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
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
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
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
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. inSchritt 15 der 5 anhand eines Blockdiagramms. -
7 zeigt schematisch eine beispielhafte Reihenfolge der durchzuführenden Maßnahmen. -
8 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
-
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 instep 15 of the5 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
Beispiele für konkrete Anordnungen von Katalysatoren im Rahmen einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung sind beispielhaft in den
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
Die
In einem sich an die Schritte
Anschließend wird in Schritt
Bei dem aufzuheizenden Katalysator kann es sich zum Beispiel um einen in der
Im Folgenden werden einzelne Beispielsszenarien beschrieben. In einem ersten Anwendungsbeispiel kann in Schritt
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
Die in den Blöcken
Die
Zum Aufheizen wird in Block
Beim Erreichen der maximalen Leistung wird gegebenenfalls eine Leistungsanforderung ausgegeben
In der festgelegten Reihenfolge nach der Nacheinspritzung
Die Maßnahmen
Die
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
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |