DE102018217161A1

DE102018217161A1 - Optimierte Rekuperationsstrategie bei einem Hybridfahrzeug mit elektrisch beheizbaren Katalysator

Info

Publication number: DE102018217161A1
Application number: DE102018217161.0A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Ellmer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2020-04-09
Also published as: WO2020074283A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und ein Verfahren zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators, insbesondere für ein Hybrid-Fahrzeug. Das Steuerungssystem (100) weist einen Verbrennungsmotor (310) und eine Elektromaschine (320) auf. Ferner weist das Steuerungssystem (100) einen Katalysator (200) und mindestens einen Steller (270), der in einem Gaspfad (210) angeordnet ist, auf. Weiterhin weist das Steuerungssystem (100) eine Steuerung (150) auf, welche dazu eingerichtet ist, in einem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors (310) eine Soll-Bremsleistung zu bestimmen, und wenn die Soll-Bremsleistung kleiner ist als eine maximale Rekuperationsleistung der Elektromaschine (320) in einem Generatorbetrieb, die Elektromaschine (320) in dem Generatorbetrieb mit der Soll-Bremsleistung zu betreiben und einen Massenstrom durch den Gaspfad (210) mittels des mindestens eines Stellers (270) zu erhöhen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und ein Verfahren zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators, insbesondere für ein Hybrid-Fahrzeug. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Programmelement, ein computerlesbares Medium und eine Verwendung.
Viele Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor verfügen über einen Katalysator zur Reduktion der Schadstoffemissionen. Dabei ist zur sicheren Katalyse aller relevanten Schadstoffe eine Mindesttemperatur erforderlich. Diese Mindesttemperatur, auch „Light-Off-Temperatur“ genannt, liegt z.B. bei Abgas von Ottomotoren im Bereich von 250 bis 300°C, bei CNG (Methan) liegt diese Schwelle beispielsweise oberhalb von 400°C. Bei längerem Schleppbetrieb oder längerem Abschalten des Verbrennungsmotors - wie das insbesondere bei Hybrid-Fahrzeugen vorkommen kann - kann die Temperatur unter die Light-Off-Temperatur fallen, so dass beim Neustart des Verbrennungsmotors die sichere Katalyse nicht mehr gewährleistet ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise zu überwinden, insbesondere das Auskühlens des Katalysators zumindest teilweise zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuerungssystem zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators, für einen Verbrennungsmotor eines Hybrid-Fahrzeugs, wobei das Hybrid-Fahrzeug den Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine aufweist. Das Steuerungssystem weist einen Katalysator auf, welcher in einem Gaspfad des Verbrennungsmotors angeordnet ist und mindestens einen Steller in dem Gaspfad.
Der sogenannte Gaspfad des Verbrennungsmotors, durch welchen ein Fluid - z.B. Frischluft oder Abgas - strömt, lässt sich grob in einen sogenannten Frischluftpfad, der vor dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, und einen sogenannten Abgaspfad, der nach dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, aufteilen. Dabei kann der Massenstrom (auch Gasdurchsatz oder Volumenstrom) des Fluidstroms durch den Gaspfad durch eine Reihe von Vorrichtungen variiert werden. Die Anzahl und der Typ dieser Vorrichtungen kann, je nach Motor, variieren. Im Folgenden werden alle Vorrichtungen in dem Gaspfad, die eine Variation des Massenstroms durch den Katalysator bzw. Teile des Katalysators und somit eine Variation der Raumgeschwindigkeit ermöglichen, als „Steller“ bezeichnet. Die Raumgeschwindigkeit ist ein Maß für die Quantität des Massenstroms des Fluids durch ein durchströmtes Element. Die Raumgeschwindigkeit ist der Kehrwert der Verweilzeit eines Gases. Bei dem „Steller“ im Gaspfad kann es sich beispielsweise um eine Drosselklappe, Lufttaktventil, Drallklappe (Tumble), Steller, Ventilhubvariation auf der Einlass- oder Auslassseite, Stauklappe, Abgasklappe, Klappe für die Abgas-Rückführung (EGR), Gastaktventil, Gasumlenkklappe, Sekundärluftpumpe, Wastegate und/oder Variable-Turbinengeometrie-Lader (VTG-Lader) eines Turboladers, elektrischer Kompressor, Gastaktventil oder um jeden anderen Aktor handeln, der durch seinen aktiven Betrieb eine Veränderung der Raumgeschwindigkeit des Katalysators herbeiführt.
