist mit der Brennkraftmaschine auf eine andere bekannte Weise in Wirkverbindung bringbar.
Die Brennkraftmaschine 31 und die elektrische Maschine 36 sind über Signalleitungen 38, die beispielsweise ein Bussystem umfassen können, mit einem Steuergerät 39 verbunden, das für die Steuerung und/oder Regelung des Hybridantriebs und somit der elektrischen Maschine 36 sowie der Brennkraftmaschine 31 eingerichtet ist. In dem Steuergerät 39 ist ein Speicherbereich 40 ausgebildet, in dem ein Computerprogramm 41 abgespeichert ist, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert ist.
Das in 6 gezeigte Fahrzeug ermöglicht es, dass die elektrische Maschine 36 während der NOx-Regeneration die maximal zulässige Temperatur 10 nicht überschreitet. Dies wird dadurch erreicht, dass die elektrische Maschine 36 ab einer bestimmbaren Zeitdauer 55 vor der Regeneration 56 in einem leistungsreduzierten Modus betrieben wird, so dass die elektrische Maschine 36 zu Beginn 52 der Regenerationsphase 56 eine entsprechend geringere Betriebstemperatur 12, 13 aufweist. Da die Regenerationsdauer 56 und damit die Temperaturerhöhung 12, 13 der elektrischen Maschine 36 von der NOx-Beladung abhängt, wird der thermische Leistungsvorhalt in Abhängigkeit von der aktuellen NOx-Beladung bestimmt. Bei geringer NOx-Beladung des Katalysators 35 sollte der Leistungsvorhalt der elektrischen Maschine 36 entsprechend gering sein. Bei voller Beladung des Katalysators 35 sollte der Leistungsvorhalt maximal sein.
Bis zu einer gewissen Temperatur 9 kann die elektrische Maschine 36 jeweils voll betrieben werden. Mit zunehmender Beladung des Speicherkatalysators 35 muss die Temperatur 12, 13 der elektrischen Maschine 36 eine größere Differenz zur maximal zulässigen Temperatur 10 aufweisen. Bei einem leeren Speicherkatalysator 35 kann die elektrische Maschine 36 bis zu ihrer Maximaltemperatur betrieben werden. Die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur 9, in der die elektrische Maschine 36 voll betrieben werden kann und der zulässigen Maximaltemperatur 10 entspricht dem maximalen Leistungsvorhalt, der bei einer maximalen NOx-Beladung vorgehalten werden muss.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können unterschiedliche Temperaturen 12, 13 der elektrischen Maschine 36 herangezogen werden beziehungsweise die Temperaturen 12, 13 können auf unterschiedliche Weise ermittelt werden. Die Temperatur 12, 13 kann beispielsweise eine Bauteiltemperatur der elektrischen Maschine 36 sein, wie etwa eine Temperatur der Ständerwicklung. Die Temperatur 12, 13 kann aber auch eine Temperatur eines Elektronikmoduls sein, welches die elektrische Maschine 36 ansteuert und in die elektrische Maschine integriert oder angeflanscht ist. Die Temperatur 12, 13 kann beispielsweise mittels eines Temperatursensors gemessen werden und/oder mithilfe eines Temperaturmodells errechnet sein.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs (37) in einem Kraftfahrzeug (30), wobei der Hybridantrieb (37) mindestens eine Brennkraftmaschine (31) und mindestens eine elektrische Maschine (36) umfasst und wobei das Kraftfahrzeug (30) einen während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (30) regenerationsfähigen Abgaskatalysator (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während der Regeneration (56) des Abgaskatalysators (35) die elektrische Maschine (36) derart betrieben wird, dass eine zusätzliche Last erzeugt wird und dass die elektrische Maschine (36) zumindest für eine begrenzte Zeitdauer (55) vor einem Beginn (52) der Regeneration (56) in einem einen Leistungsvorhalt ermöglichenden Betriebsmodus derart betrieben wird, dass eine Temperatur (11, 12, 13) der elektrischen Maschine (36) und/oder eines die elektrische Maschine (36) steuernden Elements zu dem Beginn (52) der Regeneration (56) einen vorgebbaren Temperaturwert (9) nicht überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskatalysator (35) ein NOx-Speicherkatalysator ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsvorhalt dadurch erreicht wird, dass die elektrische Maschine (36) mit geringerer maximaler und/oder mittlerer Leistung betrieben wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Temperaturwert (9) bestimmt wird in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Größen: – ein Betriebszustand des Abgaskatalysators (35), insbesondere eine NOx-Speicherbeladung des Abgaskatalysators (35); – ein voraussichtlicher Beginn (52) einer Regeneration (56) des Abgaskatalysators (35); – ein Betriebszustands der Brennkraftmaschine (31); – ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (30).
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Zeitdauer (55) bestimmt wird in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Größen: – ein Betriebszustand des Abgaskatalysators (35), insbesondere eine NOx-Speicherbeladung des Abgaskatalysators (35); – ein voraussichtlicher Beginn (52) einer Regeneration (56) des Abgaskatalysators (35); – ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine (31); – ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (30); – eine Temperatur (11, 12, 13) der elektrischen Maschine (36) und/oder eine Temperatur (11, 12, 13) eines die elektrische Maschine steuernden Elements.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer während der Regeneration (56) auftretenden Erhöhung der Leistungsanforderung an den Hybridantrieb (37), die elektrische Maschine (36) derart betrieben wird, dass der Betrag der in elektrische Energie umgewandelten mechanischen Energie reduziert wird und/oder bei einer während der Regeneration (56) auftretenden Verringerung der Leistungsanforderung an den Hybridantrieb (37), die elektrische Maschine (36) derart betrieben wird, dass der Betrag der in elektrische Energie umgewandelten mechanischen Energie erhöht wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (36) und die Brennkraftmaschine (31) derart angesteuert werden, dass ab dem Beginn (52) der Regeneration (56) der Betriebszustand der Brennkraftmaschine (31) in einem für die Regeneration des Abgaskatalysators vorgegebenen Bereich liegt (1, 2).
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Regeneration (56) die Temperatur (11, 12, 13) der elektrischen Maschine (36) und/oder des die elektrische Maschine (36) steuernden Elements überwacht wird und die Regeneration (56) abgebrochen wird, falls die Temperatur (11, 12, 13) der elektrischen Maschine (36) oder des die elektrische Maschine steuernden Elements einen vorgebbaren Maximalwert (10) überschreitet.
Steuergerät (39) zum Steuern und/oder Regeln eines Hybridantriebs (37), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (39) dazu ausgeführt ist, ein Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm (41), das in einem Speicherbereich (40) eines Steuergeräts (39) für einen Hybridantrieb speicherbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm (41) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 programmiert ist, wenn es auf dem Steuergerät (39) ausgeführt wird.