DE102015221501A1 - Verfahren zum Steuern eines Katalysators - Google Patents

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Jan Linsel
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur eines Katalysators mit einer Heizeinrichtung, bei der vor dem Start einer Brennkraftmaschine der Katalysator mittels der Heizeinrichtung erwärmt wird und ein Gasstrom durch die Brennkraftmaschine und den Katalysator geleitet wird, um die Wärmeenergie der Heizeinrichtung gleichmäßig auch über nicht direkt beheizte Bereiche des Katalysators zu verteilen. Weiterhin wird eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens bereitgestellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur eines eine Heizeinrichtung aufweisenden Katalysators.
  • Die Technologie elektrisch beheizbarer Katalysatoren ermöglicht das Reduzieren von Emissionen, die besonders beim Kaltstart von Brennkraftmaschinen entstehen. Ein Katalysator weist dabei eine Heizeinrichtung auf, die mindestens einen Teil des Katalysators, besonders vor einem Kaltstart, erwärmt. Der elektrisch beheizbare Katalysator wird auch als E-Katalysator bezeichnet. Durch das Aufheizen erreicht der Katalysator im Vergleich zu nicht elektrisch beheizten Katalysatoren schneller seine Betriebstemperatur. Die Betriebstemperatur ist die Temperatur des Katalysators, bei der er effizient funktioniert. Der dem direkt beheizten Bereich benachbarte Bereich des Katalysators erwärmt sich allerdings langsamer und funktioniert solange nicht effizient für die Abgasreinigung, bis er durch Übertragung von Abgaswärme seine Betriebstemperatur erreicht.
  • Es besteht damit die Aufgabe, einen E-Katalysator möglichst in allen Bereichen aufzuheizen, so dass er als Ganzes unter Startbedingungen effizient funktioniert.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus dem Nebenanspruch und den Unteransprüchen, den Figuren und den Ausführungsbeispielen.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur eines Katalysators in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine mit einem Hybridantrieb umfassend die Brennkraftmaschine und einen Elektromotor, wobei der Katalysator mindestens eine Heizeinrichtung aufweist, mit den Schritten:
    • – S1) Erfassen der Temperatur des Katalysators vor einem Start der Brennkraftmaschine,
    • – S2) Start der Heizeinrichtung zum Erwärmen des Katalysators, wenn die Temperatur unter der Betriebstemperatur des Katalysators liegt,
    • – S3) Leiten eines Gasstroms durch den Katalysator, wobei der Gasstrom stromaufwärts der Brennkraftmaschine in einem Ansaugtrakt erzeugt und durch mindestens einen ersten Zylinder der Brennkraftmaschine geleitet wird,
    • – S4) Abschalten der Heizeinrichtung, wenn der Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat,
    wobei der Gasstrom durch den ersten Zylinder durch eine Ventilüberschneidung ermöglicht wird, wobei mindestens ein Einlassventil und mindestens ein Auslassventil des ersten Zylinders gleichzeitig mindestens teilweise geöffnet sind.
  • Die Erfindung ist vorteilhaft, weil sie eine Verteilung der durch die elektrische Heizeinrichtung produzierten Wärme auf den gesamten Katalysator ermöglicht, wodurch ein lokales Überhitzen des Katalysators, wodurch das Substrat und weiteres Material des Katalysators beschädigt werden könnten, vermieden werden kann. Gleichzeitig kann die Wärme besser verteilt werden, so dass auch die nicht beheizten Bereiche ihre Betriebstemperatur erreichen können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch bei Nichterreichen der Betriebstemperatur des Katalysators unter Startbedingungen eine geringere Menge an Wärmeenergie durch das Abgas bereitgestellt werden muss als unter herkömmlichen Bedingungen.
  • Der Gasstrom durch den ersten Zylinder der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise von einem Kompressor erzeugt. Der Kompressor ist vorzugsweise im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Gasstrom von einem elektrischen Kompressor erzeugt wird, also der Kompressor mit elektrischer Energie angetrieben wird.
