DE102018208980A1 - Process for heating a catalyst - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1), welcher eine Verbrennungsmaschine (2), eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator (3, 4) und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators umfasst, beschrieben. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: a) Ermitteln eines Katalysators (4), dessen Temperatur unterhalb eines festgelegten Temperaturschwellwertes liegt; b) Bestimmen einer Mehrzahl an möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4), wobei jede Maßnahme eine maximale Heizleistung aufweist; c) Erfassen mindestens eines Parameters des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs (1); d) Bestimmen der Effizienz der einzelnen möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4) unter Berücksichtigung des mindestens einen erfassten Parameters des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs (1); e) Ordnen der Anzahl möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4) abhängig von der bestimmten Effizienz und Festlegen einer Reihenfolge beginnend mit der Maßnahme mit der höchsten Effizienz; und f) Durchführen der Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4) in der festgelegten Reihenfolge bis die Temperatur des Katalysators mindestens den Temperaturschwellwert erreicht, wobei jeweils beim Erreichen der maximalen Heizleistung einer Maßnahme die nächste Maßnahme zusätzlich durchgeführt wird.The invention relates to a method for operating a drive train (1) which comprises an internal combustion engine (2), an exhaust gas aftertreatment device with at least one catalytic converter (3, 4) and at least one device for heating a catalytic converter. The method comprises the following steps: a) determining a catalyst (4) whose temperature is below a predetermined temperature threshold value; b) determining a plurality of possible measures for heating the catalyst (4), each measure having a maximum heating power; c) detecting at least one parameter of the current operating state of the drive train (1); d) determining the efficiency of the individual possible measures for heating the catalytic converter (4) taking into account the at least one detected parameter of the current operating state of the drive train (1); e) arranging the number of possible measures for heating the catalytic converter (4) depending on the specific efficiency and determining an order starting with the measure with the highest efficiency; and f) performing the measures for heating the catalyst (4) in the specified sequence until the temperature of the catalyst reaches at least the temperature threshold, wherein in each case when reaching the maximum heat output of a measure, the next measure is additionally performed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben zum Betreiben eines Antriebsstrangs, welcher eine Verbrennungsmaschine, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Steuervorrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs, ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Speichermedium.The present invention relates to a method of operating a powertrain, which comprises an internal combustion engine, for example an internal combustion engine, an exhaust aftertreatment device with at least one catalyst and at least one device for heating a catalytic converter. The present invention also relates to a control device for operating a drive train, a motor vehicle, a computer program product and a computer-readable storage medium.

Im Rahmen der Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmaschinen, insbesondere von Verbrennungsmotoren, werden üblicherweise verschiedene Katalysatoren verwendet. Zum Betrieb bestimmter Katalysatoren ist es erforderlich, dass diese zunächst eine bestimmte Anspringtemperatur ausweisen. Es ist zudem von Vorteil, den jeweiligen Katalysator bei einer für die in diesen Katalysator ablaufenden chemischen Reaktionen optimalen Betriebstemperatur zu betreiben. Das Aufheizen eines Katalysators kann auf verschiedene Weise erfolgen. Zum Beispiel können Katalysatoren durch das Abgas aufgeheizt werden und/oder durch eine in dem Katalysator ablaufende exotherme chemische Reaktion und/oder durch spezielle Heizvorrichtungen und/oder durch ein Nacheinspritzen von Kraftstoff in den Abgasstrang.As part of the exhaust aftertreatment of internal combustion engines, in particular internal combustion engines, various catalysts are usually used. To operate certain catalysts, it is necessary that they first identify a specific light-off temperature. It is also advantageous to operate the respective catalyst at an optimum operating temperature for the chemical reactions taking place in this catalyst. The heating of a catalyst can be done in various ways. For example, catalysts may be heated by the exhaust gas and / or by an exothermic chemical reaction taking place in the catalyst and / or by special heaters and / or by post-injection of fuel into the exhaust gas line.

In dem Dokument US 9,708,945 B2 wird beispielsweise ein Verfahren zum Erhitzen von Abgas von einem Abgasnachbehandlungssystem offenbart, wobei der Heizmodus basierend auf der Motorlast und dem Zustand der Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems ausgewählt wird. Insbesondere wird ein elektrischer Heizer verwendet.In the document US 9,708,945 B2 For example, a method for heating exhaust gas from an exhaust aftertreatment system is disclosed wherein the heating mode is selected based on engine load and condition of the exhaust after-treatment system components. In particular, an electric heater is used.

Vor dem beschriebenen Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs und zu dessen Ausführung geeignete Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, welche die vorhandenen Möglichkeiten zum Aufheizen von zu verwendenden Katalysatoren optimiert.Against the background described, it is an object of the present invention to provide an advantageous method for operating a drive train and its execution suitable devices available, which optimizes the existing possibilities for heating catalysts to be used.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 1, eine Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 11, ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 11, ein Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 13 und ein computerlesbares Speichermedium gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by a method for operating a drive train according to claim 1, a control device according to claim 11, a motor vehicle according to claim 11, a computer program product according to claim 13 and a computer-readable storage medium according to claim 14. The dependent claims contain further advantageous embodiments of the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs betrifft einen Antriebsstrang, welcher eine Verbrennungsmaschine, zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte: a) Ermitteln eines Katalysators dessen Temperatur unterhalb eines festgelegten Temperaturschwellwertes liegt, b) Bestimmen einer Mehrzahl an möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators, wobei jede Maßnahme eine maximale Heizleistung aufweist, c) Erfassen mindestens eines Parameters des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstranges, d) Bestimmen der Effizienz, insbesondere der Heiz-Effizienz, der einzelnen möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators unter Berücksichtigung des mindestens einen erfassten Parameters des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs, e) Ordnen der Anzahl an möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators abhängig von der bestimmten Effizienz und Festlegen einer Reihenfolge beginnend mit der Maßnahme mit der höchsten Effizienz, mit anderen Worten Festlegen einer hierarchischen Abfolge, und f) Durchführen der Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators in der festgelegten Reihenfolge bis die Temperatur des Katalysators mindestens den festgelegten Temperaturschwellwert erreicht, wobei jeweils beim Erreichen einer maximalen Heizleistung eine Maßnahme die nächste Maßnahme zusätzlich durchgeführt wird.The method according to the invention for operating a drive train relates to a drive train which comprises an internal combustion engine, for example an internal combustion engine, an exhaust aftertreatment device with at least one catalytic converter and at least one device for heating a catalytic converter. The method according to the invention comprises the following steps: a) determining a catalyst whose temperature is below a defined temperature threshold, b) determining a plurality of possible measures for heating the catalyst, each measure having a maximum heat output, c) detecting at least one parameter of the current operating state the drive train, d) determining the efficiency, in particular the heating efficiency, of the individual possible measures for heating the catalyst, taking into account the at least one detected parameter of the current operating state of the drive train, e) arranging the number of possible measures for heating the catalyst depending on determining the specific efficiency and establishing an order starting with the most efficient measure, in other words defining a hierarchical sequence, and f) performing the measures for heating the catalyst in the fixed order until the temperature of the catalyst reaches at least the specified temperature threshold, in each case when a maximum heating power is reached, a measure the next measure is additionally performed.