Das Steuerungssystem weist weiterhin eine Steuerung auf, welche dazu eingerichtet ist, in einem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors eine Soll-Bremsleistung zu bestimmen, und, wenn die Soll-Bremsleistung kleiner ist als eine maximale Rekuperationsleistung der Elektromaschine in einem Generatorbetrieb, die Elektromaschine in dem Generatorbetrieb mit der Soll-Bremsleistung zu betreiben und einen Massenstrom durch den Gaspfad mittels des mindestens eines Stellers zu erhöhen.
Der Verbrennungsmotor ist in dem Schleppbetrieb, wenn der Verbrennungsmotor nicht mehr zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt wird. Dies kann ein Abstellen der Kraftstoff- und/oder der Luftzufuhr und/oder der Zündung beinhalten. Wenn der Verbrennungsmotor nicht mehr an das sich bewegende Fahrzeug angekoppelt ist oder wenn das Fahrzeug steht, kann dies einen Stillstand des Verbrennungsmotors beinhalten. Die Soll-Bremsleistung kann z.B. aus einem Fahrerwunsch abgeleitet sein, beispielsweise über den sogenannten Bremssollwert (BSW). Die Soll-Bremsleistung kann, insbesondere bei zumindest teilweise automatisiert fahrenden Fahrzeugen, durch ein Assistenzsystem bestimmt werden.
Die Rekuperationsleistung ist eine kinetische Energie des Fahrzeugs, die als elektrische Energie während einer Verzögerung des Fahrzeugs, beispielsweise während eines Bremsvorgangs, mit Hilfe der Elektromaschine im Generatorbetrieb zurückgewonnen werden kann. Dies wird bei vielen Fahrzeugen als ein wesentlicher Beitrag zur Verbrauchsreduzierung und zu CO₂-Absenkung betrachtet. Die maximale Rekuperationsleistung der Elektromaschine im Generatorbetrieb kann durch die Dimensionierung und den Typ der Elektromaschine festgelegt sein.
Im Stand der Technik wird in dem Schleppbetrieb der Fluidstrom durch den Gaspfad minimiert, z.B. um die Bremswirkung des Motors zu nutzen und dadurch beispielsweise die Bremsen zu entlasten. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung der Gaspfad zumindest teilweise „entdrosselt“, d.h. der Massenstrom durch den Gaspfad, also z.B. durch den Motor, wird mittels des mindestens eines Stellers erhöht. Dadurch wird zumindest bei einigen Verbrennungsmotoren das Verlustmoment um etwa 25 % reduziert. Dies kann erfindungsgemäß z.B. zur Erhöhung der Rekuperationsleistung der Elektromaschine im Generatorbetrieb genutzt werden. Dies kann zu einer weiteren Reduktion des Treibstoffverbrauchs bzw. des CO₂-Ausstoßes des Fahrzeugs beitragen.
In einer Variation der Erfindung kann die Entdrosselung ausschließlich dann durchgeführt werden, wenn dies zu einer weiteren Erhöhung der Rekuperationsenergie führt.
In einer Ausführungsform ist die Steuerung weiterhin dazu eingerichtet, wenn, im Schleppbetrieb, die Bremsleistung gleich oder größer ist als die Rekuperationsleistung, die Elektromaschine im Generatorbetrieb mit der Rekuperationsleistung zu betreiben und den Massenstrom mittels des mindestens eines Stellers, zu reduzieren.
Bei dieser Ausführungsform wird ein mögliches Auskühlen des Katalysators dadurch reduziert, dass in Betriebsphasen, in denen die Rekuperationsleistung ausgeschöpft ist, der Massenstrom durch den Gaspfad reduziert wird. Dadurch strömt weniger (möglicherweise kühlendes) Fluid durch den Katalysator. Außerdem kann die Bremswirkung des Verbrennungsmotors erhöht werden.
In einer Ausführungsform weist das Steuerungssystem weiterhin einen ersten Temperatursensor auf, der im Bereich des Katalysators angeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, eine erste Ist-Temperatur des Katalysators zu bestimmen. Dabei ist die Steuerung weiterhin dazu eingerichtet, das Erhöhen des Massenstroms, mittels des mindestens eines Stellers, in Abhängigkeit von der ersten Ist-Temperatur durchzuführen.
