DE102021113252A1 - Process for controlling an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system - Google Patents

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Asmus CARSTENSEN
Stefan PAUKNER
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (10) mit mindestens einem Brennraum (12), wobei ein Auslass (18) des Verbrennungsmotors (10) mit einer Abgasanlage (20) verbunden ist, in welcher in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors (10) eine Turbine (26) eines Abgasturboladers (24) und stromabwärts der Turbine (26) ein motornaher, elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysator (30) angeordnet ist, wobei an einem Abgaskanal (22) der Abgasanlage (20) stromabwärts der Turbine (26) und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysator (30) eine Einleitstelle (28) für Sekundärluft ausgebildet ist.Es ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor (10) ab einem Start mit einem unterstöchiometrischen oder stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird und der elektrisch beheizbare Katalysator (30) gleichzeitig elektrisch beheizt wird. Ab Erreichen einer Light-Off-Temperatur des elektrisch beheizbaren Katalysators (30) wird der Verbrennungsmotor (10) mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben und gelichzeitig stromabwärts der Turbine (26) und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Katalysators (30) an der Einleitstelle (28) Sekundärluft eingeblasen.The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine (10) with at least one combustion chamber (12), wherein an outlet (18) of the internal combustion engine (10) is connected to an exhaust system (20), in which, in the direction of flow of an exhaust gas stream of the internal combustion engine (10 ) a turbine (26) of an exhaust gas turbocharger (24) and downstream of the turbine (26) an electrically heatable three-way catalytic converter (30) close to the engine is arranged, with an exhaust gas duct (22) of the exhaust system (20) downstream of the turbine ( 26) and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter (30) there is an inlet point (28) for secondary air. It is provided that the internal combustion engine (10) is operated from a start with a sub-stoichiometric or stoichiometric combustion air ratio and the electrically heatable Catalyst (30) is electrically heated at the same time. Once a light-off temperature of the electrically heatable catalytic converter (30) has been reached, the internal combustion engine (10) is operated with a sub-stoichiometric combustion air ratio and, at the same time, secondary air downstream of the turbine (26) and upstream of the electrically heatable catalytic converter (30) at the inlet point (28). blown in.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit Abgasnachbehandlungssystem sowie einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system and an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system for carrying out such a method.

Die kontinuierliche Verschärfung der Abgasgesetzgebung stellt hohe Anforderungen an die Fahrzeughersteller, welche durch entsprechende Maßnahmen zur Reduktion der motorischen Rohemissionen und durch eine entsprechende Abgasnachbehandlung gelöst werden. Die Abgasnormen der EU legen fest, wie viele Schadstoffe von Fahrzeugen ausgestoßen werden dürfen. Innerhalb der aktuellen Schadstoffklasse EU6 wurden diverse Unterkategorien (Euro6 b, c, d-Temp) eingeführt, deren wesentliche Unterschiede darin liegen, mit welchem Testverfahren die Schadstoffemissionen eines Kraftfahrzeuges gemessen wird. Seit Einführung der Euro 6c werden die Emissionen im sogenannten WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure) ermittelt. Zusätzlich werden mit der Euro 6d-Temp Norm sogenannte Real-Driving-Emissions (RDE) durchgeführt, bei denen Emissionen bei einer realen Fahrt auf der Straße gemessen werden. Die Unterkategorien Euro 6d-Temp und Euro 6d unterscheiden sich darin, um welchen Faktor das RDE-Ergebnis den festgelegten Grenzwert überschreiten darf. Hierbei wird zwischen einem Stadt-, einem Überland- und einem Autobahnanteil unterschieden.The continuous tightening of the exhaust gas legislation places high demands on the vehicle manufacturers, which are solved by appropriate measures to reduce engine raw emissions and appropriate exhaust gas aftertreatment. The emission standards of the EU determine how many pollutants may be emitted by vehicles. Various sub-categories (Euro6 b, c, d-Temp) have been introduced within the current emission class EU6, the main differences between which lie in the test procedure used to measure the pollutant emissions of a motor vehicle. Since the introduction of Euro 6c, emissions have been determined using the so-called WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure). In addition, with the Euro 6d-Temp standard, so-called real driving emissions (RDE) are carried out, in which emissions are measured during a real drive on the road. The subcategories Euro 6d-Temp and Euro 6d differ in the factor by which the RDE result may exceed the specified limit value. Here, a distinction is made between an urban, an interurban and a freeway portion.