Bei dem festgelegten Temperaturschwellwert kann es sich um die Anspringtemperatur oder die Betriebstemperatur des Katalysators handeln. Unter Effizienz wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Verbrauch, insbesondere der Kraftstoff- bzw. Brennstoff-Verbrauch und/oder der Energie-Verbrauch, pro Temperaturerhöhung (ΔT) verstanden. Bevorzugt wird auf die Kraftstoffeffizienz abgestellt.The specified temperature threshold may be the light-off temperature or the operating temperature of the catalyst. In the context of the present invention, efficiency is understood as meaning the consumption, in particular the fuel or fuel consumption and / or the energy consumption, per temperature increase (ΔT). Preference is given to the fuel efficiency.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Effizienz des Heiz-Prozesses insgesamt erhöht wird und damit gleichzeitig der Verbrauch in diesem Zusammenhang gesenkt wird. Durch die Effizienzsteigerung wird zudem gewährleistet, dass der mindestens eine Katalysator in kürzester Zeit aufgeheizt und damit zum Betrieb zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise werden auch die Schadstoffemissionen herabgesetzt.The method according to the invention has the advantage that the overall efficiency of the heating process is increased and, at the same time, the consumption in this context is reduced. The increase in efficiency also ensures that the at least one catalyst is heated up in a very short time and thus made available for operation. In this way, the pollutant emissions are reduced.

In einer vorteilhaften Variante wird der mindestens eine Parameter des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs kontinuierlich erfasst. Bei einer festgelegten Veränderung des mindestens einen Parameters oder bei einer festgelegten Veränderung des Betriebszustandes wird das Verfahren bei Schritt d) fortgesetzt. Durch dieses Vorgehen wird gewährleistet, dass bei einer festgelegten bzw. bestimmten Veränderung mindestens einen Parameters oder bei einer festgelegten Veränderung des Betriebszustandes die zur Verfügung stehenden Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators erneut im Hinblick auf ihre Effizienz unter Berücksichtigung des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs geordnet und in einer entsprechenden Reihenfolge durchgeführt werden. Zum Beispiel kann bei einer Erhöhung der Last die Abgastemperatur angestiegen sein, weshalb sich ein weiteres Aufheizen des Katalysators durch das Abgas in dieser Situation als effizienter erweisen kann als die Verwendung eines elektrischen Heizers.In an advantageous variant, the at least one parameter of the current operating state of the drive train is detected continuously. At a fixed change of at least one Parameters or a specified change in the operating state, the process continues at step d). This procedure ensures that at a specified or specific change at least one parameter or at a specified change in operating condition, the available measures for heating the catalyst again in terms of their efficiency, taking into account the current operating state of the drive train and arranged in a appropriate sequence are performed. For example, as the load increases, the exhaust gas temperature may have increased, so further heating of the catalyst by the exhaust may prove more efficient in this situation than the use of an electric heater.

Der mindestens eine Parameter des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs kann die Temperatur des Abgases und/oder die Temperatur des Motors und/oder die Temperatur mindestens eines Katalysators und/oder den Alterungszustand mindestens eines Katalysators und/oder mindestens einen Abgasemissionswert umfassen, wie beispielsweise Kohlenmonoxid(CO)-, Kohlenwasserstoff(HC)- oder Stickoxid(NOx)-Emissionswerte. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der mindestens eine Parameter des aktuellen Betriebszustandes des Antriebstrangs den Batterieladezustand und/oder die Leistung der Verbrennungsmaschine und/oder die Last der Verbrennungsmaschine und/oder die Drehzahl der Verbrennungsmaschine und/oder das Drehmoment der Verbrennungsmaschine und/oder das Maß der Drosselung der Verbrennungsmaschine, insbesondere das Maß der Drosselung der Brennstoffzufuhr und/oder der Ladeluftzufuhr und/oder der Energiezufuhr, umfassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der mindestens eine Parameter des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstranges das Nacheinspritzen von Brennstoff und/oder die Ölverdünnung und/oder den Betriebszustand eines Verdampfers und/oder die aktuelle Heizleistung eines elektrisch heizbaren Katalysators und/oder die maximale Heizleistung eines elektrisch heizbaren Katalysators umfassen. Die Berücksichtigung eines oder mehrerer der genannten Parameter im Rahmen der Bestimmung der Effizienz einer möglichen Maßnahme zum Aufheizen des Katalysators hat den Vorteil, dass die jeweilige Effizienz für die konkret vorliegende Situation realistisch bestimmt werden kann, insbesondere berechnet oder abgeschätzt werden kann. Es ist somit ein an die jeweilige Betriebssituation angepasstes Vorgehen möglich.The at least one parameter of the current operating state of the drive train may include the temperature of the exhaust gas and / or the temperature of the engine and / or the temperature of at least one catalyst and / or the aging state of at least one catalyst and / or at least one exhaust emission value, such as carbon monoxide (CO ), Hydrocarbon (HC) or nitrogen oxide (NOx) emissions. Additionally or alternatively, the at least one parameter of the current operating state of the drive train, the battery state of charge and / or the performance of the internal combustion engine and / or the load of the internal combustion engine and / or the speed of the internal combustion engine and / or the torque of the internal combustion engine and / or the extent of Throttling the internal combustion engine, in particular the degree of throttling of the fuel supply and / or the charge air supply and / or the power supply include. Additionally or alternatively, the at least one parameter of the current operating state of the drive train, the post-injection of fuel and / or the oil dilution and / or the operating state of an evaporator and / or the current heating power of an electrically heatable catalyst and / or the maximum heating power of an electrically heatable catalyst include. The consideration of one or more of the mentioned parameters in the context of determining the efficiency of a possible measure for heating the catalyst has the advantage that the respective efficiency for the actual situation can be realistically determined, in particular calculated or estimated. It is thus possible to adapt to the respective operating situation.

Die mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators kann einen elektrisch beheizbaren Katalysator und/oder einen exothermen Katalysator umfassen. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) und/oder eine Mager-NOx-Falle (LNT-Iean NOx trap) und/oder einen SCR- Katalysator (SCR-selective catalytic reduction) und/oder einen Dieselpartikelfilter (DPF) und/oder einen Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) umfassen. In einer bevorzugten Variante ist mindestens ein exothermer Katalysator, beispielsweise ein Dieseloxidationskatalysator und/oder eine Mager-NOx-Falle, stromaufwärts eines weiteren Katalysators, beispielsweise eines SCR- Katalysators und/oder eines Dieselpartikelfilters, angeordnet. Eine solche Anordnung hat unter anderem den Vorteil, dass die durch den exothermen Katalysator abgegebene Wärme zum Aufheizen des stromabwärts angeordneten weiteren Katalysators verwendet werden kann.The at least one device for heating a catalyst may comprise an electrically heatable catalyst and / or an exothermic catalyst. The exhaust aftertreatment device may include a diesel oxidation catalyst (DOC) and / or a lean NOx trap (LNT-Iean NOx trap) and / or an SCR (SCR) catalytic converter (SCR) and / or a diesel particulate filter (DPF) and / or a Include diesel particulate filters with SCR coating (SDPF). In a preferred variant, at least one exothermic catalyst, for example a diesel oxidation catalyst and / or a lean NOx trap, is arranged upstream of a further catalyst, for example an SCR catalytic converter and / or a diesel particle filter. Such an arrangement has, inter alia, the advantage that the heat released by the exothermic catalyst can be used to heat the downstream further catalyst.