Der Temperatursensor kann innerhalb des Katalysators, direkt bei dem Katalysator oder in der Nähe des Katalysators angeordnet sein. Der Temperatursensor kann auf einem Katalysatortemperaturmodell basieren, das gegebenenfalls durch weitere Sensoren unterstützt, korrigiert, adaptiert und/oder optimiert wird. Ein derartiges Katalysatortemperaturmodell kann die lokalen Temperaturen in dem Katalysator sowohl in Strömungsrichtung (axial) als auch in Querrichtung (radial, bei zylindrischer Form) ausweisen.
Das Erhöhen des Massenstroms ist in dieser Ausführungsform abhängig von der ersten Ist-Temperatur. Diese Abhängigkeit schließt ein, dass die erste Ist-Temperatur deutlich über der Light-Off-Temperatur liegen sollte, um die sichere Katalyse zu gewährleisten. Ist dies der Fall, dann kann eine Entdrosselungsstrategie ermittelt werden. Diese kann z.B. die Differenz zwischen der Light-Off-Temperatur berücksichtigen; dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, dass die Entdrosselung des Gaspfades umso stärker sein kein, je höher die erste Ist-Temperatur über der Light-Off-Temperatur liegt. Die Entdrosselungsstrategie kann weiterhin Auskühlungsmodelle des Katalysators verwenden, etwa in der Art, dass eine Restzeit bis zu einer Auskühlung prädiziert wird. Die prädizierte Restzeit kann z.B., neben der ersten Ist-Temperatur, Abgastemperaturmodelle, Strecken-spezifische Parameter (z.B. Gelände, Windstärke, Windrichtung) und die Verkehrssituation berücksichtigen und daraus die Entdrosselung des Gaspfades bestimmen. Generell kann die Entdrosselung so ausgelegt werden, dass diese umso geringer ist, je kürzer die prädizierte Restzeit bis zu einer Auskühlung ist. Damit kann z.B. ein ausgewogenes Optimum unter Umweltgesichtspunkten erreicht werden, weil sowohl die rekuperierte Energie als auch die Katalysatorfunktion berücksichtigt werden.
In einer Ausführungsform weist das Steuerungssystem weiterhin einen zweiten Temperatursensor auf, der in dem Abgaspfad angeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, eine zweite Ist-Temperatur des Abgaspfads zu bestimmen, wobei die Steuerung, weiterhin dazu eingerichtet ist, das Erhöhen des Fluidstroms mittels des mindestens eines Stellers, in Abhängigkeit von der zweiten Ist-Temperatur durchzuführen.
Aus der zweiten Ist-Temperatur kann, z.B. auf Basis von Temperaturmodellen, die erste Ist-Temperatur des Katalysators berechnet werden und in abhängig davon eine der oben erläuterten Entdrosselungsstrategien gewählt werden. Darüber hinaus ermöglicht das Bestimmen der zweiten Ist-Temperatur die Berücksichtigung der Abgastemperatur. Dies erweitert die oben erläuterten Entdrosselungsstrategien dahingehend, dass auch noch die thermische Trägheit des Verbrennungsmotors in die Prädiktion der Restzeit eingehen kann und möglicherweise zu einer weiteren Erhöhung der rekuperierten Energie beitragen kann.
In einer Ausführungsform weist das Steuerungssystem weiterhin eine Wärmequelle auf, welche im Bereich des Katalysators angeordnet ist, wobei die Steuerung weiterhin dazu eingerichtet ist, wenn die erste Ist-Temperatur und/oder die zweite Ist-Temperatur kleiner ist als eine vordefinierte Temperatur, die Wärmequelle mit einer vordefinierten Leistung zu beaufschlagen, um die vordefinierte Temperatur zu erreichen.
Die Wärmequelle kann als eine einzelne Wärmequelle oder als mehrere Wärmequellen ausgeführt sein. Insbesondere im Fall der einzelnen Wärmequelle kann die Wärmequelle in dem Katalysator oder nahe bei dem Katalysator stromaufwärts angeordnet sein, also zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Katalysator. Die Wärmequelle kann z.B. als eine elektrisch beheizbare Heizscheibe ausgeführt sein.