Mit Einführung einer zukünftigen Abgasgesetzgebung Euro 7 ist geplant, die Grenzwerte für Stickoxide weiter drastisch zu reduzieren. Diese strengen Grenzwerte sollen auch bei einem Stadtanteil eines RDE-Fahrzyklus eingehalten werden müssen, wobei eine Mindestfahrstrecke des Stadtanteils für die Ermittlung der spezifischen NOx-Emissionen festgelegt wird.With the introduction of a future Euro 7 emissions legislation, there are plans to further drastically reduce the limit values for nitrogen oxides. These strict limit values should also have to be complied with in an urban part of an RDE driving cycle, with a minimum driving distance of the urban part being specified for determining the specific NOx emissions.

Für die Einhaltung der zukünftigen Stickoxidgrenzwerte ist der Kaltstartanteil der Stickoxidemissionen von besonderer Bedeutung. Die Kaltstartemissionen und der anschließende Warmlauf des Verbrennungsmotors mit einhergehender Erwärmung der Katalysatoren bis zum Light-Off der Katalysatoren machen den wesentlichen Anteil der Gesamtemissionen im Stadtanteil des Testzyklus aus.The cold start portion of the nitrogen oxide emissions is of particular importance for compliance with the future nitrogen oxide limit values. The cold start emissions and the subsequent warm-up of the combustion engine with the associated warming up of the catalytic converters up to the light-off of the catalytic converters account for the major part of the total emissions in the city part of the test cycle.

Um die nicht vollständig vermeidbaren Rohemissionen effektiv nachmotorisch umsetzen zu können, werden in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors mit Edelmetall beschichtete Katalysatoren verbaut. Damit diese Katalysatoren die Schadstoffe umsetzen können, muss in der Abgasanlage ein minimales Temperaturniveau des Abgases und des Katalysators überschritten werden. Um diese Katalysatoren nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors möglichst schnell auf eine Betriebstemperatur zu bringen, werden motorische Heizmaßnahmen wie eine Verstellung des Zündwinkels in Richtung „spät“ oder ein unterstöchiometrischer Betrieb des Verbrennungsmotors unter gleichzeitiger Einbringung von Sekundärluft genutzt. Um den Katalysator schnell und gezielt zu erwärmen, ist es möglich, den Katalysator mittels eines elektrischen Heizelements zu beheizen.Catalysts coated with precious metal are installed in the exhaust system of the internal combustion engine in order to be able to effectively convert the raw emissions that cannot be completely avoided into the engine. So that these catalytic converters can convert the pollutants, a minimum temperature level of the exhaust gas and the catalytic converter must be exceeded in the exhaust system. In order to bring these catalytic converters to an operating temperature as quickly as possible after a cold start of the combustion engine, engine heating measures such as retarding the ignition angle or sub-stoichiometric operation of the combustion engine with the simultaneous introduction of secondary air are used. In order to heat the catalytic converter quickly and in a targeted manner, it is possible to heat the catalytic converter using an electrical heating element.

Innermotorische Heizmaßnahmen haben den Nachteil, dass sich die Rohemissionen des Verbrennungsmotors verschlechtern. Zudem sind solche innermotorischen Heizmaßnahmen nicht im kompletten Motorkennfeld eines Verbrennungsmotors möglich. So nimmt beispielswiese bei erhöhter Last durch eine dynamische Abfahrt die Wirksamkeit einer Zündwinkel-Spätverstellung ab. Zudem wird die Wärme deutlich stromaufwärts des Katalysators erzeugt, sodass Wärmeverluste in den Brennräumen des Verbrennungsmotors und in der Abgasanlage stromaufwärts des zu erwärmenden Katalysators entstehen.Internal engine heating measures have the disadvantage that the raw emissions from the internal combustion engine deteriorate. In addition, such internal engine heating measures are not possible in the complete engine map of a combustion engine. For example, the effectiveness of retarding the ignition angle decreases with increased load due to a dynamic descent. In addition, the heat is generated significantly upstream of the catalytic converter, so that heat losses occur in the combustion chambers of the internal combustion engine and in the exhaust system upstream of the catalytic converter to be heated.