Die Maßnahmen zum Aufheizen können insbesondere das Betreiben eines elektrisch beheizbaren Katalysators und/oder das Erhöhen der Last der Verbrennungsmaschine und/oder das Erhöhen der Menge an nacheingespritztem Brennstoff bzw. Kraftstoff und/oder das Betreiben eines Verdampfers umfassen.The heating measures may include, in particular, operating an electrically heatable catalyst and / or increasing the load of the internal combustion engine and / or increasing the amount of post-injected fuel and / or operating an evaporator.

Der Antriebsstrang kann zum Beispiel als Hybridantriebsstrang ausgestaltet sein, insbesondere als Voll-Hybridantriebsstrang oder als Teil-Hybridantriebsstrang. Der Hybridantrieb kann als serieller Hybridantrieb oder paralleler Hybridantrieb oder leistungsverzweigter Hybridantrieb ausgestaltet sein. Dabei kann im Fall eines parallelen Hybridantriebsstrangs eine Elektromaschine, insbesondere ein Elektromotor, an verschiedenen Positionen des Antriebsstrangs angeordnet sein, insbesondere an den Positionen P1, P2, P3 oder P4. Der P1-Hybridantriebsstrang zeichnet sich durch eine direkt an einem Verbrennungsmotor angebrachte und fest mit der Kurbelwelle verbundene Elektromaschine aus. Bei einer P2-Anordnung befindet sich die Elektromaschine am Getriebeeingang, wobei zwischen dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine eine Kupplung angeordnet ist. Bei einer P3-Anordnung ist die Elektromaschine am Getriebeausgang angeordnet und bei einer P4-Anordnung wirken der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine auf unterschiedliche Achsen.The powertrain may be configured, for example, as a hybrid powertrain, in particular as a full hybrid powertrain or as a partial hybrid powertrain. The hybrid drive can be designed as a serial hybrid drive or parallel hybrid drive or power-split hybrid drive. In this case, in the case of a parallel hybrid powertrain, an electric machine, in particular an electric motor, may be arranged at different positions of the drive train, in particular at the positions P1 . P2 . P3 or P4 , Of the P1 Hybrid power train is characterized by an attached directly to an internal combustion engine and fixedly connected to the crankshaft electric machine. In a P2 arrangement, the electric machine is located at the transmission input, wherein a clutch is arranged between the internal combustion engine and the electric machine. In a P3 arrangement, the electric machine is arranged at the transmission output, and in a P4 arrangement, the internal combustion engine and the electric machine act on different axes.

In einer weiteren Variante kann in Bezug auf den Abgasstrom stromabwärts der Verbrennungsmaschine eine Turbine angeordnet sein. Es kann sich dabei um eine elektrische Turbine oder einen Lader, beispielsweise einen Turbolader, handeln. Insbesondere kann der Lader die Turbine umfassen. Durch den Betrieb der Turbine kann zum Beispiel die Abgastemperatur zumindest teilweise gesteuert, insbesondere geregelt werden.In a further variant, a turbine can be arranged downstream of the internal combustion engine with respect to the exhaust gas flow. It can be an electric turbine or a supercharger, for example a turbocharger. In particular, the loader may comprise the turbine. By operating the turbine, for example, the exhaust gas temperature can be at least partially controlled, in particular regulated.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs, welcher eine Verbrennungsmaschine, insbesondere einen Verbrennungsmotor, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators umfasst, ist das ausgelegt, ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung hat die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits genannten Merkmale und Vorteile.The control device according to the invention for operating a drive train, which comprises an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine, an exhaust gas aftertreatment device with at least one catalyst and at least one device for heating a catalytic converter, is adapted to a previously described inventive method perform. The control device according to the invention has the features and advantages already mentioned in connection with the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang. Der Antriebsstrang umfasst eine Verbrennungsmaschine, insbesondere einen Verbrennungsmotor, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung. Es ist somit dazu ausgelegt, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.The motor vehicle according to the invention comprises a drive train. The drive train comprises an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine, an exhaust gas aftertreatment device with at least one catalyst and at least one device for heating a catalytic converter. The motor vehicle according to the invention comprises a control device according to the invention. It is thus designed to carry out a method according to the invention described above.

Bei dem Antriebsstrang kann es sich zum Beispiel um einen Hybridantriebsstrang, insbesondere einen Voll- oder Teil-Hybridantriebsstrang, handeln. Der Hybridantriebsstrang kann seriell, parallel oder leistungsverzweigt ausgestaltet sein. Im Fall eines parallelen Hybridantriebsstrangs kann eine Elektromaschine, insbesondere ein Elektromotor, an den oben bereits genannten Positionen P1, P2, P3 oder P4 angeordnet sein. Es können auch mehrere Elektromotoren vorhanden sein.The powertrain may be, for example, a hybrid powertrain, in particular a full or partial hybrid powertrain. The hybrid powertrain can be configured serially, in parallel or with power branching. In the case of a parallel hybrid powertrain, an electric machine, in particular an electric motor, at the above-mentioned positions P1 . P2 . P3 or P4 be arranged. There may also be several electric motors.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Das computerlesbare Speichermedium umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.The computer program product according to the invention comprises instructions which, during the execution of the program by a computer, cause it to carry out a method according to the invention described above. The computer-readable storage medium includes instructions that, when executed by a computer, cause it to execute an inventive method as described above.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug, das Computerprogrammprodukt und das computerlesbare Speichermedium haben die bereits oben genannten Vorteile. Die vorliegende Erfindung hat insgesamt den Vorteil, dass die vorhandenen Maßnahmen zum Aufheizen eines Katalysators effizient zur Anwendung kommen. Die Effizienz des Aufheizens eines Katalysators oder einer Anzahl an Katalysatoren wird durch die vorliegende Erfindung deutlich verbessert.The motor vehicle according to the invention, the computer program product and the computer-readable storage medium have the advantages already mentioned above. The present invention has the overall advantage that the existing measures for heating a catalyst can be used efficiently. The efficiency of heating a catalyst or a number of catalysts is significantly improved by the present invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wird, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

  • 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang.
  • 2-4 zeigen schematisch verschiedene Antriebsstrangvarianten.
  • 5 zeigt schematisch eine Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
  • 6 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Vorgehen in Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. in Schritt 15 der 5 anhand eines Blockdiagramms.
  • 7 zeigt schematisch eine beispielhafte Reihenfolge der durchzuführenden Maßnahmen.
  • 8 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying figures. Although the invention is further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
  • 1 schematically shows a drive train.
  • 2-4 show schematically different powertrain variants.
  • 5 schematically shows a variant of a method according to the invention in the form of a flow chart.
  • 6 schematically shows the inventive method in step e) of the method according to the invention or in step 15 of the 5 using a block diagram.
  • 7 schematically shows an exemplary sequence of actions to be performed.
  • 8th schematically shows a motor vehicle according to the invention.

