DE102018220797A1 - Hybridfahrzeug und ein Verfahren für das Steuern desselben - Google Patents

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Kyoungchan Han
Seungeun YU
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Ein Hybridfahrzeug kann beinhalten: einen Motor; einen Turbolader, welcher eine Turbine beinhaltet, welche in einer Abgasleitung angeordnet ist, und einen Kompressor; einen elektrischen Superlader, welcher in der Zufuhrleitung bei einem vorgelagerten Teilbereich des Kompressors angeordnet ist; ein Abgas-Nachbearbeitungsgerät; eine Niederdruck-EGR-Einrichtung, welche eine Niederdruck-EGR-Leitung beinhaltet, ein Niederdruck-EGR-Kühlelement und ein Niederdruck-EGR-Ventil; eine Zufuhr-Bypassleitung, welche die Zufuhrleitung bei einem nachgelagerten Teilbereich des elektrischen Superladers und die Zufuhrleitung bei einem vorgelagerten Teilbereich des elektrischen Superladers verbindet; ein Zufuhr-Bypassventil, welches in der Zufuhr-Bypassleitung angeordnet ist; eine Nachbearbeitungs-Bypassleitung, welche die Zufuhrleitung zwischen dem elektrischen Superlader und dem Kompressor und die Abgasleitung zwischen der Turbine und dem Abgas-Nachbearbeitungsgerät verbindet; und ein Nachbearbeitungs-Bypassventil, welches in der Nachbearbeitungs-Bypassleitung angeordnet ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Bereich
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren für das Steuern desselben.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Im Allgemeinen werden Hybridfahrzeuge als umweltfreundliche Fahrzeuge angesehen. In Hybridfahrzeugen wird ein elektrischer Motor zusätzlich zu einem vorhandenen Motor mit interner Verbrennung bereitgestellt, oder eine Kombination von zwei oder mehr Antriebsquellen, wie z. B. eine Kombination eines Motors mit interner Verbrennung und einer Brennstoffzelle, wird vorgesehen. In Hybridfahrzeugen gibt es viele verbesserte Faktoren bezüglich der Kraftstoffeffizienz und der Leistungsfähigkeit verglichen mit vorhandenen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.
  • In jüngster Zeit wurden in vielen Ländern die Umweltvorgaben bezüglich schädlicher Stoffe in Auspuffgasen bzw. Abgasen von Fahrzeugen zunehmend verstärkt. Entsprechend werden die Fahrzeuge mit verschiedenen Arten von Katalysatoreinrichtungen für das Entfernen schädlicher Stoffe, wie z. B. NOx, CO und THC, welche in Abgasen enthalten sind, aufgrund dieser Vorgaben bezüglich Abgasen, ausgestattet.
  • Als Beispiele der verschiedenen Arten von Katalysatoreinrichtungen werden ein Diesel-Oxidationskatalysator (DOC), ein Dieselpartikelfilter (DPF), ein NOx-Speicherkatalysator (LNT) und eine selektive katalytische Reduziereinheit (SCR) benutzt. Sogar in dem Hybridfahrzeug wird ein Katalysator benutzt, um das Abgas des Motors zu reduzieren.
  • Die obige Information, welche in diesem Hintergrundabschnitt offenbart ist, dient nur dem besseren Verständnis des Hintergrundes der Erfindung und kann deshalb Information beinhalten, welche nicht den Stand der Technik bildet, welcher in diesem Land einem Durchschnittsfachmann bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung stellt ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren, welche dasselbe benutzt, bereit, welches die Katalysatortemperatur eines Nachbearbeitungsgerätes für Abgas schnell erhöhen kann.
  • Ein Hybridfahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Motor beinhalten, welcher eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet, um Fahrleistung durch das Verbrennen von Kraftstoff zu erzeugen; einen Turbolader, welcher eine Turbine beinhaltet, welche in der Abgasleitung angeordnet ist, durch welche das Abgas von dem Zylinder, welches von dem Zylinder entladen ist, strömt, und durch das Abgas gedreht wird, und einen Kompressor, welcher sich in Verbindung mit der Turbine dreht und Ansauggas komprimiert, welches in den Zylinder zuzuführen ist; einen elektrischen Superlader bzw. Kompressor, welcher in der Ansaugleitung bei einem Zustrom-Teilbereich des Kompressors angeordnet ist; ein Nachbearbeitungsgerät für Abgas, welches in der Abgasleitung bei einem nachgelagerten Teilbereich der Turbine angeordnet ist und einen Katalysator beinhaltet; eine Niederdruck-Abgas-Rückführungs-(EGR-)Einrichtung, welche eine Niederdruck-EGR-Leitung beinhaltet, welche von der Abgasleitung bei einem nachgelagerten Teilbereich des Abgas-Nachbearbeitungsgeräte abzweigt und in die Ansaugleitung bei einem vorgelagerten Teilbereich des Kompressors übergeht, einen Niederdruck-EGR-Kühler, welcher in der Niederdruck-EGR-Leitung angeordnet ist, ein Niederdruck-EGR-Ventil, welches in der Niederdruck-EGR-Leitung angeordnet ist; eine Zufuhr-Bypassleitung, welche die Zufuhrleitung bei einem nachgelagerten Teilbereich des elektrischen Superladers und die Zufuhrleitung bei einem vorgelagerten Teilbereich des elektrischen Superladers verbindet; ein Zufuhr-Bypassventil, welches in der Zufuhr-Bypassleitung angeordnet ist; eine Nachbearbeitungs-Bypassleitung, welche die Zufuhrleitung zwischen dem elektrischen Superlader und dem Kompressor mit der Abgasleitung zwischen der Turbine und dem Abgas-Nachbearbeitungsgerät verbindet; und ein Nachbearbeitungs-Bypassventil, welches in der Nachbearbeitungs-Bypassleitung angeordnet ist.
  • Ein elektrisches Katalysator-Heizelement kann in dem Abgas-Nachbearbeitungsgerät angeordnet sein.
  • Das Hybridfahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Hochdruck-EGR-Einrichtung beinhalten, welche eine Hochdruck-EGR-Leitung beinhaltet, welche von der Abgasleitung bei einem Zufuhrteilbereich der Turbine abzweigt und in die Zufuhrleitung bei einem nachgelagerten Teilbereich des Kompressors einmündet; einen Hochdruck-EGR-Kühler, welcher in der Hochdruck-EGR-Leitung angeordnet ist; und ein Hochdruck-EGR-Ventil, welches in der Hochdruck-EGR-Leitung angeordnet ist.
  • Das Hybridfahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner beinhalten: ein Steuerelement für das Steuern eines Betriebs des Motors, den elektrischen Superlader, das Niederdruck-EGR-Ventil, das Zufuhr-Bypassventil, das Nachbearbeitungs-Bypassventil, das elektrische Katalysator-Heizelement und das Hochdruck-EGR-Ventil basierend auf einer Abgas-Zirkulationsbedingung.
  • Die Abgas-Zirkulationsbedingung kann erfüllt werden, wenn der Motor, während das Fahrzeug fährt, gestoppt wird, eine Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes eine vorher festgelegte Temperatur ist oder geringer und ein SOC (Ladezustand) einer Batterie ein vorher festgelegter Wert ist oder mehr.
  • Wenn die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt wird, kann das Steuerelement den elektrischen Kompressor steuern, um betrieben zu werden, das Zufuhr-Bypassventil, um geschlossen zu werden, das Hochdruck-EGR-Ventil, um geschlossen zu werden, das Nachbearbeitungs-Bypassventil, um geöffnet zu werden, das elektrische Katalysator-Heizelement, um betrieben zu werden, und das Niederdruck-EGR-Ventil, um geöffnet zu werden.
  • Ein Verfahren für das Steuern eines Hybridfahrzeugs entsprechend zu einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Motor, welcher beinhaltet: eine Mannigfaltigkeit eines Zylinders, eine Niederdruck-EGR-Einrichtung, welche einiges an Abgas wieder in Umlauf bringt, welches von dem Motor ausgestoßen ist, einen elektrischen Kompressor für das Beliefern komprimierter Luft an den Zylinder des Motors, einen Turbolader, welcher durch das Abgas betrieben wird, welches von dem Motor ausgestoßen wird und die Zuluft, welche an den Motor geliefert wird, komprimiert, eine Hochdruck-EGR-Einrichtung, die eine bestimmte Menge an Abgas, welches von dem Motor ausgestoßen ist, wieder in Umlauf bringt, und ein Abgas-Nachbearbeitungsgerät, welches einen Katalysator für das Reinigen des Abgases beinhaltet, welches von dem Motor ausgestoßen ist, wobei das Verfahren das Bestimmen, ob eine Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt wird, durch ein Steuerelement beinhalten kann; und das Steuern eines Betriebes des elektrischen Kompressors, eines Niederdruck-EGR-Ventils der Niederdruck-EGR-Einrichtung, ein Zufuhr-Bypassventil, welches in einer Zufuhr-Bypassleitung angeordnet ist, wobei der elektrische Kompressor, welcher in einer Zufuhrleitung angeordnet ist, umgeleitet wird, ein Nachverarbeitungs-Bypassventil, welches in einer Nachverarbeitungs-Bypassleitung angeordnet ist, welche von der Zugangsleitung zwischen dem elektrischen Kompressor und einem Kompressor des Turboladers abgezweigt ist und in die Abgasleitung bei einem vorgelagerten Teilbereich des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes einmündet, ein elektrisches Katalysator-Heizelement des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes, und ein Hochdruck-EGR-Ventil der Hochdruck-EGR-Einrichtung, welche auf der Abgas-Zirkulationsbedingung durch das Steuerelement basiert.
  • Die Abgas-Zirkulationsbedingung kann erfüllt werden, wenn der Motor gestoppt wird, während das Fahrzeug fährt, eine Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes eine vorher festgelegte Temperatur oder geringer ist und ein SOC (Ladezustand) einer Batterie ein vorher festgelegter Wert oder mehr ist.
  • Wenn die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist, kann der elektrische Kompressor betrieben werden, das Einlass-Bypassventil kann geschlossen werden, das Hochdruck-EGR-Ventil kann geschlossen werden, das Nachbearbeitungs-Bypassventil kann geöffnet werden, das elektrische Katalysator-Heizelement kann betrieben werden und das Niederdruck-EGR-Ventil kann geöffnet werden.
  • Entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da erhitzte Luft durch eine Umlaufschleife zirkuliert wird, wenn der Motor zeitweise während des Fahrens des Fahrzeugs gestoppt wird, wird eine Katalysatortemperatur nahe an einer Aktivierungstemperatur gehalten. Deshalb nähert sich die Katalysatortemperatur schnell der Aktivierungstemperatur, wenn der Motor wieder gestartet wird, und damit wird der Reinigungswirkungsgrad des Abgases durch den Katalysator verbessert.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, welche für das detailliertere Beschreiben der vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind, jedoch nicht, um die technischen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung einzugrenzen.
    • 1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Hybridfahrzeug entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hybridfahrzeug entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren für das Steuern eines Hybridfahrzeugs entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 4 ist eine Zeichnung, wenn ein Motor eines Hybridfahrzeugs entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestoppt wird.
    • 5 ist eine Zeichnung, wenn ein Motor eines Hybridfahrzeugs entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung normal betrieben wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden ausführlicher hier nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden. Wie Fachleute realisieren werden, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen modifiziert werden, ohne dass alle von dem Geist oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
  • Die Zeichnungen und die Beschreibung sind als in ihrer Art erläuternd zu betrachten und nicht restriktiv, ebenso wie die Bezugsziffern gleiche Elemente über die Spezifikation hinweg bezeichnen.
  • Außerdem, da die Abmessungen und Dicken der Elemente der Annehmlichkeit der Beschreibung wegen gezeigt werden, ist die vorliegende Erfindung nicht immer auf die Zeichnungen begrenzt, und die Dicke-Abmessungen sind vergrößert, um unterschiedliche Teile und Bereiche klar auszudrücken.
  • In Hybridfahrzeugen wird ein Katalysator benutzt, um das Abgas des Motors zu reduzieren, da jedoch eine aktivierte Temperatur des Katalysators signifikant höher als die Raumtemperatur ist, wird die Katalysatortemperatur durch das Laufenlassen des Motors erhöht, und damit wird der Katalysator aktiviert. Ein Abgas-Nachbearbeitungssystem, wie z. B. das DOC, das LNT und das SCR, welche montiert sind, um schädliche Materialien zu reduzieren, benötigen eine Basistemperatur (Aktivierungstemperatur) für die chemische Reaktion.
  • In einem EV-(Elektrisches-Fahrzeug-) Modus, bei welchem das Hybridfahrzeug fährt, indem es nur durch das Fahrdrehmoment eines elektrischen Motors fährt, wird kein Abgas erzeugt oder ausgestoßen. Und wenn der Motor wiederholt durch eine ISG-(Leerlauf- & Fahr-) Funktion gestoppt wird, ist die Menge an Abgas sehr klein.
  • In diesem Fall wird die Katalysatortemperatur eines Abgas-Nachbearbeitungsgerätes allmählich vermindert. Danach, wenn der Motor betrieben wird und eine Menge an Abgas, welches von dem Motor ausgestoßen wird, zunimmt, wird das Abgas-Nachbearbeitungsgerät nicht schnell aktiviert, und damit wird auch eine Reinigungsrate des Abgases durch das Abgas-Nachbearbeitungsgerät, und ein Betrag an Abgas, wie z. B. Stickoxid, erhöht.
  • Hier nachfolgend wird ein Hybridfahrzeug entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Beug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Hybridfahrzeug darstellt, entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Und 2 ist ein Blockdiagramm, welches ein Hybridfahrzeug entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt wird, kann in den Ausführungsformen ein Hybridfahrzeug entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten: einen Motor 20, einen Antriebsmotor 25, einen Turbolader 70, einen elektrischen Kompressor 100, ein Abgas-Nachbearbeitungsgerät 60, eine Niederdruck-EGR-Einrichtung 40 und eine Hochdruck-EGR-Einrichtung 50.
  • In den Ausführungsformen beinhaltet der Verbrennungsmotor 20 eine Vielzahl von Zylindern 21, welche das Fahrdrehmoment durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugen. Der Motor 20 besitzt eine Zufuhrleitung 10, in welche ein Zufuhrgas, welches von dem Zylinder 21 geliefert wird, strömt, und eine Abgasleitung 30, in welche ein Abgas, welches von dem Zylinder 21 ausgestoßen wird, strömt.
  • In den Ausführungsformen empfängt der Antriebsmotor 25 Leistung aus einer Batterie 27 und unterstützt das Antriebsdrehmoment des Motors 20. Der Antriebsmotor 25 erzeugt elektrische Leistung durch das selektive Betreiben als ein Leistungsgenerator, und die elektrische Leistung wird in die Batterie 27 geladen.
  • In Ausführungsformen ist das Abgas-Nachbearbeitungsgerät 60, welches einen Katalysator beinhaltet, welcher verschiedenes toxisches Material reinigt, welches in dem Abgas beinhaltet ist, welches aus dem Zylinder 21 ausgestoßen wird, in der Abgasleitung 30 angeordnet. Das Abgas-Nachbearbeitungsgerät 60 kann einen LNT (NOx-Speicherkatalysator), einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und ein Dieselpartikelfilter (DPF) beinhalten. Ein elektrisches Katalysator-Heizelement 62 ist in dem Abgas-Nachbearbeitungsgerät 60 angeordnet. Das elektrische Katalysator-Heizelement 62 erwärmt das Abgas-Nachbearbeitungsgerät 60, wenn nötig.
  • Der elektrische Kompressor 100 ist in der Zufuhrleitung 10 angeordnet, liefert komprimierte Luft an den Zylinder 21 und beinhaltet einen Motor 110 und einen elektrischen Kompressor 120. Der elektrische Kompressor 120 wird durch den Motor 110 betrieben und komprimiert externe Luft abhängig von einer Fahr- bzw. Antriebszustand, welcher dem Zylinder zu liefern ist.
  • In Ausführungsformen wird eine Zufuhr-Bypassleitung 12, welche den elektrischen Kompressor 100 umgeht, in der Zufuhrleitung 10 bereitgestellt. Die Zufuhr-Bypassleitung 12 wird von der Zufuhrleitung 10 bei einem vorgelagerten Teilbereich des elektrischen Kompressors 100 abgezweigt und mündet in die Zufuhrleitung 10 bei einem nachgelagerten Teilbereich des elektrischen Kompressors 100. Ein Zufuhr-Bypassventil 14 ist in der Zufuhr-Bypassleitung 12 angeordnet, und eine Luftmenge, welche an dem elektrischen Superlader 100 vorbeigeführt wird, wird durch den Öffnungsgrad des Zufuhr-Bypassventils 14 justiert bzw. eingestellt.
  • Der Turbolader 70 komprimiert das Zufuhrgas (externe Luft + Rückzirkulation-Abgas), welches durch die Zufuhrleitung 10 einströmt, und liefert das Zufuhrgas an den Zylinder 21. Der Turbolader 70 beinhaltet die Turbine 74, welche in der Abgasleitung 30 angeordnet ist, und dreht sich durch das Abgas, welches von dem Zylinder 21 ausgestoßen ist, und ein Kompressor 72, welcher in der Zufuhrleitung 10 angeordnet ist, dreht sich in Verbindung mit der Turbine 74 und komprimiert das Zufuhrgas.
  • In Ausführungsformen beinhaltet die Niederdruck-EGR-Einrichtung 40 (LP-EGR) eine Niederdruck-EGR-Leitung 42, ein Niederdruck-EGR-Kühlelement 46 und ein Niederdruck-EGR-Ventil 44.
  • Die Niederdruck-EGR-Leitung 42 zweigt sich von der Abgasleitung 30 bei einem nachgelagerten Teilbereich des Turboladers 70 ab und führt in die Zufuhrleitung 10 bei einem vorgelagerten Teilbereich des Kompressors 72. Das Niederdruck-EGR-Kühlelement 46 ist in der Niederdruck-EGR-Leitung 42 und kühlt das Abgas, welches durch die Niederdruck-EGR-Leitung 42 strömt. Das Niederdruck-EGR-Ventil 44 ist an einem Punkt angeordnet, bei welchem die Niederdruck-EGR-Leitung 42 und die Zufuhrleitung 10 miteinander verbunden sind, und justiert die Abgasmenge, welche durch die Zufuhrleitung 10 strömt.
  • Die Hochdruck-EGR-Einrichtung 50 (HP-EGR-Einrichtung) beinhaltet eine Hochdruck-EGR-Leitung 52, welche von der Abgasleitung 30 bei einem vorgelagerten Teilbereich der Turbine 74 abzweigt und in einen nachgelagerten Teilbereich der Zufuhrleitung 10 einmündet, ein Hochdruck-EGR-Kühlelement 56, welches in der Hochdruck-EGR-Leitung 52 angeordnet ist, und ein Hochdruck-EGR-Ventil 54, welches in der Hochdruck-EGR-Leitung 52 angeordnet ist, und justiert die Abgasmenge, welche durch die Zufuhrleitung rückzirkuliert ist.
  • In Ausführungsformen ist ein Zwischenkühlelement 16 in der Zufuhrleitung 10 an einem nachgelagerten Teilbereich des Kompressors 72 angeordnet. Das Zwischenkühlelement 16 kühlt Zufuhrgas, welches durch die Zufuhrleitung 10 eingeführt ist, durch einen Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel. In Ausführungsformen, da das Zufuhrgas, welches sich durch den Turbolader ausdehnt, wenn eine Temperatur desselben zunimmt, nimmt die Sauerstoffdichte des Zufuhrgases, welches in den Zylinder 21 geliefert wird, ab, und aus diesem Grund ist es schwierig, das Drehmoment auszugeben, welches für den Motor 20 erforderlich ist. Deshalb wird die Dichte des Zufuhrgases durch das Kühlen des Zufuhrgases durch den Zwischenkühler 16 erhöht, wodurch damit der Verbrennungswirkungsgrad des Motors 20 verbessert wird.
  • Indessen kann das Hybridfahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine Nachbearbeitungs-Bypassleitung 32 beinhalten, welche die Zufuhrleitung 10 und die Abgasleitung 30 verbindet. Die Nachbearbeitungs-Bypassleitung 32 wird von der Zufuhrleitung 10 zwischen dem elektrischen Superlader 100 und dem Kompressor 72 abgezweigt und in die Abgasleitung 30 zwischen der Turbine 74 und dem Abgas-Nachbearbeitungsgerät 60 eingeführt. In Ausführungsformen kann die Leitung 32 direkt an das Gerät 60 angeschlossen werden. Ein Nachbearbeitungs-Bypassventil 34 ist in der Nachbearbeitungs-Bypassleitung 32 angeordnet.
  • Das Hybridfahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner beinhalten: ein oder mehrere Steuerelemente 90 für das Steuern eines Betriebes des Motors 20, des elektrischen Superladers 100, des Niederdruck-EGR-Ventils 44, des Zufuhr-Bypassventils 14, des Nachbearbeitungs-Bypassventils 34, des elektrischen Katalysator-Heizelementes 62 und des Hochdruck-EGR-Ventils 54, basierend auf einem Abgas-Zirkulationsbedingung.
  • Das Steuerelement 90 bestimmt, ob die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist, basierend auf einer Fahr- bzw. Antriebsinformation, welche durch einen Antriebsinformations-Detektor 80 detektiert ist.
  • Zum Beispiel kann die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt werden, wenn der Motor 20 gestoppt wird, während das Fahrzeug fährt (mit anderen Worten, die Zuluft wird nicht an den Zylinder 21 geliefert, eine Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes 60 ist eine vorher festgelegte Temperatur oder weniger und ein SOC (Ladezustand) der Batterie 27 ist ein vorher festgelegter Wert oder mehr.
  • In Ausführungsformen kann die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt werden, wenn ein Antriebsmodus des Fahrzeugs ein EV (Elektrofahrzeug)-Modus ist, bei welchem das Fahrzeug nur durch das Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 25 fährt, oder der Motor 20 ist zeitweise durch eine ISG (Leerlauf- und Fahr-) Funktion während des Fahrens gestoppt.
  • Der Antriebsinformations-Detektor 80 kann einen Temperatursensor für das Detektieren der Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgeräts 60, einen SOC-Detektor für das Detektieren des SOC der Batterie 27 und einen Zufuhrluft-Strömungssensor für das Detektieren der Zufuhrmenge, welche an den Zylinder 21 geliefert wird, beinhalten. Die Antriebsinformation, welche durch den Antriebsinformations-Detektor 80 detektiert wird, wird an das Steuerelement 90 übertragen.
  • Das Steuerelement 90 kann durch einen oder mehrere Prozessoren realisiert werden, welche durch ein vorher festgelegtes Programm aktiviert werden, und das vorher festgelegte Programm kann programmiert sein, um jeden Schritt eines Verfahrens für das Steuern des Hybridfahrzeuges durchzuführen, entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung.