Eine Sekundärlufteinblasung in Kombination mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis in den Brennräumen des Verbrennungsmotors führt zu folgenden Herausforderungen:

  • 1.) Es muss unter allen Betriebsbedingungen eine hinreichende Durchmischung des unterstöchiometrischen Abgasstrom des Verbrennungsmotors mit der zugeführten Sekundärluft sichergestellt werden.
  • 2.) Für die Nachoxidation der unverbrannten Kraftstoffkomponenten des unterstöchiometrischen Abgases des Verbrennungsmotors müssen innerhalb der Abgasanlage stromaufwärts des Katalysators zwingend Temperaturen sichergestellt werden, welche zu einer Entzündung der unverbrannten Abgaskomponenten und einer Oxidation mit der Sekundärluft führen. Die dazu benötigte Temperatur muss allein durch den Abgasstrom sichergestellt werden.
  • 3.) Aufgrund dieser Temperaturbedingungen ist eine sichere Nachverbrennung der unverbrannten Abgaskomponenten nur im Bereich der Auslassventile möglich. Die Sekundärluft muss daher teils unter erheblichem konstruktiven Mehraufwand für den Verbrennungsmotor in die Auslasskanäle des Verbrennungsmotors zugeführt werden
  • 4.) Die Sekundärluftzufuhr muss für eine sichere Nachverbrennung stromaufwärts der Turbine des Abgasturboladers erfolgen. Allerdings ist das Druckniveau stromaufwärts der Turbine deutlich höher als unmittelbar stromaufwärts des Katalysators. Somit müssen die Sekundärluftverdichter für ein höheres Druckniveau ausgelegt werden.
  • 5.) Aufgrund des hohen Druckniveaus stromaufwärts der Turbine ist das Heizen mit Sekundärluft nur in einem kleinen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors möglich. Bei höheren Lastpunkten des Verbrennungsmotors mit entsprechend höheren Abgasgegendrücken muss das Sekundärluftheizen unterbrochen werden.
  • 6.) Die Stichkanäle zur Zufuhr der Sekundärluft stellen ein Dämpfungsvolumen dar und dämpfen somit die Druckstöße, welche durch das Öffnen der Auslassventile auftreten. Dies führt zu einer Absenkung der für die Aufladung zur Verfügung stehenden Energie und führt insbesondere bei Motoren mit größerem Zündabstand, wie beispielsweise Dreizylindermotoren zu Einbußen in der Dynamik durch einen verzögerten Ladedruckaufbau.
A secondary air injection in combination with a sub-stoichiometric combustion air ratio in the combustion chambers of the combustion engine leads to the following challenges:
  • 1.) Sufficient mixing of the sub-stoichiometric exhaust gas flow of the combustion engine with the supplied secondary air must be ensured under all operating conditions.
  • 2.) For post-oxidation of the unburned fuel components of the substoichiometric exhaust gas of the combustion engine, it is imperative to ensure temperatures within the exhaust system upstream of the catalytic converter, which lead to ignition of the unburned exhaust gas components and oxidation with the secondary air. The temperature required for this must be ensured solely by the exhaust gas flow.
  • 3.) Due to these temperature conditions, safe post-combustion of the unburned exhaust gas components is only possible in the area of the exhaust valves. The secondary air must therefore be fed into the exhaust ducts of the internal combustion engine, some of which involves considerable additional design effort for the internal combustion engine
  • 4.) The secondary air supply must be upstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger to ensure safe post-combustion. However, the pressure level upstream of the turbine is significantly higher than immediately upstream of the catalyst. The secondary air compressors must therefore be designed for a higher pressure level.
  • 5.) Due to the high pressure level upstream of the turbine, heating with secondary air is only possible in a small operating range of the combustion engine. At higher load points of the internal combustion engine with correspondingly higher exhaust gas back pressures, the secondary air heating must be interrupted.
  • 6.) The branch ducts for supplying the secondary air represent a damping volume and thus dampen the pressure surges that occur when the outlet valves open. This leads to a reduction in the energy available for charging and, in particular in engines with a larger ignition interval, such as three-cylinder engines, leads to losses in dynamics due to a delayed build-up of charge pressure.

Ein elektrisch beheizbarer Katalysator hat den Nachteil, dass die elektrische Leistung des elektrisch beheizbaren Katalysators durch die einem Bordnetz des Kraftfahrzeuges zur Verfügung stehende Energie begrenzt wird und abhängig von der Kapazität und dem Ladezustand der Batterie ist. Bei aus dem Stand der Technik bekannten elektrisch beheizbaren Katalysatoren beträgt die maximale Heizleistung etwa 5 KW. Bei dynamischen Kaltabfahrten, also hohen Leistungsanforderungen bei kalter Abgasanlage, sind höhere Heizleistungen, die zu einem schnelleren Light-Off des Katalysators beitragen wünschenswert, um die Schadstoffe vollständig konvertieren zu können. Muss die elektrische Leistung des elektrisch beheizbaren Katalysators von einem Generator des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt werden, für die damit einhergehende Betriebspunktverschiebung des Verbrennungsmotors zu zusätzlichen Emissionsnachteilen, die durch den Vorteil der in den Katalysator eingebrachten Heizleistung nicht kompensiert werden können.An electrically heatable catalytic converter has the disadvantage that the electrical output of the electrically heatable catalytic converter is limited by the energy available to an on-board network of the motor vehicle and is dependent on the capacity and the state of charge of the battery. In the case of electrically heatable catalysts known from the prior art, the maximum heat output is approximately 5 KW. In the case of dynamic cold departures, i.e. high performance requirements with a cold exhaust system, higher heating outputs that contribute to a faster light-off of the catalytic converter are desirable in order to be able to completely convert the pollutants. If the electrical power of the electrically heatable catalytic converter has to be provided by a generator of the internal combustion engine, this results in additional emission disadvantages for the associated shift in the operating point of the internal combustion engine, which cannot be compensated for by the advantage of the heat output introduced into the catalytic converter.

Aus der DE 10 2009 020 809 B4 ist ein Kaltstart-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor bekannt. Das Kaltstartsystem umfasst einen elektrisch beheizbaren Katalysator und ein Sekundärluftsystem. Der Katalysator wird unterhalb einer ersten vorbestimmten Temperatur durch das elektrische Heizelement elektrisch beheizt. Oberhalb dieser ersten vorbestimmten Temperatur und unterhalb einer zweiten vorbestimmten Temperatur wird durch das Sekundärluftsystem Sekundärluft in die Abgasanlage gefördert. Der Verbrennungsmotor wird dabei mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben, wodurch dem Katalysator Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) zugeführt werden, welche auf dem Katalysator mit der Sekundärluft exotherm umgesetzt werden.From the DE 10 2009 020 809 B4 a cold start control system for an internal combustion engine is known. The cold start system includes an electrically heated catalytic converter and a secondary air system. The catalytic converter is electrically heated below a first predetermined temperature by the electrical heating element. Above this first predetermined temperature and below a second predetermined temperature, secondary air is conveyed into the exhaust system by the secondary air system. The internal combustion engine is operated with a sub-stoichiometric combustion air ratio, as a result of which carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC) are fed to the catalytic converter, which are reacted exothermally with the secondary air on the catalytic converter.

Die DE 10 2017 113 366 A1 beschreibt ein Abgasnachbehandlungssystem für einen fremdgezündeten Verbrennungsmotor nach dem Ottoprinzip. Der Verbrennungsmotor ist auslassseitig mit einer Abgasanlage verbunden, wobei in der Abgasanlage in Strömungsrichtung eines Abgases durch die Abgasanlage ein elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysator, stromabwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators ein Vier-Wege-Katalysator und stromabwärts des Vier-Wege-Katalysators ein weiterer Drei-Wege-Katalysator angeordnet sind. Vor einem Start des Verbrennungsmotors werden der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator und vorzugsweise auch der Vier-Wege-Katalysator beheizt, um bereits ab dem Start des Verbrennungsmotors eine effiziente Abgasnachbehandlung der Rohemissionen des Verbrennungsmotors zu ermöglichen. Das Abgasnachbehandlungssystem ist ferner dazu eingerichtet, auch während einer Regeneration des Vier-Wege-Katalysators eine effiziente Umsetzung der Schadstoffe zu ermöglichen und somit in allen Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges besonders niedrige Emissionen zu gewährleisten.the DE 10 2017 113 366 A1 describes an exhaust aftertreatment system for a spark-ignited internal combustion engine based on the Otto principle. The internal combustion engine is connected to an exhaust system on the outlet side, with an electrically heatable three-way catalytic converter in the exhaust system in the direction of flow of an exhaust gas through the exhaust system, downstream of the electrically heatable three-way catalytic converter and a four-way catalytic converter downstream of the four-way -Catalyst another three-way catalyst are arranged. Before the internal combustion engine is started, the electrically heatable three-way catalytic converter and preferably also the four-way catalytic converter are heated in order to enable efficient exhaust aftertreatment of the raw emissions from the internal combustion engine as soon as the internal combustion engine is started. The exhaust aftertreatment system is also set up to enable efficient conversion of the pollutants even during regeneration of the four-way catalytic converter and thus to ensure particularly low emissions in all operating states of the motor vehicle.

Ferner ist aus der DE 10 2017 107 378 A1 ein Verfahren zum Aufheizen eines elektrisch beheizbaren Katalysators in einem Abgaskanal eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor bekannt. Um den Katalysator vor einem Start des Verbrennungsmotors aufzuheizen, ist vorgesehen, dass der Katalysator bereits vor dem Motorstart des Verbrennungsmotors elektrisch aufgeheizt wird und die Sauerstoffspeicherfähigkeit des elektrisch beheizbaren Katalysators befüllt wird. Somit ist bereits mit dem Motorstart des Verbrennungsmotors eine effiziente Abgasnachbehandlung möglich. Dabei erfolgt nach einer elektrischen Vorheizphase nach dem Motorstart eine weitere Aufheizung des Katalysators durch eine kombinierte elektrische und chemische Aufheizung durch die exotherme Umsetzung von unverbrannten Kraftstoffkomponenten auf einer katalytisch wirksamen Oberfläche des elektrisch beheizbaren Katalysators.Furthermore, from the DE 10 2017 107 378 A1 a method for heating an electrically heatable catalytic converter in an exhaust gas duct of a motor vehicle with an internal combustion engine is known. In order to heat up the catalytic converter before the internal combustion engine is started, it is provided that the catalytic converter is already electrically heated up before the internal combustion engine is started and the oxygen storage capacity of the electrically heatable catalytic converter is filled. Efficient exhaust gas aftertreatment is thus possible as soon as the combustion engine is started. After an electrical preheating phase after starting the engine, the catalytic converter is heated up further by combined electrical and chemical heating through the exothermic conversion of unburned fuel components on a catalytically active surface of the electrically heatable catalytic converter.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Aufheizen eines Drei-Wege-Katalysators in der Abgasanlage eines Verbrennungsmotors weiter zu verbessern.The invention is now based on the object of further improving the heating of a three-way catalytic converter in the exhaust system of an internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem Brennraum gelöst, wobei der Verbrennungsmotor mit seinem Auslass mit einer Abgasanlage verbunden ist, in welcher in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotor eine Turbine eines Abgasturboladers und stromabwärts der Turbine ein motornaher, elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysator angeordnet ist. Dabei ist an einem Abgaskanal der Abgasanlage stromabwärts der Turbine und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators eine Einleitstelle für Sekundärluft ausgebildet. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

  • - Ermitteln einer Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators
  • - Starten des Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor mit einem stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird und ein Zündwinkel der Verbrennung in dem mindestens einen Brennraum in Richtung „spät“ verstellt wird, wenn die Temperatur des elektrisch beheizbaren Katalysators unterhalb einer ersten Schwellentemperatur liegt,
  • - elektrisches Beheizen des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators spätestens ab dem Start des Verbrennungsmotors, wenn die Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators unterhalb einer zweiten Schwellentemperatur liegt, und
  • - Umschalten auf ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis in dem mindestens einen Brennraum des Verbrennungsmotors und gleichzeitiges Einblasen von Sekundärluft an der Einleitstelle stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators, wenn der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator zumindest an seiner einlassseitigen Stirnfläche eine Temperatur oberhalb einer dritten Schwellentemperatur erreicht hat.
This object is achieved by a method for controlling an internal combustion engine with at least one combustion chamber, with the internal combustion engine being connected at its outlet to an exhaust system in which, in the direction of flow of an exhaust gas stream of the internal combustion engine, there is a turbine of an exhaust gas turbocharger and, downstream of the turbine, a close-coupled, electrically heatable Three-way catalyst is arranged. In this case, an inlet point for secondary air is formed on an exhaust gas duct of the exhaust system downstream of the turbine and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter. The procedure includes the following steps:
  • - Determining a temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter
  • - Starting the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is operated with a stoichiometric or sub-stoichiometric combustion air ratio and an ignition angle of the combustion in the at least one combustion chamber is adjusted in the “retarded” direction if the temperature of the electrically heatable catalytic converter is below a first threshold temperature,
  • - Electrical heating of the electrically heatable three-way catalytic converter at the latest from the start of the internal combustion engine if the temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter is below a second threshold temperature, and
  • - Switching to a sub-stoichiometric combustion air ratio in the at least one combustion chamber of the internal combustion engine and simultaneous injection of secondary air at the inlet point downstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter if the electrically heatable three-way catalytic converter is at least on its inlet side Face has reached a temperature above a third threshold temperature.

Unter einem elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysator ist in diesem Zusammenhang ein Katalysator mit einer Drei-Wege-Funktion zu versehen, welcher mittels eines in den Katalysator integrierten elektrischen Heizelements aufheizbar ist. Der Drei-Wege-Katalysator kann insbesondere auch eine zusätzliche Funktion zur Filterung von Rußpartikeln aufweisen und als sogenannter Vier-Wege-Katalysator ausgeführt sein. Das elektrische Heizelement kann als separates Heizelement ausgebildet sein oder durch ein elektrisch leitendes Substrat des Katalysators ausgebildet sein. Unter einer motornahen Anordnung ist in diesem Zusammenhang eine Anordnung des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators mit einer Abgaslauflänge von weniger als 80cm ab einem Auslass aus den Brennräumen des Verbrennungsmotors zu verstehen.In this context, an electrically heatable three-way catalytic converter is a catalytic converter with a three-way function, which can be heated by means of an electric heating element integrated into the catalytic converter. The three-way catalytic converter can in particular also have an additional function for filtering soot particles and can be designed as a so-called four-way catalytic converter. The electrical heating element can be formed as a separate heating element or formed by an electrically conductive substrate of the catalytic converter. In this context, an arrangement close to the engine means an arrangement of the electrically heatable three-way catalytic converter with an exhaust gas path length of less than 80 cm from an outlet from the combustion chambers of the internal combustion engine.

Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ist es möglich, möglichst schnell nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors ein möglichst großes Katalysatorvolumen auf seine Betriebstemperatur zu erwärmen und gleichzeitig die Emissionen in dieser Kaltstartphase zu minimieren. Dabei werden motorische Heizmaßnahmen vorteilhaft mit einer zusätzlichen exothermen Reaktion oxidierbarer Abgaskomponenten mit der Sekundärluft und einem elektrischen Aufheizprozess verbunden.A method according to the invention makes it possible to heat the largest possible catalytic converter volume to its operating temperature as quickly as possible after a cold start of the internal combustion engine and at the same time to minimize the emissions in this cold start phase. Here, engine heating measures are advantageously combined with an additional exothermic reaction of oxidizable exhaust gas components with the secondary air and an electrical heating process.

Die Zündwinkelspätverstellung ist ein effektives Verfahren zum Erhöhen der Abgastemperatur sowie der Erhöhung des Abgasmassenstromes bei gleichem effektiven Moment. Bedingt durch die einhergehende Wirkungsgradverschlechterung der Verbrennung kann die Abgastemperatur deutlich erhöht werden. Die Heizmaßnahmen der motorischen Zündwinkelspätverstellung können zusätzlich durch weitere Späteinspritzungen (Homogen-Split-Betrieb) gesteigert werden.The ignition angle retard is an effective method for increasing the exhaust gas temperature and increasing the exhaust gas mass flow with the same effective torque. Due to the associated deterioration in combustion efficiency, the exhaust gas temperature can be significantly increased. The heating measures of the engine ignition angle retardation can also be increased by further late injections (homogeneous split operation).

Ein ottomotorischer Fettbetrieb mit unterstöchiometrischen Luftverhältnissen deutlich kleiner als Lambda(motorisch) = 1.0 ist mitunter bis an die Laufgrenze von λ ~ 0.6 möglich. Im unterstöchiometrischen Bereich steigt die Konzentration an unverbrannten Emissionskomponenten, im Besonderen HC, CO und Wasserstoff, deutlich an. Die unverbrannten Komponenten können in der Abgasanlage unter Zugabe von Sauerstoff in Form einer exothermen Nachreaktion nachverbrannt werden (z.B. mittels Sekundärluftzuführung). Die Stickoxidemission nimmt im unterstöchiometrischen Bereich sehr stark ab.Otto engine rich operation with sub-stoichiometric air ratios significantly smaller than Lambda(engine) = 1.0 is sometimes possible up to the running limit of λ ~ 0.6. In the sub-stoichiometric range, the concentration of unburned emission components, in particular HC, CO and hydrogen, increases significantly. The unburned components can be post-combusted in the exhaust system with the addition of oxygen in the form of an exothermic after-reaction (e.g. by means of secondary air supply). The nitrogen oxide emission decreases very sharply in the sub-stoichiometric range.

Ein grundsätzlicher Vorteil des unterstöchiometrischen Motorbetriebes während der KAT-Heizphase ist die deutlich geringere NOx-Rohemission des Verbrennungsmotors einhergehend mit einem starken Anstieg der oxidierbaren Abgasbestandteile CO und HC sowie H. Diese müssen erfindungsgemäß auf einem stromab in der Abgasanlage befindlichen Drei-Wege-Katalysator oxidiert werden. Bedarfsweise kann die Oxidation durch das elektrische Heizelement des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators unterstützt werden.A fundamental advantage of the sub-stoichiometric engine operation during the KAT heating phase is the significantly lower NOx raw emissions of the combustion engine, accompanied by a sharp increase in the oxidizable exhaust gas components CO and HC as well as H. According to the invention, these must be oxidized on a three-way catalytic converter located downstream in the exhaust system will. If necessary, the oxidation can be supported by the electrical heating element of the electrically heatable three-way catalytic converter.