Die 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang. Der Antriebsstrang 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, einen stromabwärts davon in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases angeordneten exothermen Katalysator 3 und einen stromabwärts des exothermen Katalysators 3 angeordneten weiteren Katalysator 4. Bei dem exothermen Katalysator 3 kann es sich zum Beispiel um einen Dieseloxidationskatalysator und/oder eine Mager-NOx-Falle handeln. Bei dem weiteren Katalysator 4 kann es sich zum Beispiel um einen SCR- Katalysator und/oder einen Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung handeln.The 1 schematically shows a drive train. The powertrain 1 includes an internal combustion engine 2 , an upstream of which is arranged with respect to the flow direction of the exhaust gas exothermic catalyst 3 and one downstream of the exothermic catalyst 3 arranged further catalyst 4 , For the exothermic catalyst 3 it may be, for example, a diesel oxidation catalyst and / or a lean NOx trap. In the further catalyst 4 it may be, for example, an SCR catalyst and / or a diesel particulate filter with SCR coating.

Beispiele für konkrete Anordnungen von Katalysatoren im Rahmen einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung sind beispielhaft in den 2, 3 und 4 gezeigt. In den 2 bis 4 ist jeweils stromabwärts des Verbrennungsmotors 2 eine Turbine 5 angeordnet. Die Turbine 5 kann Teil eines Laders, beispielsweise eines Turboladers, sein. In der 2 sind stromabwärts der Turbine ein Dieseloxidationskatalysator 6 und stromabwärts davon ein Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung 7 angeordnet. In der 3 ist stromabwärts der Turbine 5 eine Mager-NOx-Falle 8 und stromabwärts der Mager-NOx-Falle 8 ein Dieselpartikelfilter 9 angeordnet. In der in der 4 gezeigten Variante ist stromabwärts der Turbine 5 eine Mager-NOx-Falle 8, stromabwärts der Mager-NOx-Falle 8 ein Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung 7 und stromabwärts des Dieselpartikelfilters 7 ein SCR-Katalysator 10 angeordnet.Examples of concrete arrangements of catalysts in the context of an exhaust aftertreatment device are exemplary in the 2 . 3 and 4 shown. In the 2 to 4 is in each case downstream of the internal combustion engine 2 a turbine 5 arranged. The turbine 5 may be part of a supercharger, such as a turbocharger. In the 2 downstream of the turbine are a diesel oxidation catalyst 6 and downstream of it, a diesel particulate filter with SCR coating 7 arranged. In the 3 is downstream of the turbine 5 a lean NOx trap 8th and downstream of the lean NOx trap 8th a diesel particulate filter 9 arranged. In the in the 4 variant shown is downstream of the turbine 5 a lean NOx trap 8th , Downstream of the lean NOx trap 8, a diesel particulate filter with SCR coating 7 and downstream of the diesel particulate filter 7 an SCR catalyst 10 arranged.

Zum Betreiben des SCR-Katalysators bzw. eines Dieselpartikelfilters mit SCR-Beschichtung ist es erforderlich, dass diese Katalysatoren eine bestimmte Mindesttemperatur, zum Beispiel eine bestimmte Anspringtemperatur oder eine bestimmte Betriebstemperatur aufweisen. Im Anschluss an ein Starten des Verbrennungsmotors 2 ist daher in der Regel zunächst ein Aufheizen des Katalysators 4 erforderlich.To operate the SCR catalyst or a diesel particulate filter with SCR coating, it is necessary that these catalysts have a certain minimum temperature, for example, a certain light-off temperature or a certain operating temperature. After starting the internal combustion engine 2 is therefore usually first a heating of the catalyst 4 required.

Die 5 zeigt schematisch eine Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. In einem ersten Schritt 11 wird ein Katalysator ermittelt, dessen Temperatur T unterhalb eines festgelegten Temperaturschwellenwertes Tmin liegt. In diesem Rahmen kann insbesondere ermittelt werden, ob die Temperatur T des Katalysators kleiner ist als eine festgelegte Anspringtemperatur oder eine festgelegte Betriebstemperatur des Katalysators (T<Tmin?). Liegt die Temperatur des Katalysators unterhalb des festgelegten Temperaturschwellenwertes, so werden in einem nächsten Schritt 12 mögliche Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators bestimmt. Jede Maßnahme weist dabei eine maximale Heizleistung auf. In einem weiteren Schritt 13 wird mindestens ein Parameter des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs erfasst. Die Schritte 12 und 13 können auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.The 5 schematically shows a variant of a method according to the invention in the form of a flow chart. In a first step 11 a catalyst is determined whose temperature T is below a predetermined temperature threshold T min is. In this context, it can be determined in particular whether the temperature T of the catalytic converter is less than a defined light-off temperature or a defined operating temperature of the catalytic converter (T <T min ). If the temperature of the catalyst is below the specified temperature threshold, then in a next step 12 possible measures for heating the catalyst determined. Each measure has a maximum heating power. In a further step 13 At least one parameter of the current operating state of the drive train is detected. The steps 12 and 13 can also be done in reverse order.

In einem sich an die Schritte 12 und 13 anschließenden weiteren Schritt 14 wird die Effizienz, also der Verbrauch pro Temperaturerhöhung, der einzelnen möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators unter Berücksichtigung des mindestens einen Parameters des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs bestimmt. Anschließend wird in Schritt 15 die Anzahl an möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators abhängig von der bestimmten Effizienz geordnet und es wird eine Reihenfolge beginnend mit der Maßnahme mit der höchsten Effizienz festgelegt. Die Maßnahmen werden also in eine hierarchische Ordnung oder Abfolge gebracht.In one of the steps 12 and 13 subsequent further step 14 is the efficiency, ie the consumption per temperature increase, the individual possible measures for heating the catalyst determined taking into account the at least one parameter of the current operating state of the drive train. Subsequently, in step 15 the number of possible measures for heating the catalyst is ordered depending on the specific efficiency and an order is set starting with the measure with the highest efficiency. The measures are thus brought into a hierarchical order or sequence.