Die vordefinierte Temperatur kann im Bereich der Light-Off-Temperatur des Katalysators liegen oder in einem Abstand über der Light-Off-Temperatur, dass noch eine gewisse „Reserve-Temperatur“ für die sichere Katalyse verbleibt. Wenn die erste Ist-Temperatur und/oder die zweite Ist-Temperatur kleiner ist als die vordefinierte Temperatur, beaufschlagt die Steuerung die Wärmequelle mit einer vordefinierten Leistung, so dass die vordefinierte Temperatur erreicht wird. Damit kann eine inakzeptable Verschlechterung des Konvertierungsverhaltens des Katalysators ausgeschlossen werden.
In einer Ausführungsform wird die Beaufschlagung des Katalysators abhängig vom Ladezustand der Energiequelle des Fahr-zeugs, beispielsweise der Autobatterie, ausgelöst. Damit kann einem frühen Entladen der Energiequelle vorgebeugt werden.
In einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Beaufschlagen der Wärmequelle zu unterbrechen, um die thermische Trägheit der Wärmequelle zu beobachten. Dadurch kann z.B. ein übermäßiger Stromverbrauch durch die Wärmequelle und/oder ein übermäßiges und/oder unnötiges Erhitzen der Wärmequelle vermieden werden. Es können darüber hinaus Modelle für den Aufheizvorgang verwendet werden.
In einer Ausführungsform wird die vordefinierte Leistung zum Beaufschlagen der Wärmequelle zumindest teilweise einer aktuellen Rekuperationsleistung der Elektromaschine entnommen.
Sollte also der Fall eintreten, dass eine lokale Temperatur im Katalysator während des Schleppbetriebs unter eine Schwelle fällt, die eine inakzeptable Verschlechterung des Konvertierungsverhaltens des Katalysators bei Wiedereinsetzen des Verbrennungsmotors hervorruft, wird die Wärmequelle des Katalysators für eine bestimmte Zeit aktiviert. Diese Zeit und die mit Hilfe des mindestens einen Stellers eingestellte Raumgeschwindigkeitwird so gewählt, dass der ausgekühlte Bereich zügig und nachhaltig aufgeheizt wird. Energetisch ist der Schritt, sofern er im Sonderfall notwendig wird, insofern günstig, da die unmittelbar rekuperierte Energie zum Heizen direkt eingesetzt werden kann. Dies führt zu einem besseren Wirkungsgrad im Gegensatz zur temporären Speicherung in der Energiequelle des Fahrzeugs, z.B. der Batterie.
In einer Ausführungsform können aktuelle Informationen, wie z.B. Kraftstoffqualität, individuelle Fahrzeugeigenschaften (z.B. Fahrzeugalter, Fahrhistorie, Komponentenzustand, etc.), Umgebungsparameter wie Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Verkehrsdichte, Baustellen, a-priori-Kenntnisse (z.B. ein bekanntes Streckenprofil, Fahrerinformationen (wie z.B. der Fahrertypus), oder auch auf KI basierende Systeminformationen zur Anpassung aller oben genannten Schwellenwerte und Sollwerte verwendet werden.
In einer Ausführungsform können die oben angegebenen Schwellwerte und Sollwerte in der Abhängigkeit der verfügbaren Energiemenge, des Energiespeichers bzw. durch die Vorgaben eines umfassenden Energiemanagements herauf- bzw. herabgesetzt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators, für einen Verbrennungsmotor eines Hybrid-Fahrzeugs, wobei das Hybrid-Fahrzeug den Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine aufweist, mit den Schritten:

- Bestimmen, im Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors, einer Soll-Bremsleistung; und
- Wenn die Soll-Bremsleistung kleiner ist als die maximale Rekuperationsleistung der Elektromaschine im Generatorbetrieb, betreiben der Elektromaschine im Generatorbetrieb mit der Soll-Bremsleistung und erhöhen des Massenstroms mittels des mindestens eines Stellers.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren folgende weitere Schritte auf:

- Bestimmen, mittels eines ersten Temperatursensor, der im Bereich des Katalysators angeordnet ist, einer ersten Ist-Temperatur des Katalysators, und/oder, mittels eines zweiten Temperatursensor, der in dem Abgaspfad angeordnet ist, einer zweiten Ist-Temperatur des Abgaspfads; und
- Erhöhen des Massenstroms, mittels des mindestens eines Stellers, in positiver Abhängigkeit von der ersten Ist-Temperatur.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren den weiteren Schritt auf:

- Wenn die erste Ist-Temperatur und/oder die zweite Ist-Temperatur kleiner ist als eine vordefinierte Temperatur, beaufschlagen einer Wärmequelle mit einer vordefinierten Leistung, um die vordefinierte Temperatur zu erreichen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programmelement, welches, wenn es auf einer Steuerung ausgeführt wird, die Steuerung anleitet, das hier beschriebene Verfahren durchzuführen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das hier beschriebene Programmelement gespeichert ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines Steuerungssystems, wie es oben beschrieben ist, zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators in einem Abgasstrom, für einen Verbrennungsmotor eines Hybrid-Fahrzeugs.