Unmittelbar nach einem Motorstart des Verbrennungsmotors erfolgt zunächst ein konventionelles Aufheizen des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators durch das elektrische Heizelement und eine Zündwinkelspätverstellung. Sobald zumindest ein Teilbereich des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators seine Light-Off-Temperatur erreicht hat, erfolgt ein Umschalten des Motorbetriebs auf ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis unter gleichzeitiger Einblasung von Sekundärluft. Dieser Umschaltpunkt wird vorzugsweise innerhalb von 5 Sekunden ab dem Start des Verbrennungsmotors erreicht.Immediately after starting the internal combustion engine, the electrically heatable three-way catalytic converter is first heated up conventionally by the electric heating element and the ignition angle is retarded. As soon as at least a portion of the electrically heatable three-way catalytic converter has reached its light-off temperature, engine operation is switched to a sub-stoichiometric combustion air ratio, with secondary air being injected at the same time. This switching point is preferably reached within 5 seconds from the start of the internal combustion engine.

Vorteilhaft an der Einblasung der Sekundärluft stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers ist es, dass im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Sekundärluftsystemen mit Einblasstelle stromaufwärts der Turbine, ein deutlich geringeres Druckniveau vorherrscht. Bei geringerem Druckniveau können mit herkömmlichen Sekundärluftverdichtern zum Einen größere Mengen Sekundärluft in das Abgas eingebracht werden, zum Anderen kann der mögliche Betriebsbereich der Sekundärlufteinblasung im Motorkennfeld relevant vergrößert werden. Durch den exothermen Umsatz der oxidierbaren Abgasbestandteile in Kombination mit der eingebrachten Sekundärluft auf der vorab auf Light-Off-Temperatur erwärmten Stirnfläche des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators erfolgt ein deutlich beschleunigtes Aufwärmen des gesamten Katalysatorvolumens des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators.Advantageous when blowing in the secondary air downstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger is that in contrast to the secondary air systems known from the prior art with an injection point upstream of the turbine, a significantly lower pressure level prevails. At a lower pressure level, with conventional secondary air compressors, larger amounts of secondary air can be introduced into the exhaust gas, and the possible operating range of the secondary air injection in the engine map can be significantly increased. The exothermic conversion of the oxidizable exhaust gas components in combination with the secondary air introduced on the front surface of the electrically heated three-way catalytic converter, which has previously been heated to light-off temperature, results in a significantly accelerated heating of the entire catalytic converter volume of the electrically heated three-way catalytic converter.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und nicht triviale Weiterentwicklungen des im unabhängigen Patentanspruch genannten Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit Abgasnachbehandlungssystem möglich.The features listed in the dependent claims allow advantageous improvements and non-trivial further developments of the method for controlling an internal combustion engine with exhaust gas aftertreatment system mentioned in the independent patent claim.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das unterstöchiometrische Verbrennungsluftverhältnis mit λE < 0,95, vorzugsweise mit λE < 0,9, gewählt wird. Durch eine Absenkung des Verbrennungsluftverhältnisses auf weniger als 0,95 können die Stickoxidrohemissionen des Verbrennungsmotors verringert werden. Besonders stark ist dieser Effekt ausgeprägt, wenn das Verbrennungsluftverhältnis auf ein λE < 0,9 abgesenkt wird.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the sub-stoichiometric combustion air ratio is chosen to be λ E <0.95, preferably λ E <0.9. By lowering the combustion air ratio to less than 0.95, the raw emissions of nitrogen oxides from the combustion engine can be reduced. This effect is particularly pronounced when the combustion air ratio is reduced to λ E < 0.9.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator bereits vor dem Start des Verbrennungsmotors elektrisch beheizt wird. In diesem Fall können Motorstart und -betrieb in der Heizphase des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators unterstöchiometrisch erfolgen, sofern die Umsetzung der oxidierbaren Schadstoffkomponenten in Verbindung mit der Sekundärluft direkt auf der Heizscheibe des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators erfolgt. Für diesen Zweck ist die Heizscheibe des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators zusätzlich mit einer katalytisch wirksamen Drei-Wege-Beschichtung versehen. Die Vorheizphase kann darüber hinaus durch Ansteuerung der Sekundärluftpumpe unterstützt werden. Dies führt dazu, dass die in die Heizscheibe eingetragene Wärmemenge über Konvektion weiter in den stromab der Heizscheibe befindlichen Teil des Katalysators übertragen werden kann und somit zum Zeitpunkt des Starts des Verbrennungsmotors das vorgeheizte Volumen vergrößert wird. Diese Alternative kann auch ohne beschichtete Heizscheibe