Anschließend wird in Schritt 16 zunächst die Maßnahme mit der höchsten Effizienz durchgeführt. Beim Erreichen der maximalen Heizleistung der durchgeführten Maßnahme wird die gemäß der festgelegten Reihenfolge nächste Maßnahme zusätzlich durchgeführt. In Schritt 17 wird überprüft, ob die Temperatur des Katalysators unterhalb des festgelegten Temperaturschwellwertes liegt (T<Tmin?). Ist dies der Fall, so kann das Verfahren mit Schritt 16 weiter fortgesetzt werden oder es kann zu einem der Schritte 12 oder 13 zurückspringen und dabei die zur Verfügung stehenden Maßnahmen und/oder den aktuellen Betriebszustand erneut erfassen und im Anschluss daran die Effizienz der zur Verfügung stehenden Maßnahmen und deren Reihenfolge aktualisieren. Ist bei Schritt 17 die Temperatur des Katalysators gleich oder oberhalb der Betriebstemperatur (T≥Tmin), so wird das Verfahren bei Schritt 18 beendet.Subsequently, in step 16 Initially, the measure performed with the highest efficiency. When the maximum heat output of the measure is reached, the next step is carried out in accordance with the specified sequence. In step 17 it is checked whether the temperature of the catalyst is below the specified temperature threshold (T <T min ?). If this is the case, then the method with step 16 continue or it may become one of the steps 12 or 13 recapture and recapture the available measures and / or the current operating state, and then update the efficiency of the available measures and their order. Is at step 17 the temperature of the catalyst is equal to or above the operating temperature (T≥T min ), the process in step 18 completed.

Bei dem aufzuheizenden Katalysator kann es sich zum Beispiel um einen in der 1 gezeigten weiteren Katalysator 4, oder um einen in den 2 und 4 gezeigten Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung 7 und/oder um einen in der 3 gezeigten Dieselpartikelfilter 9 und/oder um einen in der 4 gezeigten SCR- Katalysator 10 handeln.The catalyst to be heated may be, for example, one in the 1 shown further catalyst 4 , or one in the 2 and 4 shown diesel particulate filter with SCR coating 7 and / or one in the 3 shown diesel particulate filter 9 and / or one in the 4 shown SCR catalyst 10 act.

Im Folgenden werden einzelne Beispielsszenarien beschrieben. In einem ersten Anwendungsbeispiel kann in Schritt 11 die Temperatur T unterhalb der Betriebstemperatur Tmin eines Katalysators liegen. Als mögliche Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators können das Aufheizen mittels eines elektrisch beheizbaren Katalysators, das Erhöhen der Last und das Nacheinspritzen von Brennstoff in den Abgasstrang zur Verfügung stehen. Bei der Auswahl und dem Festlegen einer Reihenfolge kann berücksichtigt werden, dass der elektrisch heizbare Katalysator ein emissionsfreies Aufheizen ermöglicht. Unter Berücksichtigung der Effizienz und des aktuellen Betriebszustandes können die Maßnahmen zum Beispiel wie folgt durchgeführt werden. Zuerst kann der Katalysator mittels des elektrisch beheizbaren Katalysators bis zu dessen maximaler elektrischer Leistung aufgeheizt werden. Falls der Batterieladezustand niedrig ist oder falls der elektrisch beheizbare Katalysator nicht ausreichend Wärme zum Aufheizen zur Verfügung stellen kann, kann eine Erhöhung der Last des Verbrennungsmotors erfolgen. Durch die Lasterhöhung wird zusätzliche Abgaswärme produziert und es kann gleichzeitig die Batterie aufgeladen werden.In the following, individual example scenarios are described. In a first application example, in step 11 the temperature T are below the operating temperature Tmin of a catalyst. As possible measures for heating the catalyst, the heating by means of an electrically heatable catalyst, the increase of the load and the post-injection of fuel into the exhaust gas line are available. When selecting and setting an order, it can be considered that the electrically heatable catalyst allows emission-free heating. Taking into account the efficiency and the current operating state, the measures can be carried out as follows, for example. First, the catalyst can be heated up to its maximum electrical power by means of the electrically heatable catalyst. If the battery state of charge is low or if the electrically heatable catalyst can not provide enough heat to heat up, an increase in the load of the internal combustion engine may occur. Increasing the load will produce additional exhaust heat and charge the battery at the same time.

Falls der Batterieladezustand eine Untergrenze erreicht, beispielsweise dadurch, dass die von dem elektrisch beheizbaren Katalysator benötigte Energie größer ist als die durch die Lasterhöhung aufgeladene Energie, kann die Leistung des elektrisch beheizbaren Katalysators bzw. dessen Heizleistung begrenzt werden und durch ein Nacheinspritzen von Brennstoff in den Abgasströmungskanal zusätzliche Wärme erzeugt werden. Falls der Batterieladezustand eine obere Grenze erreicht, beispielsweise dadurch, dass die von den elektrisch heizbaren Katalysator benötigte Energie kleiner ist als die Ladeleistung durch die Lasterhöhung, kann die Energie, die durch Lasterhöhung erzeugt wird, beschränkt werden und durch Nacheinspritzung kann zusätzliche Wärme erzeugt werden.If the battery state of charge reaches a lower limit, for example because the energy required by the electrically heatable catalyst is greater than the energy charged by the increase in load, the power of the electrically heatable catalyst or its heating power can be limited and by injecting fuel into the fuel Exhaust gas flow channel additional heat can be generated. If the battery state of charge reaches an upper limit, for example, in that the energy required by the electrically heatable catalyst is smaller than the charging power by the load increase, the energy generated by load increase, can be limited and additional heat can be generated by post-injection.

In einem zweiten Anwendungsbeispiel liegt die Katalysatortemperatur, zum Beispiel die Temperatur eines exothermen Katalysators, oberhalb der festgelegten Anspringtemperatur, zum Beispiel oberhalb von 180°C, und es liegt eine geringe Ölverdünnung vor. In dieser Variante stehen als Maßnahmen, insbesondere zum weiteren Aufheizen eines nachgeschalteten Katalysators, zum Beispiel eines SCR-Katalysators, Nacheinspritzen von Brennstoff und die Verwendung eines elektrisch beheizbaren Katalysators zur Verfügung, gegebenenfalls im Zusammenhang mit einer Lasterhöhung. Falls die Katalysatortemperatur oberhalb der Anspringtemperatur liegt, so stellt das Nacheinspritzen die effizienteste Möglichkeit zum Aufheizen des Katalysators dar, da der Brennstoff unmittelbar dort verbrannt wird, wo die dadurch erzeugte Wärme benötigt wird. In diesem Fall wird also zunächst nacheingespritzt und anschließend mittels eines elektrisch beheizbaren Katalysators gegebenenfalls unter gleichzeitiger Lasterhöhung der Katalysator weiter aufgeheizt. Dies kann insbesondere wie in der ersten Ausführungsvariante beschrieben erfolgen.In a second example of application, the catalyst temperature, for example the temperature of an exothermic catalyst, is above the fixed light-off temperature, for example above 180 ° C., and there is little oil dilution. In this variant are available as measures, in particular for further heating of a downstream catalyst, for example, an SCR catalyst, post-injection of fuel and the use of an electrically heatable catalyst available, optionally in connection with a load increase. If the catalyst temperature is above the light-off temperature, post-injection is the most efficient way to heat the catalyst since the fuel is burned immediately where the heat generated thereby is needed. In This case is therefore first nacheingespritzt and then further heated by means of an electrically heatable catalyst optionally with simultaneous increase in load, the catalyst. This can be done in particular as described in the first embodiment.