Zur weiteren Verdeutlichung wird die Erfindung anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel, nicht aber als Einschränkung zu verstehen.
Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Steuerungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines entdrosselten Gaspfads gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung eines entdrosselten Gaspfads gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Flussdiagramm mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 300 mit einem Steuerungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 300 ist als ein Hybrid-Fahrzeug 300 ausgeführt, mit einem Verbrennungsmotor 310 und einer Elektromaschine 320, die mittels eines Kopplungselements 315 gekoppelt sind. Das Kopplungselement 315 kann starr ausgeführt sein oder eine Kupplung aufweisen, um den Verbrennungsmotor 310 und die Elektromaschine 320 bei Bedarf zu trennen. Der Verbrennungsmotor 310 weist einen Gaspfad 210 auf, wobei das Gas z.B. ein Abgas, in Pfeilrichtung 215, zu einem Katalysator 200 strömt. Zwischen dem Verbrennungsmotor 310 und dem Katalysator 200 ist ein Steller 270 angeordnet. Im Bereich des Katalysators 200 ist ein erster Temperatursensor 251 angeordnet. Der erste Temperatursensor 251 liefert eine erste Ist-Temperatur Ti1 des Katalysators 200 an eine Steuerung 150. Die Steuerung 150 ist dazu eingerichtet, den Steller 270, den Verbrennungsmotor 310 und die Elektromaschine 320 zu steuern.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines entdrosselten Gaspfads 210 des Verbrennungsmotors 310 (siehe 1) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Gaspfad 210 weist einen Frischluftpfad 212 und einen Abgaspfad 211 auf. In dem Abgaspfad 211 ist der Katalysator 200 angeordnet. Im Bereich des Katalysators 200 ist eine Wärmequelle 205 angeordnet. Weiterhin sind ein erster Temperatursensor 251 im Bereich des Katalysators 200 angeordnet und ein zweiter Temperatursensor 252 in dem Abgaspfad 211 angeordnet. Die Steller 270, die jeweils in dem Frischluftpfad 212 und in dem Abgaspfad 211 angeordnet sind, sind in einer entdrosselten Position dargestellt, so dass das Fluid oder Gas durch den Gaspfad 210 in Pfeilrichtung 215 strömen kann. Die entdrosselte Position unterscheidet sich von der gedrosselten Position dadurch, dass ein Massenstrom durch den Gaspfad 210 mittels mindestens eines Stellers 270 erhöht ist. Bei den Stellern im Gaspfad 210 kann es sich beispielsweise um eine Drosselklappe, Lufttaktventil, Drallklappe Tumble, Steller, Ventilhubvariation auf der Einlass- oder Auslassseite, Stauklappe, Abgasklappe, Klappe für die Abgas-Rückführung EGR, Gastaktventil, Gasumlenkklappe, Sekundärluftpumpe, Wastegate und/oder Variable-Turbinengeometrie-Lader VTG-Lader eines Turboladers, elektrischer Kompressor, Gastaktventil oder um jeden anderen Aktor handeln, der durch seinen aktiven Betrieb eine Veränderung der Raumgeschwindigkeit des Katalysators 200 herbeiführt.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines gedrosselten Gaspfads 210 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gezeigten Elemente und die Bezugszeichen entsprechen den Elementen und Bezugszeichen, die in 2 gezeigt sind. Der einzige Unterschied zu 2 besteht darin, dass die Steller 270, die jeweils in dem Frischluftpfad 212 und in dem Abgaspfad 211 angeordnet sind, in einer gedrosselten Position dargestellt sind. Bei der gedrosselten Position sind die Steller 270 in einer Position, bei welcher der Massenstrom durch den Gaspfad 210, im Vergleich zur entdrosselten Position mittels mindestens eines der Steller 270 reduziert ist.