  • Weiterhin werden die Ventilpositionen des ersten Zylinders vorzugsweise durch eine Regeleinrichtung überschneidend eingestellt, d. h. sie werden geöffnet und in dieser Stellung nicht verändert, solange der Gasstrom durch den ersten Zylinder durchströmen soll. Bevorzugt steuert die Regeleinrichtung den Elektromotor, die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine anzutreiben, um die Ventilüberschneidung zu bewirken. Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn die Regeleinrichtung den Elektromotor steuert, eine Getriebeeingangswelle anzutreiben, um die Ventilüberschneidung zu bewirken. Der Motor kann dabei z. B. ein elektrisch betriebener Startermotor sein, oder der Elektromotor des Hybridantriebs.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Brennkraftmaschine vor dem Schritt S3 in einem zusätzlichen Schritt S2a gestartet und in einem weiteren zusätzlichen Schritt S2b wieder gestoppt. Dabei wird die Brennkraftmaschine in Betrieb genommen, um einen Antrieb durch die Brennkraftmaschine zu bewerkstelligen, und wieder gestoppt, um eine Durchleitung von Luft durch den ersten Zylinder oder ggf. mehrere Zylinder zu ermöglichen.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Durchführen eines Verfahrens zum Steuern eines Katalysators in einem Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, umfassend eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem ersten Zylinder mit mindestens einem Einlassventil und mindestens einem Auslassventil, einen Elektromotor, einen Ansaugtrakt, einen Abgastrakt, mindestens einen im Abgastrakt angeordneten Katalysator mit mindestens einer Heizeinrichtung, einer Regeleinrichtung und einem Kupplungssystem. Die Vorteile der Anordnung entsprechen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Besonders vorteilhaft ist der Elektromotor z. B. zum Einstellen der Ventile der Brennkraftmaschine zwecks Durchleiten eines Gasstroms.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kupplungssystem der erfindungsgemäßen Anordnung ausgebildet, die Brennkraftmaschine von einem Übertragungsmechanismus des Kraftfahrzeugs zu entkoppeln, während das Einlassventil und das Auslassventil überschneidend geöffnet werden. Dadurch kann vorteilhaft vermieden werden, dass sich das Kraftfahrzeug unbeabsichtigt bewegt, wenn eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine rotiert wird, um die Ventile in die richtige Position zu bringen.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.
  • 2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Eine Anordnung 1 gemäß der Darstellung von 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 2, die eine selbstzündende oder eine fremdgezündete Brennkraftmaschine sein kann. Die Brennkraftmaschine 2 weist einen ersten, zweiten und dritten Zylinder 2a, 2b bzw. 2c auf, kann alternativ aber auch zwei, vier, fünf, sechs oder acht Zylinder aufweisen. Die Zylinder weisen jeweils ein Einlassventil 4a und ein Einlassventil 4b auf, wobei sie auch mehrere Einlass- und Auslassventile aufweisen können. Ein Ansaugtrakt 5 ist für die Zuleitung von Ansaugluft mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden. Im Ansaugtrakt 5 ist ein Kompressor 6 angeordnet. Der Kompressor 6 wird elektrisch betrieben. Alternativ kann der Kompressor 6 zu einem Turbolader gehören, dessen Turbine 7 im Abgastrakt 8 angeordnet ist. Es können auch mehrere Kompressoren im Ansaugtrakt 5 angeordnet sein. Der Abgastrakt 6 ist mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden, um Abgas abzuleiten. In dem Abgastrakt 8 ist eine Abgasnachbehandlungsanlage 9 angeordnet. Die Abgasnachbehandlungsanlage 9 umfasst mindestens einen Katalysator 10, z. B. einen Oxidationskatalysator, einen Partikelfilter, einen Stickoxidspeicherkatalysator und / oder einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion. Der Katalysator 10 weist eine Heizeinrichtung 10a zum Erwärmen des Katalysators 10 auf.
  • In beheizten Teil des Katalysators 10 ist ein erster Temperatursensor 11a zum Messen der Temperatur des Katalysators 10 und des Abgases angeordnet. Ein zweiter Temperatursensor 11b ist im nicht beheizten Bereich des Katalysators 10 angeordnet. Weitere Temperatursensoren und andere Sensoren können im Bereich des Katalysator 10 und des Abgastrakts 8 angeordnet sein, z. B. stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsanlage 9 im Abgastrakt 8 zum Messen der Abgastemperatur. Die Sensoren 11a, 11b sind mit einer Regeleinrichtung 12 verbunden. Die Regeleinrichtung 12 ist weiterhin mit der Brennkraftmaschine 2 und einer elektrischen Maschine 13, auch als Elektromotor 13 bezeichnet, verbunden. Die Temperaturen können aber auch alternativ oder ergänzend mir Hilfe eines kalibrierten Temperaturmodels bestimmt werden.