In einem dritten Ausführungsbeispiel ist die Temperatur des Katalysators höher als die Anspringtemperatur und es liegt eine hohe Ölverdünnung vor. Als Maßnahmen zum Aufheizen stehen die Verwendung eines elektrisch beheizbaren Katalysators, eine Lasterhöhung und ein Nacheinspritzen zur Verfügung. Ist die Ölverdünnung hoch, stellt, falls kein Verdampfer vorhanden ist, das Verwenden eines elektrisch heizbaren Katalysators die im Hinblick auf die Ölverdünnung verträglichste Heizmaßnahme dar. In dieser Variante wird daher wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, verfahren. Ist ein Verdampfer vorhanden, so kann in den zweiten und dritten Beispiel Kraftstoff zunächst verdampft werden, anschließend mittels eines elektrisch beheizbaren Katalysators aufgeheizt werden und erforderlichenfalls die Last erhöht werden.In a third embodiment, the temperature of the catalyst is higher than the light-off temperature and there is a high oil dilution. As measures for heating, the use of an electrically heatable catalyst, a load increase and a post-injection are available. If the oil dilution is high, if no evaporator is present, the use of an electrically heatable catalyst is the most compatible in terms of oil dilution Heizmaßnahme. In this variant, therefore, as described in the first embodiment, proceed. If an evaporator is present, fuel can first be evaporated in the second and third examples, then heated by means of an electrically heatable catalyst and, if necessary, the load increased.

Falls eine elektrische Turbine oder ein elektrischer Kompressor vorhanden ist, so muss dessen Effizienz berücksichtigt werden und insbesondere zu der zu erzeugenden Wärme und den damit verbundenen Emissionsauswirkungen ins Verhältnis gesetzt werden. Die Reihenfolge der Durchführung der verschiedenen genannten Maßnahmen variiert somit in Abhängigkeit von den berücksichtigten Betriebsbedingungen bzw. dem erfassten aktuellen Betriebszustand.If an electric turbine or an electric compressor is present, its efficiency must be taken into account and, in particular, set in relation to the heat to be generated and the associated emission effects. The order of execution of the various measures mentioned thus varies depending on the operating conditions considered or the detected current operating state.

In der 6 wird das erfindungsgemäße Vorgehen in Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Schritt 15 der 5 anhand eines Blockdiagramms veranschaulicht. In Block 21 werden die Emissionswerte, insbesondere die Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxid-Emissionswerte ermittelt. Dabei werden die Katalysatortemperatur und der Katalysatoralterungszustand als Eingaben 22 berücksichtigt. In Block 23 wird basierend auf der aktuellen Ölverdünnung und den Betriebsbedingungen der Verbrennungsmaschine, die als Eingaben 24 berücksichtigt werden, die Ölverdünnung aktuell bestimmt und insbesondere im Falle einer Nacheinspritzung deren mögliche Veränderung, insbesondere Erhöhung, abgeschätzt. In Block 25 wird die Brennstoffeffizienz für jede Vorrichtung zum Aufheizen bzw. für jede Maßnahme bestimmt. Als Eingaben 26 werden hierbei insbesondere die Effizienz der elektrischen Geräte, insbesondere der Batterie, eines Konverters, etc., und die Effizienz des Katalysators berücksichtigt.In the 6 the procedure of the invention in step e) of the method or step 15 of the 5 illustrated by a block diagram. In block 21 the emission values, in particular the hydrocarbon and carbon monoxide emission values are determined. At this time, the catalyst temperature and the catalyst aging state become inputs 22 considered. In block 23 is based on the current oil dilution and the operating conditions of the internal combustion engine as inputs 24 be taken into account, the oil dilution currently determined and in particular in the case of post-injection their possible change, in particular increase, estimated. In block 25 the fuel efficiency is determined for each device for heating or for each measure. As inputs 26 Here, in particular, the efficiency of the electrical equipment, in particular the battery, a converter, etc., and the efficiency of the catalyst are taken into account.

Die in den Blöcken 21, 23 und 25 ermittelten Ergebnisse und die Eingabe 27, die beinhaltet, ob ein Verdampfer vorhanden ist, werden in Block 28 zusammengeführt und zur Beurteilung der aktuellen Betriebsbedingungen im Hinblick auf festgelegte Grenzwerte verwendet. In Block 28 werden insbesondere die Schritte d) und e) des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt. Im Ergebnis wird in Block 29 eine optimale Reihenfolge der Anwendung der Aufheizmaßnahmen ausgegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mittels einer Steuervorrichtung 30 umgesetzt werden, wobei in der 6 ein Ausschnitt der Funktionen gezeigt ist.The in the blocks 21 . 23 and 25 determined results and input 27 , which includes whether an evaporator is present, in block 28 and used to assess current operating conditions with respect to specified limits. In block 28 In particular, the steps d) and e) of the method according to the invention are carried out. As a result, in block 29 issued an optimal order of application of the heating measures. The inventive method can by means of a control device 30 be implemented in the 6 a section of the functions is shown.

Die 7 veranschaulicht eine beispielhafte Reihenfolge der durchzuführenden Maßnahmen 29. In dem gezeigten Beispiel wird ausgehend von der Katalysatortemperatur 31 in Block 32 der Temperaturgradient in Bezug auf eine Zieltemperatur und das Halten der Zieltemperatur überwacht.The 7 illustrates an exemplary sequence of actions to be performed 29 , In the example shown, starting from the catalyst temperature 31 in block 32 monitoring the temperature gradient with respect to a target temperature and maintaining the target temperature.

Zum Aufheizen wird in Block 33 zunächst ein elektrisch beheizbarer Katalysator verwendet. Dabei werden die maximale Leistung und die aktuelle Leistung des elektrisch beheizbaren Katalysators als Eingangsgrößen 34 überwacht. To heat up in block 33 initially used an electrically heated catalyst. The maximum power and the current power of the electrically heated catalyst are used as input variables 34 supervised.

Beim Erreichen der maximalen Leistung wird gegebenenfalls eine Leistungsanforderung ausgegeben 35. In diesem Fall wird bei Block 36 die Last der Verbrennungsmaschine erhöht. Dabei werden als Eingaben die maximale und die aktuelle Leistung des Elektromotors 37 berücksichtigt. Gegebenenfalls wird eine Leistungsanforderung des Verbrennungsmotors 38 ausgegeben. Ist dies der Fall, so wird in Block 39 zur Nacheinspritzung übergegangen. Dabei wird das Ausmaß der Nacheinspritzung ausgegeben 40.When the maximum power is reached, a power request may be issued 35 , In this case, at block 36 increased the load of the internal combustion engine. The inputs are the maximum and the current power of the electric motor 37 considered. If necessary, a power requirement of the internal combustion engine 38 output. If this is the case, then in block 39 went to the post-injection. At this time, the amount of post-injection is output 40.