  • Hier nachfolgend wird ein Verfahren für das Steuern des Hybridfahrzeugs entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf beigefügte Zeichnungen beschrieben.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren für das Steuern eines Hybridfahrzeugs entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Mit Bezug auf 3, wenn das Fahrzeug zu fahren startet, detektiert der Antriebsinformations-Detektor 80 die Antriebsinformation des Fahrzeugs im Schritt S10.
  • Das Steuerelement 90 bestimmt, ob die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt wird, basierend auf der Antriebsinformation, welche durch den Antriebsinformations-Detektor 80 detektiert ist, im Schritt S20. Die Abgas-Zirkulationsbedingung ist die gleiche wie die oben beschriebene, und daher wird keine detaillierte Beschreibung bereitgestellt.
  • Wenn die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist, steuert das Steuerelement 90 das Zufuhr-Bypassventil 14, um geschlossen zu werden, das Hochdruck-EGR-Ventil 54, um geschlossen zu werden, das Nachbearbeitungs-Bypassventil 34, um geöffnet zu werden, und das Niederdruck-EGR-Ventil 44, um geöffnet zu werden, im Schritt S30. Wenn die Ventile wie oben beschrieben gesteuert werden, können die Zufuhrleitung 10, die Nachbearbeitungs-Bypassleitung 32 und die Niederdruck-EGR-Leitung 42 eine Zirkulationsschleife bilden, welche Luft zirkuliert (mit Bezug auf 4).
  • Und wenn das Steuerelement 90 den elektrischen Superlader 100 betreibt, zirkuliert Luft durch die Zirkulationsschleife. In Ausführungsformen arbeitet der elektrische Superlader 100 wie eine Art von Pumpe. Und wenn das Steuerelement 90 das elektrische Katalysator-Heizelement 62 des Abgas-Nachbearbeitungsgeräts 60 betreibt, wird die Luft, welche in der Zirkulationsschleife zirkuliert, erwärmt und die Katalysatortemperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes 60 wird erhöht.
  • Demnach wird, wenn der Motor 20 temporär gestoppt wird, während das Fahrzeug fährt, die Katalysatortemperatur so gehalten, dass sie nahe an einer Aktivierungstemperatur ist, durch die erwärmte Luft, welche durch die Zirkulationsschleife zirkuliert. Entsprechend, wenn der Motor 20 erneut gestartet wird, wird die Katalysatortemperatur schnell auf die Aktivierungstemperatur erhöht, und der Reinigungswirkungsgrad des Abgases wird durch das Abgas-Nachbearbeitungsgerät 60 verbessert.
  • Nach dem Schritt S30 detektiert das Steuerelement 90 kontinuierlich die Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes 60 und den SOC der Batterie 27. Wenn die Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgeräte 60 eine zweite vorher festgelegte Temperatur oder mehr ist, oder der SOC der Batterie 27 ein zweiter vorher festgelegter Wert oder geringer im Schritt S32 ist, steuert das Steuerelement 90 das Nachbearbeitungs-Bypassventil 34, um geschlossen zu werden, und den elektrischen Superlader 100 und das elektrische Katalysator-Erwärmungselement 62, um gestoppt zu werden, im Schritt S34.
  • In dem Schritt S20, wenn die Abgas-Zirkulationsbedingung nicht erfüllt ist, steuert das Steuerelement 90 das Nachbearbeitungs-Bypassventil 34, um geschlossen zu werden, und steuert einen Betrieb des elektrischen Superladers 100, den Öffnungsgrad des Zufuhr-Bypassventils 14, des Niederdruck-EGR-Ventils 44 und des Hochdruck-EGR-Ventiles 54, basierend auf einem Betriebsbereich des Motors 20 im Schritt S40. In den Ausführungsformen, wenn die Abgas-Zirkulationsbedingung nicht erfüllt ist, wird Luft nicht durch die Zirkulationsschleife zirkuliert, und das Hybridfahrzeug wird basierend auf einem allgemeinen Betriebsbereich des Motors 20 betrieben (mit Bezug auf 5).
  • Wie oben beschrieben, wird entsprechend zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erwärmte Luft durch die Zirkulationsschleife zirkuliert, wenn der Motor 20 zeitweilig gestoppt wird, während das Fahrzeug gefahren wird, das Abgas wird nicht entladen und die Katalysatortemperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes 60 wird vermindert. Entsprechend, da die Katalysatortemperatur nahe an der Aktivierungstemperatur gehalten wird, erreicht die Katalysatortemperatur schnell die Aktivierungstemperatur, wenn der Motor 20 erneut gestartet wird, und demnach kann der Reinigungswirkungsgrad des Abgases durch den Katalysator verbessert werden.
  • Logische Blöcke, Module oder Einheiten, welche in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben sind, welche hier offenbart sind, können durch eine Recheneinrichtung implementiert oder durchgeführt werden, welche wenigstens einen Prozessor und wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle besitzt. Die Elemente eines Verfahrens, Prozesses oder Algorithmus, welche in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben sind, welche hier offenbart sind, können direkt in Hardware, in einem Software-Modul, welches durch wenigstens einen Prozessor ausgeführt wird, oder in einer Kombination der beiden ausgeführt werden. Vom Computer ausführbare Instruktionen für das Implementieren eines Verfahrens, Prozesses oder Algorithmus, welche in Verbindung mit Ausführungsformen beschrieben sind, welche hier offenbart sind, können in einem nicht-transitorischen, von einem Computer lesbaren Speichermedium gespeichert sein.
  • Während diese Erfindung in Zusammenhang damit beschrieben wurde, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen betrachtet wird, ist davon auszugehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welche in dem Geist und dem Umfang der angehängten Ansprüche beinhaltet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 10:
    Zufuhrleitung
    12:
    Zufuhr-Bypassleitung
    14:
    Zufuhr-Bypassventil
    16:
    Zwischenkühler bzw. Zwischenkühlelement
    20:
    Motor
    21:
    Zylinder
    25:
    Antriebsmotor
    27:
    Batterie
    30:
    Abgasleitung
    32:
    Nachbearbeitung-Bypassleitung
    34:
    Nachbearbeitung-Bypassventil
    40:
    Niederdruck-EGR-Einrichtung
    42:
    Niederdruck-EGR-Leitung
    44:
    Niederdruck-EGR-Ventil
    46:
    Niederdruck-EGR-Kühler bzw. -Kühlelement
    50:
    Hochdruck-EGR-Einrichtung
    52:
    Hochdruck-EGR-Leitung
    54:
    Hochdruck-EGR-Ventil
    56:
    Hochdruck-EGR-Kühler bzw. -Kühlelement
    60:
    Abgas-Nachbearbeitung-Gerät
    62:
    elektrisches Katalysator-Heizelement
    70:
    Turbolader
    72:
    Kompressor
    74:
    Turbine
    80:
    Antriebsinformation-Detektor
    90:
    Steuerelement
    100:
    elektrischer Superlader
    110:
    Motor
    120:
    elektrischer Kompressor

Claims (9)

  1. Hybridfahrzeug, welches aufweist: einen Motor, welcher eine Vielzahl von Zylindern beinhaltet und konfiguriert ist, Antriebsleistung durch Verbrennen von Kraftstoff zu erzeugen; einen Turbolader, welcher eine Turbine beinhaltet, welche in einer Abgasleitung angeordnet ist, durch welche Abgas, welches aus dem Zylinder ausgestoßen ist, strömt, und durch das Abgas gedreht wird, und einen Kompressor, welcher konfiguriert ist, sich in Verbindung mit der Turbine zu drehen, und Zufuhrgas, welches in den Zylinder zu liefern ist, komprimiert; einen elektrischen Superlader, welcher in der Zufuhrleitung an einem vorgelagerten Teilbereich des Kompressors angeordnet ist; ein Abgas-Nachbearbeitungsgerät, welches in der Abgasleitung an einem nachgelagerten Teilbereich der Turbine angeordnet ist und einen Katalysator beinhaltet; eine Niederdruck-Abgas-Rückführungs-(EGR-)Einrichtung, welche eine Niederdruck-EGR-Leitung beinhaltet, welche von der Abgasleitung bei einem nachgelagerten Teilbereich des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes abzweigt und in die Zufuhrleitung bei einem vorgelagerten Teilbereich des Kompressors führt, ein Niederdruck-EGR-Kühlelement bzw. -Kühler, welcher in der Niederdruck-EGR-Leitung angeordnet ist, und ein Niederdruck-EGR-Ventil, welches in der Niederdruck-EGR-Leitung angeordnet ist; eine Zufuhr-Bypass-Leitung, welche einen ersten Zufuhrleitungs-Teilbereich der Zufuhrleitung, welche bei einem nachgelagerten Teilbereich des elektrischen Superladers platziert ist, und einen zweiten Zufuhrleitungsteilbereich der Zufuhrleitung, welcher an einem vorgelagerten Teilbereich des elektrischen Superladers platziert ist, verbindet; ein Zufuhr-Bypassventil, welches in der Zufuhr-Bypassleitung angeordnet ist; eine Nachbearbeitungs-Bypassleitung, welche einen dritten Zufuhrleitungs-Teilbereich der Zufuhrleitung, welche zwischen dem elektrischen Superlader und dem Kompressor platziert ist, und einen ersten Abgasleitungs-Teilbereich der Abgasleitung, welche zwischen der Turbine und dem Abgas-Nachbearbeitungsgerätes platziert ist, verbindet; und ein Nachbearbeitungs-Bypassventil, welches in der Nachbearbeitungs-Bypassleitung angeordnet ist.