  • Die Anordnung 1 gemäß der Darstellung von 1 entspricht einem parallelen Hybridantrieb in einem Kraftfahrzeug. Die Brennkraftmaschine 2 ist dabei parallel zum Elektromotor 13 angeordnet und über ein Getriebe 14 mit diesem verbunden, wobei sowohl die Brennkraftmaschine 2 als auch der Elektromotor 13 zum Antrieb eines entsprechenden Kraftfahrzeugs über einen Antriebsstrang 15 vorgesehen sind, über den die Räder 16 des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Das Getriebe 14 umfasst ein Kupplungssystem (nicht gezeigt). Der Elektromotor 13 ist über eine Wandlereinheit 17 mit einem Akkumulator 18 als Energiespeicher verbunden. Der Akkumulator 18 ist über eine Leitung 19 auch mit dem Kompressor 6 im Ansaugtrakt 5 verbunden, um diesen elektrisch anzutreiben.
  • Alternativ kann ein Kraftfahrzeug auch einen seriellen Hybridantrieb aufweisen. Da hier der Elektromotor 13 und die Brennkraftmaschine 2 nicht über ein Getriebe oder einen Antriebsstrang verbunden sind, ist für ein Einstellen der Ventilpositionen der Brennkraftmaschine 2 beispielsweise ein extra Motor, idealerweise ein Elektromotor, erforderlich.
  • Um unter Startbedingungen die Temperatur des Katalysator 8 effizient zu steuern, wird in einem Verfahren gemäß der schematischen Darstellung von 2 in einem ersten Schritt S1 vor einem Start der Brennkraftmaschine 2 mittels des Sensors 11a die Temperatur des durch die Heizeinrichtung 10a beheizten Teils des Katalysators 10 und mittels des Sensors 11b die Temperatur der nicht beheizten Bereiche des Katalysators 10 erfasst. Ist die Temperatur des Katalysators 10 niedriger als die Betriebstemperatur des Katalysators 10 (Alternative N, von No), wird in einem zweiten Schritt S2 die Heizeinrichtung 10a zum Erwärmen des Katalysators 10 gestartet. In einem dritten Schritt S3 wird ein Gasstroms durch den Katalysator 10 geleitet. Entspricht die gemessene Temperatur bereits der Betriebstemperatur des Katalysators 10 (Alternative Y, von Yes), wird die Heizeinrichtung 10a nicht gestartet, und wird das Verfahren wieder von Schritt S1 an begonnen. Der Gasstrom wird stromaufwärts der Brennkraftmaschine 2 von dem im Ansaugtrakt 5 angeordneten Kompressor 6 erzeugt und durch den ersten Zylinder 3a der Brennkraftmaschine 2 geleitet. Im ersten Zylinder 3a sind dabei das Einlassventil 4a und das Auslassventil 4b gleichzeitig und mindestens teilweise geöffnet. Diese Ventilüberschneidung wird durch die Regeleinrichtung 12 eingestellt. Dabei steuert die Regeleinrichtung 12 den Elektromotor 13 des Hybridantriebs, oder alternativ auch einen anderen Motor, die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine so zu drehen, dass die Ventile 4a, 4b teilweise geöffnet sind. Alternativ oder gleichzeitig zu den Ventilen 4a, 4b des ersten Zylinders 3a können auch die Ventile der anderen Zylinder 3b und / oder 3c überschneidend geöffnet werden, um den Gasstrom zu ermöglichen.
  • In Schritt S4 wird die Heizeinrichtung 10a abgeschaltet, wenn der Katalysator 10 seine Betriebstemperatur erreicht hat. Dazu wird weiterhin der Kompressor 6 abgeschaltet, da kein Gasstrom mehr erforderlich ist, und die Brennkraftmaschine 2 gestartet. Die erforderlichen Temperaturen für den Betrieb des Katalysators 10 werden dann durch die Abgase bereitgestellt.