4 zeigt ein Flussdiagramm 400 mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren startet mit einem Schritt 401. In einem Schritt 402 wird überprüft, ob der Verbrennungsmotor 310 (siehe 1) in einem Schleppbetrieb ist. Wenn nein, wird das Verfahren in einem Schritt 403 beendet. Wenn ja, dann wird in einem Schritt 404 eine Soll-Bremsleistung bestimmt. In einem Schritt 405 wird dann abgefragt, ob der Katalysator 200 eine vordefinierte Temperatur oberhalb der Light-Off-Temperatur aufweist. Ist dies nicht der Fall, wird, in einem Schritt 410, die Wärmequelle 205, im Bereich des Katalysators 200, durch die Steuerung 150 mit einer vordefinierten Leistung Pv beaufschlagt, um die vordefinierte Temperatur Tv zu erreichen. Wenn der Katalysator 200 die vordefinierte oberhalb der Light-Off-Temperatur aufweist, wird, in einem Schritt 406, die Elektromaschine 320 im Generatorbetrieb betrieben. In einem Schritt 407 wird ermittelt, ob eine Soll-Bremsleistung, die z.B. von einem Fahrer angefordert wurde, kleiner ist als eine maximale Rekuperationsleistung der Elektromaschine 320 in einem Generatorbetrieb. Ist dies der Fall, dann wird, in einem Schritt 408, die Elektromaschine 320 in dem Generatorbetrieb mit der Soll-Bremsleistung betrieben und ein Massenstrom durch den Gaspfad 210 mittels des mindestens eines Stellers 270 erhöht. Ist die Soll-Bremsleistung größer oder gleich der maximalen Rekuperationsleistung, dann wird, in einem Schritt 409, die Elektromaschine 320 mit der maximalen Rekuperationsleistung betrieben und der Massenstrom wird, mittels des mindestens eines Stellers 270, reduziert. In einem Schritt 411 wird das Verfahren beendet. Nach der Beendigung des Verfahrens in Schritt 403 oder 411 kann das Verfahren wieder in dem Schritt 401 gestartet werden. In einer Ausführungsform findet eine Wiederholung, insbesondere eine regelmäßige Wiederholung, des Verfahrens statt.
Bezugszeichenliste

100: Steuerungssystem
150: Steuerung
200: Katalysator
205: Wärmequelle
210: Gaspfad
211: Abgaspfad
212: Frischluftpfad
215: Pfeilrichtung
251: erster Temperatursensor
252: zweiter Temperatursensor
270: Steller
300: Fahrzeug
310: Verbrennungsmotor
315: Kopplungselement
320: Elektromaschine
400: Flussdiagramm
401 - 411: Schritte

Claims

Steuerungssystem (100) zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators (200), für einen Verbrennungsmotor (310) eines Hybrid-Fahrzeugs (300), wobei das Hybrid-Fahrzeug (300) den Verbrennungsmotor (310) und eine Elektromaschine (320) aufweist, das Steuerungssystem (100) aufweisend: einen Katalysator (200), welcher in einem Gaspfad (210) des Verbrennungsmotors (310) angeordnet ist, mindestens einen Steller (270) in dem Gaspfad (210), und eine Steuerung (150), welche dazu eingerichtet ist, in einem Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors (310) eine Soll-Bremsleistung zu bestimmen, und wenn die Soll-Bremsleistung kleiner ist als eine maximale Rekuperationsleistung der Elektromaschine (320) in einem Generatorbetrieb, die Elektromaschine (320) in dem Generatorbetrieb mit der Soll-Bremsleistung zu betreiben und einen Massenstrom durch den Gaspfad (210) mittels des mindestens eines Stellers (270) zu erhöhen.
Steuerungssystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (150), weiterhin dazu eingerichtet ist, wenn, im Schleppbetrieb, die Bremsleistung gleich oder größer ist als die maximale Rekuperationsleistung, die Elektromaschine (320) im Generatorbetrieb mit der maximalen Rekuperationsleistung zu betreiben und den Massenstrom mittels des mindestens eines Stellers (270), zu reduzieren.
Steuerungssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend: einen ersten Temperatursensor (251), der im Bereich des Katalysators (200) angeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, eine erste Ist-Temperatur (Ti1) des Katalysators (200) zu bestimmen, wobei die Steuerung (150), weiterhin dazu eingerichtet ist, das Erhöhen des Massenstroms, mittels des mindestens eines Stellers (270), in Abhängigkeit von der ersten Ist-Temperatur (Ti1) durchzuführen.
Steuerungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen zweiten Temperatursensor (252), der in dem Abgaspfad (211) angeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, eine zweite Ist-Temperatur (Ti2) des Abgaspfads (211) zu bestimmen, wobei die Steuerung (150), weiterhin dazu eingerichtet ist, das Erhöhen des Massenstroms mittels des mindestens eines Stellers (270), in Abhängigkeit von der zweiten Ist-Temperatur (Ti2) durchzuführen.
Steuerungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Wärmequelle (205), welche im Bereich des Katalysators (200) angeordnet ist, wobei die Steuerung (150), weiterhin dazu eingerichtet ist, wenn die erste Ist-Temperatur (Ti1) und/oder die zweite Ist-Temperatur (Ti2) kleiner ist als eine vordefinierte Temperatur (Tv), die Wärmequelle (205) mit einer vordefinierten Leistung (Pv) zu beaufschlagen, um die vordefinierte Temperatur (Tv) zu erreichen.
Steuerungssystem (100) nach Anspruch 5, wobei die Steuerung (150) dazu eingerichtet ist, das Beaufschlagen der Wärmequelle (205) zu unterbrechen, um die thermische Trägheit der Wärmequelle (205) zu beobachten.
Steuerungssystem (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die vordefinierte Leistung (Pv) zum Beaufschlagen der Wärmequelle (205) zumindest teilweise einer aktuellen Rekuperationsleistung der Elektromaschine (320) entnommen wird.
Verfahren zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators (200), für einen Verbrennungsmotor (310) eines Hybrid-Fahrzeugs (300), wobei das Hybrid-Fahrzeug (300) den Verbrennungsmotor (310) und eine Elektromaschine (320) aufweist, mit den Schritten: - Bestimmen, im Schleppbetrieb des Verbrennungsmotors (310), einer Soll-Bremsleistung; und - Wenn die Soll-Bremsleistung kleiner ist als die maximale Rekuperationsleistung der Elektromaschine (320) im Generatorbetrieb, betreiben der Elektromaschine (320) im Generatorbetrieb mit der Soll-Bremsleistung und erhöhen des Massenstroms mittels des mindestens eines Stellers (270).
Verfahren nach Anspruch 8, mit den weiteren Schritten: - Bestimmen, mittels eines ersten Temperatursensor (251), der im Bereich des Katalysators (200) angeordnet ist, einer ersten Ist-Temperatur (Ti1) des Katalysators (200), und/oder, mittels eines zweiten Temperatursensor (252), der in dem Abgaspfad (211) angeordnet ist, einer zweiten Ist-Temperatur (Ti2) des Abgaspfads (211); und - Erhöhen des Massenstroms, mittels des mindestens eines Stellers (270), in positiver Abhängigkeit von der ersten Ist-Temperatur (Ti1).
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, mit dem weiteren Schritt: - Wenn die erste Ist-Temperatur (Ti1) und/oder die zweite Ist-Temperatur (Ti2) kleiner ist als eine vordefinierte Temperatur (Tv), beaufschlagen einer Wärmequelle (205) mit einer vordefinierten Leistung (Pv), um die vordefinierte Temperatur (Tv) zu erreichen.
Programmelement, das, wenn es auf einer Steuerung (150) ausgeführt wird, die Steuerung (150) anleitet, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10 durchzuführen.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gemäß Anspruch 11 gespeichert ist.
Verwendung eines Steuerungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zur Reduzierung des Auskühlens eines Katalysators (200) in einem Abgasstrom, für einen Verbrennungsmotor (310) eines Hybrid-Fahrzeugs (300).