  2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, in welchem ein elektrisches Katalysator-Heizelement in dem Abgas-Nachbearbeitungsgerät angeordnet ist.
  3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, welches ferner aufweist: eine Hochdruck-EGR-Einrichtung, welche eine Hochdruck-EGR-Leitung beinhaltet, welche sich von der Abgasleitung an einem vorgelagerten Teilbereich der Turbine abzweigt und in die Zufuhrleitung bei einem nachgelagerten Teilbereich des Kompressors mündet; ein Hochdruck-EGR-Kühlelement, welches in der Hochdruck-EGR-Leitung angeordnet ist; und ein Hochdruck-EGR-Ventil, welches in der Hochdruck-EGR-Leitung angeordnet ist.
  4. Hybridfahrzeug nach Anspruch 3, welches ferner aufweist: ein Steuerelement, welches konfiguriert ist, einen Betrieb des Motors, des elektrischen Superladers, des Niederdruck-EGR-Ventils, des Zufuhr-Bypassventils, des Nachbearbeitungs-Bypassventils, des elektrischen Katalysator-Heizelementes und des Hochdruck-EGR-Ventils basierend auf einer Abgas-Zirkulationsbedingung zu steuern.
  5. Hybridfahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist, wenn der Motor gestoppt wird, während das Fahrzeug fährt, eine Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes eine vorher festgelegte Temperatur oder geringer ist, und ein SOC (Ladezustand) einer Batterie ein vorher festgelegter Wert oder mehr ist.
  6. Hybridfahrzeug nach Anspruch 5, in welchem, wenn die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist, das Steuerelement konfiguriert ist, den elektrischen Superlader zu steuern, um betrieben zu werden, das Zufuhr-Bypassventil, um geschlossen zu werden, das Hochdruck-EGR-Ventil, um geschlossen zu werden, das Nachbearbeitungs-Bypassventil, um geöffnet zu werden, das elektrische Katalysator-Heizelement, um betrieben zu werden, und das Niederdruck-EGR-Ventil, um geöffnet zu werden.
  7. Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs, welches beinhaltet: einen Motor, welcher eine Vielzahl an Zylindern beinhaltet, eine Niederdruck-EGR-Einrichtung, welche einen Teilbereich des Abgases, welches von dem Motor ausgestoßen ist, in Umlauf bringt, einen elektrischen Superlader für das Liefern von komprimierter Luft an den Zylinder des Motors, einen Turbolader, welcher durch das Abgas, welches aus dem Motor ausgestoßen wird, betrieben wird und die Zuluft, welche zu dem Motor geliefert wird, komprimiert, eine Hochdruck-EGR-Einrichtung, welche einen Teilbereich des Abgases, welches aus dem Motor ausgestoßen wird, in Umlauf bringt, und ein Abgas-Nachbearbeitungsgerät, welches einen Katalysator für das Reinigen des Abgases, welches von dem Motor ausgestoßen wird, beinhaltet, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen, durch ein Steuerelement, ob eine Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist; und Steuern, durch das Steuerelement, eines Betriebes des elektrischen Superladers, eines Niederdruck-EGR-Ventils der Niederdruck-EGR-Einrichtung, eines Zufuhr-Bypassventils, welche in einer Zufuhr-Bypassleitung angeordnet ist, indem der elektrische Superlader, welcher in einer Zufuhrleitung angeordnet ist, umgangen wird, eines nachbearbeitungs-Bypassventils, welches in einer Nachbearbeitungs-Bypassleitung angeordnet ist, welche von der Zufuhrleitung zwischen dem elektrischen Sup0erlader und einem Kompressor des Turboladers abgezweigt ist und in die Abgasleitung bei einem vorgelagerten Teilbereich des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes einmündet, ein elektrisches Katalysator-Heizelement des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes und ein Hochdruck-EGR-Ventil der Hochdruck-EGR-Einrichtung basierend auf der Abgas-Zirkulationsbedingung.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, in welchem die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist, wenn die Maschine gestoppt wird, wenn das Fahrzeug fährt, eine Temperatur des Abgas-Nachbearbeitungsgerätes eine vorher festgelegte Temperatur oder weniger ist und ein SOC (Ladezustand) einer Batterie ein vorher festgelegter Wert oder mehr ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, in welchem, wenn die Abgas-Zirkulationsbedingung erfüllt ist, der elektrische Superlader betrieben wird, das Zufuhr-Bypassventil geschlossen wird, das Hochdruck-EGR-Ventil geschlossen wird, das Nachbearbeitungs-Bypassventil geöffnet wird, das elektrische Katalysator-Heizelement betrieben wird und das Niederdruck-EGR-Ventil geöffnet wird.
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