  • In einer alternativen Ausführungsform gemäß wird die Brennkraftmaschine 2 vor dem Schritt S3 in einem zusätzlichen Schritt S2a gestartet und in einem weiteren zusätzlichen Schritt S2b wieder gestoppt (3). In dieser Ausführungsform wird zusätzlich die Abgaswärme zum Aufheizen des Katalysators 10 genutzt, bei einem Stoppen der Brennkraftmaschine 2, z. B. im Stop-and-Go-Verkehr, mindestens den ersten Zylinder 2a durch Ventilüberschneidung auf Durchlass geschaltet, um einen Gasstrom durch den Katalysator 10 zu leiten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Anordnung
    2
    Brennkraftmaschine
    3a
    erster Zylinder
    3b
    zweiter Zylinder
    3c
    dritter Zylinder
    4a
    Einlassventil
    4b
    Auslassventil
    5
    Ansaugtrakt
    6
    Kompressor
    7
    Turbine
    8
    Abgastrakt
    9
    Abgasnachbehandlungsanlage
    10
    Katalysator
    10a
    Heizeinrichtung
    11a
    erster Temperatursensor
    11b
    zweiter Temperatursensor
    12
    Regeleinrichtung
    13
    Elektromotor
    14
    Getriebe
    15
    Antriebsstrang
    16
    Rad
    17
    Wandlereinheit
    18
    Akkumulator
    19
    Leitung

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern einer Temperatur eines Katalysators (10) in einem Abgastrakt (8) einer Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs mit einem Hybridantrieb aus der Brennkraftmaschine (2) und einem Elektromotor (13), wobei der Katalysator (10) mindestens eine Heizeinrichtung (10a) aufweist, mit den Schritten: – S1) Erfassen der Temperatur des Katalysators (10) vor einem Start der Brennkraftmaschine (2), – S2) Start der Heizeinrichtung (10a) zum Erwärmen des Katalysators (10), wenn die Temperatur unter der Betriebstemperatur des Katalysators (10) liegt, – S3) Leiten eines Gasstroms durch den Katalysator (10), wobei der Gasstrom stromaufwärts der Brennkraftmaschine (2) in einem Ansaugtrakt (5) erzeugt und durch mindestens einen ersten Zylinder (3a) der Brennkraftmaschine (2) geleitet wird, – S4) Abschalten der Heizeinrichtung (10a), wenn der Katalysator (10) seine Betriebstemperatur erreicht hat, wobei der Gasstrom durch den ersten Zylinder (3a) durch eine Ventilüberschneidung ermöglicht wird, wobei mindestens ein Einlassventil (4a) und mindestens ein Auslassventil (4b) des ersten Zylinders (3a) gleichzeitig mindestens teilweise geöffnet sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gasstrom von einem Kompressor (6) erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gasstrom von einem elektrischen Kompressor (6) erzeugt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ventilpositionen des ersten Zylinders (3a) durch eine Regeleinrichtung (12) überschneidend eingestellt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Regeleinrichtung (12) den Elektromotor (13) steuert, die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (2) anzutreiben, um die Ventilüberschneidung zu bewirken.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Regeleinrichtung (12) den Elektromotor (13) steuert, eine Getriebeeingangswelle anzutreiben, um die Ventilüberschneidung zu bewirken.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (2) vor dem Schritt S3 in einem zusätzlichen Schritt S2a gestartet und in einem weiteren zusätzlichen Schritt S2b wieder gestoppt wird.
  8. Anordnung (1) zum Durchführen eines Verfahrens zum Steuern eines Katalysators (10) in einem Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, umfassend eine Brennkraftmaschine (2) mit mindestens einem ersten Zylinder (3a) mit mindestens einem Einlassventil (4a) und mindestens einem Auslassventil (4b), einen Elektromotor (13), einen Ansaugtrakt (5), einen Abgastrakt (8), mindestens einen im Abgastrakt angeordneten Katalysator (10) mit mindestens einer Heizeinrichtung (10a), einer Regeleinrichtung (12) und einem Kupplungssystem.
  9. Anordnung (1) nach Anspruch 8, wobei das Kupplungssystem ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine (2) von einem Übertragungsmechanismus eines Kraftfahrzeugs zu entkoppeln, während das Einlassventil (4a) und das Auslassventil (4b) überschneidend geöffnet werden.
  10. Kraftfahrzeug mit einer Anordnung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021083633A1 (de) * 2019-10-30 2021-05-06 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum betreiben eines im abgasstrang einer brennkraftmaschine angeordneten abgasreinigungssystems und abgasreinigungssystem

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10135695C1 (de) * 2001-07-21 2003-08-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Vorwärmen einer Kolbenbrennkraftmaschine
DE102008043945A1 (de) * 2008-11-20 2010-05-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridantriebes für ein Fahrzeug
DE102008063449A1 (de) * 2008-12-17 2010-07-01 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs
DE102013013663B4 (de) * 2013-08-16 2015-03-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10135695C1 (de) * 2001-07-21 2003-08-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Vorwärmen einer Kolbenbrennkraftmaschine
DE102008043945A1 (de) * 2008-11-20 2010-05-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridantriebes für ein Fahrzeug
DE102008063449A1 (de) * 2008-12-17 2010-07-01 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs
DE102013013663B4 (de) * 2013-08-16 2015-03-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021083633A1 (de) * 2019-10-30 2021-05-06 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum betreiben eines im abgasstrang einer brennkraftmaschine angeordneten abgasreinigungssystems und abgasreinigungssystem
US11814997B2 (en) 2019-10-30 2023-11-14 Vitesco Technologies GmbH Method for operating an exhaust gas cleaning system arranged in the exhaust line of an internal combustion engine, and exhaust gas cleaning system

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