In der festgelegten Reihenfolge nach der Nacheinspritzung 39 erfolgt das Drosseln in Block 41. Es wird in diesem Fall eine Steuerung des Aufheizens mittels der Drossel 42 vorgenommen. In der festgelegten Reihenfolge nach dem Drosseln erfolgt in Block 43 ein Anpassen der Drehzahl der elektrischen Turbine bzw. des elektrischen Kompressors. Dies erfolgt bis zu einer Solldrehzahl 44.In the order specified after the post-injection 39 throttling takes place in block 41 , It is in this case a control of the heating by means of the throttle 42 performed. In the specified order after throttling is done in block 43 adjusting the rotational speed of the electric turbine or the electric compressor. This takes place up to a setpoint speed 44 ,

Die Maßnahmen 33, 36, 39, 41 und 43 werden also in dieser Reihenfolge durchgeführt, jeweils bis zum Erreichen eines durch die Ausgaben 35, 38 40, 42 und 44 gekennzeichneten Grenzwertes bzw. einer entsprechenden Beschränkung. Beim Erreichen der jeweiligen Grenzwerte bzw. Beschränkung der einzelnen Maßnahme wird eine in der Reihenfolge sich anschließende Maßnahme zusätzlich durchgeführt. Dadurch wird mit der zunächst effizientesten Maßnahme begonnen, bei Erreichen deren Grenzwerte die nächsteffiziente Maßnahme hinzugenommen und das Aufheizen mit weiteren Maßnahmen solange fortgesetzt, bis die gewünschte Betriebstemperatur des Katalysators erreicht ist.The measures 33 . 36 . 39 . 41 and 43 So they are done in this order, each time until you reach through the expenses 35 . 38 40 . 42 and 44 marked limit or a corresponding restriction. Upon reaching the respective limit values or restriction of the individual measure, a subsequent measure in the sequence is additionally performed. As a result, the first most efficient measure is begun, when the limit values are reached, the next-efficient measure is added and the heating is continued with further measures until the desired operating temperature of the catalytic converter is reached.

Die 8 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 50, bei dem es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorrad handeln kann. Das Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang 1 und eine Steuervorrichtung 51, die zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist. Bei der Steuervorrichtung kann es sich um eine ausschnitthaft in der 6 gezeigte Steuervorrichtung 30 handeln. The 8th schematically shows a motor vehicle according to the invention 50 , which may be, for example, a passenger car, a truck or a motorcycle. The motor vehicle includes a drive train 1 and a control device 51 , which is designed for carrying out a method according to the invention. The control device may be a cutout in the 6 shown control device 30 act.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebsstrangpowertrain
22
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
33
exothermer Katalysatorexothermic catalyst
44
weiterer Katalysatorfurther catalyst
55
Turbineturbine
66
DieseloxidationskatalysatorDiesel oxidation catalyst
77
Dieselpartikelfilter mit SCR-BeschichtungDiesel particulate filter with SCR coating
88th
Mager-NOx-FalleLean NOx trap
99
Dieselpartikelfilterdiesel particulate Filter
1010
SCR-KatalysatorSCR catalyst
1111
Ermitteln eines Katalysators, dessen Temperatur unterhalb eines festgelegten Temperaturschwellwertes liegtDetermining a catalyst whose temperature is below a specified temperature threshold
1212
Bestimmen einer Mehrzahl an möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des KatalysatorsDetermining a plurality of possible measures for heating the catalyst
1313
Erfassen mindestens eines Parameters des aktuellen Betriebszustandes des AntriebsstrangsDetecting at least one parameter of the current operating state of the drive train
1414
Bestimmen der Effizienz der einzelnen möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators unter Berücksichtigung des mindestens einen erfassten Parameters des aktuellen Betriebszustandes des AntriebsstrangsDetermining the efficiency of the individual possible measures for heating the catalyst taking into account the at least one detected parameter of the current operating state of the drive train
1515
Ordnen der Anzahl möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators abhängig von der bestimmten Effizienz und Festlegen einer Reihenfolge beginnend mit der Maßnahme mit der höchsten EffizienzArrange the number of possible measures to heat the catalyst depending on the specific efficiency and set an order starting with the measure with the highest efficiency
1616
Durchführen der Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators in der festgelegten Reihenfolge bis die Temperatur des Katalysators mindestens den Temperaturschwellwert erreicht, wobei jeweils beim Erreichen der maximalen Heizleistung einer Maßnahme die nächste Maßnahme zusätzlich durchgeführt wirdPerforming the measures for heating the catalyst in the specified order until the temperature of the catalyst reaches at least the temperature threshold, in each case when the maximum heating power of a measure, the next measure is additionally performed
1717
Temperatur des Katalysators unterhalb des festgelegten Temperaturschwellwertes?Temperature of the catalyst below the specified temperature threshold?
1818
EndeThe End
2121
Ermitteln von EmissionswertenDetermining emission values
2222
Katalysatortemperatur und KatalysatoralterungszustandCatalyst temperature and catalyst aging state
2323
Abschätzung der Entwicklung der ÖlverdünnungEstimation of the development of the oil dilution
2424
Ölverdünnung und Betriebsbedingungen der VerbrennungsmaschineOil dilution and operating conditions of the internal combustion engine
2525
Bestimmen der Brennstoffeffizienz für jede MaßnahmeDetermine fuel efficiency for each action
2626
Bestimmen der Effizienz der elektrischen GeräteDetermining the efficiency of electrical appliances
2727
Verdampfer vorhandenEvaporator available
2828
Durchführung der Schritte d) und e)Implementation of steps d) and e)
2929
Ausgabe einer Reihenfolge der Anwendung der HeizmaßnahmenIssue of an order of application of the heating measures
3030
Steuervorrichtungcontrol device
3131
Katalysatortemperaturcatalyst temperature
3232
Überwachung des TemperaturgradientenMonitoring the temperature gradient
3333
Aufheizen mittels elektrisch beheizbarem KatalysatorHeating by means of electrically heatable catalyst
3434
Überwachung der aktuellen Leistung des elektrisch beheizbaren KatalysatorsMonitoring the current performance of the electrically heated catalyst
3535
Ausgabe LeistungsanforderungOutput performance requirement
3636
Lasterhöhung der VerbrennungsmaschineLoad increase of the internal combustion engine
3737
maximale und aktuelle Leistung des Elektromotorsmaximum and current power of the electric motor
3838
Ausgabe LeistungsanforderungOutput performance requirement
3939
Nacheinspritzunginjection
4040
Ausgabe Ausmaß der NacheinspritzungOutput extent of post-injection
4141
Drosselnthrottle
4242
Steuerung des Aufheizens mittels einer DrosselControl of heating by means of a throttle
4343
Anpassen der Drehzahl der elektrischen TurbineAdjusting the speed of the electric turbine
4444
Anpassen bis zu SolldrehzahlAdjust up to set speed
5050
Kraftfahrzeugmotor vehicle
5151
Steuervorrichtungcontrol device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 9708945 B2 [0003]US 9708945 B2 [0003]

Claims (14)

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1), welcher eine Verbrennungsmaschine (2), eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator (3, 4) und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Ermitteln eines Katalysators (4), dessen Temperatur unterhalb eines festgelegten Temperaturschwellwertes liegt, b) Bestimmen einer Mehrzahl an möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4), wobei jede Maßnahme eine maximale Heizleistung aufweist, c) Erfassen mindestens eines Parameters des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs (1), d) Bestimmen der Effizienz der einzelnen möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4) unter Berücksichtigung des mindestens einen erfassten Parameters des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs (1), e) Ordnen der Anzahl möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4) abhängig von der bestimmten Effizienz und Festlegen einer Reihenfolge beginnend mit der Maßnahme mit der höchsten Effizienz, und f) Durchführen der Maßnahmen zum Aufheizen des Katalysators (4) in der festgelegten Reihenfolge bis die Temperatur des Katalysators mindestens den Temperaturschwellwert erreicht, wobei jeweils beim Erreichen der maximalen Heizleistung einer Maßnahme die nächste Maßnahme zusätzlich durchgeführt wird.Method for operating a drive train (1) which comprises an internal combustion engine (2), an exhaust aftertreatment device with at least one catalytic converter (3, 4) and at least one device for heating a catalytic converter, characterized in that the method comprises the following steps: a) determining b) determining a plurality of possible measures for heating the catalytic converter (4), each measure having a maximum heating power, c) detecting at least one parameter of the current operating state of the drive train (FIG. 1), d) determining the efficiency of the individual possible measures for heating the catalytic converter (4), taking into account the at least one detected parameter of the current operating state of the drive train (1), e) arranging the number of possible measures for heating the catalytic converter (4) from the specific E and f) performing the steps of heating the catalyst (4) in the specified order until the temperature of the catalyst reaches at least the temperature threshold, each time a maximum heat output is reached the next measure will be carried out additionally. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem festgelegten Temperaturschwellwert um die Anspringtemperatur oder die Betriebstemperatur des Katalysators (4) handelt.Method according to Claim 1 characterized in that the predetermined temperature threshold value is the light-off temperature or the operating temperature of the catalytic converter (4). Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs (1) kontinuierlich erfasst wird und bei einer festgelegten Veränderung des Betriebszustandes des Antriebsstrangs (1) das Verfahren bei Schritt d) fortgesetzt wird.Method according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the at least one parameter of the current operating state of the drive train (1) is detected continuously and at a fixed change in the operating state of the drive train (1), the method is continued at step d). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter des aktuellen Betriebszustandes des Antriebsstrangs (1) die Temperatur des Abgases und/oder die Temperatur des Motors und/oder die Temperatur mindestens eines Katalysators und/oder den Alterungszustand mindestens eines Katalysators und/oder mindestens einen Abgasemissionswert und/oder den Batterieladezustand und/oder die Leistung der Verbrennungsmaschine und/oder die Last der Verbrennungsmaschine und/oder die Drehzahl der Verbrennungsmaschine und/oder das Drehmoment der Verbrennungsmaschine und/oder das Maß der Drosselung der Verbrennungsmaschine und/oder das Nacheinspritzen von Brennstoff und/oder die Ölverdünnung und/oder den Betriebszustand eines Verdampfers und/oder die aktuelle Heizleistung eines elektrisch heizbaren Katalysators und/oder die maximale Heizleistung eines elektrisch heizbaren Katalysators umfasst.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the at least one parameter of the current operating state of the drive train (1) the temperature of the exhaust gas and / or the temperature of the engine and / or the temperature of at least one catalyst and / or the aging state of at least one catalyst and / or at least one exhaust emission value and / or the battery state of charge and / or the power of the internal combustion engine and / or the load of the internal combustion engine and / or the speed of the internal combustion engine and / or the torque of the internal combustion engine and / or the degree of restriction of the internal combustion engine and / or the post-injection of fuel and / or the oil dilution and / or the operating state of an evaporator and / or the current heat output of an electrically heatable catalyst and / or the maximum heat output of an electrically heatable catalyst. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators einen elektrisch beheizbaren Katalysator und/oder einen exothermen Katalysator (3) umfasst.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the at least one device for heating a catalyst comprises an electrically heatable catalyst and / or an exothermic catalyst (3). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung einen Dieseloxidationskatalysator (6) und/oder eine Mager-NOx-Falle (8) und/oder einen SCR-Katalysator (10) und/oder einen Dieselpartikelfilter (9) und/oder einen Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung (7) umfasst.Method according to one of Claims 1 to 5 characterized in that the exhaust aftertreatment device comprises a diesel oxidation catalyst (6) and / or a lean NOx trap (8) and / or an SCR catalyst (10) and / or a diesel particulate filter (9) and / or a diesel particulate filter with SCR Coating (7). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein exothermer Katalysator (3) stromaufwärts eines weiteren Katalysators (4) angeordnet ist.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that at least one exothermic catalyst (3) upstream of another catalyst (4) is arranged. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahmen zum Aufheizen das Betrieben eines elektrisch beheizbaren Katalysators und/oder das Erhöhen der Last der Verbrennungsmaschine (2) und/oder das Erhöhen der Menge an nacheingespritztem Brennstoff und/oder das Betreiben eines Verdampfers umfassen.Method according to one of Claims 1 to 7 characterized in that the means for heating comprises operating an electrically heatable catalyst and / or increasing the load of the internal combustion engine (2) and / or increasing the amount of post-injected fuel and / or operating an evaporator. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) als Hybridantriebsstrang ausgestaltet ist.Method according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the drive train (1) is designed as a hybrid drive train. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf den Abgasstrom stromabwärts der Verbrennungsmaschine (2) eine Turbine (5) angeordnet ist.Method according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that with respect to the exhaust gas stream downstream of the internal combustion engine (2), a turbine (5) is arranged. Steuervorrichtung (30, 51) zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1), welcher eine Verbrennungsmaschine (2), eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator (3, 4) und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (30, 51) dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.Control device (30, 51) for operating a drive train (1) comprising an internal combustion engine (2), an exhaust aftertreatment device with at least one catalytic converter (3, 4) and at least one Means for heating a catalytic converter, characterized in that the control device (30, 51) is adapted to a method according to one of Claims 1 to 10 perform. Kraftfahrzeug (50) mit einem Antriebsstrang (1), welcher eine Verbrennungsmaschine (2), eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit mindestens einem Katalysator (3, 4) und mindestens eine Einrichtung zum Aufheizen eines Katalysators umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (50) eine Steuervorrichtung (30, 51) nach Anspruch 11 umfasst.Motor vehicle (50) with a drive train (1) comprising an internal combustion engine (2), an exhaust aftertreatment device with at least one catalyst (3, 4) and at least one device for heating a catalytic converter, characterized in that the motor vehicle (50) is a control device (30, 51) Claim 11 includes. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.A computer program product comprising instructions which, upon execution of the program by a computer, cause it to perform the method according to any one of Claims 1 to 10 perform. Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.A computer-readable storage medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause it to perform the method according to any one of Claims 1 to 10 perform.
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