ausgeführt werden.In an advantageous embodiment of the method, it is provided that the electrically heatable three-way catalytic converter is already electrically heated before the internal combustion engine is started. In this case, the engine can be started and operated sub-stoichiometrically in the heating phase of the electrically heated three-way catalytic converter, provided that the oxidizable pollutant components are reacted in conjunction with the secondary air directly on the heated disk of the electrically heated three-way catalytic converter. For this purpose, the heating disc of the electrically heated three-way catalytic converter is additionally provided with a catalytically active three-way coating. The preheating phase can also be supported by controlling the secondary air pump. As a result, the amount of heat introduced into the heated disk can be transferred further via convection to the part of the catalytic converter located downstream of the heated disk, and the preheated volume is thus increased at the time the internal combustion engine is started. This alternative can also be carried out without a coated heating pane.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird, wenn eine in einem Programmcode definierte Energiemenge in den elektrisch beheizbaren Katalysator eingetragen wurde.In an advantageous further development of the method, it is provided that the internal combustion engine is operated with a stoichiometric combustion air ratio when an amount of energy defined in a program code has been introduced into the electrically heatable catalytic converter.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird, wenn mindestens 50% des Katalysatorvolumens, vorzugsweise mindestens 80% des Katalysatorvolumens, besonders bevorzugt mindestens 90% des Katalysatorvolumens des elektrisch beheizbaren Katalysators seine Light-Off-Temperatur erreicht hat. Sind mindestens 50% des Katalysatorvolumens auf die Light-Off-Temperatur aufgeheizt, so können die im Abgasstrom des Verbrennungsmotors enthaltenen Schadstoffe effektiv konvertiert werden. Die exotherme Konvertierung dieser Schadstoffe führt dazu, dass sich auch das restliche Katalysatorvolumen auf die Light-Off-Temperatur aufheizt.In an advantageous further development of the method, it is provided that the internal combustion engine is operated with a stoichiometric combustion air ratio if at least 50% of the catalyst volume, preferably at least 80% of the catalyst volume, particularly preferably at least 90% of the catalyst volume of the electrically heatable catalyst is its light-off temperature has reached. If at least 50% of the catalyst volume is heated to the light-off temperature, the pollutants contained in the exhaust gas flow of the combustion engine can be effectively converted. The exothermic conversion of these pollutants means that the remaining catalyst volume also heats up to the light-off temperature.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die dritte Schwellentemperatur eine Light-Off-Temperatur des elektrisch beheizbaren Katalysators ist oder oberhalb einer Light-Off-Temperatur des elektrisch beheizbaren Katalysators liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass die unverbrannten Abgaskomponente mit der Sekundärluft auf der Oberfläche des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators unter Freisetzung von Wärme chemisch reagieren können.In a preferred embodiment, it is provided that the third threshold temperature is a light-off temperature of the electrically heatable catalytic converter or is above a light-off temperature of the electrically heatable catalytic converter. This ensures that the unburned exhaust gas components can chemically react with the secondary air on the surface of the electrically heatable three-way catalytic converter, releasing heat.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Schwellentemperatur und/oder die zweite Schwellentemperatur unterhalb einer Light-Off-Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators liegt. Liegt die Temperatur des elektrisch beheizbaren Katalysator unterhalb der Light-Off-Temperatur, können die im Abgasstrom des Verbrennungsmotors enthaltenen limitierten Abgaskomponenten nicht effektiv konvertiert werden. Daher ist es unterhalb der Light-Off-Temperatur notwendig, den Katalysator zu erwärmen. Durch die Auswahl geeigneter Schwellentemperatur kann die nun durch die motorische Fettverstellung, das elektrische Heizelement oder eine Kombination dieser beiden Maßnahmen erfolgen.In another preferred embodiment of the invention, it is provided that the first threshold temperature and/or the second threshold temperature is below a light-off temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter. If the temperature of the electrically heatable catalytic converter is below the light-off temperature, the limited exhaust gas components contained in the exhaust gas flow of the internal combustion engine cannot be effectively converted. Therefore, below the light-off temperature, it is necessary to warm up the catalyst. By selecting a suitable threshold temperature, this can now take place through the motorized fat adjustment, the electrical heating element or a combination of these two measures.

Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät mit einer Speichereinheit und einer Recheneinheit sowie einem in der Speichereinheit abgelegten maschinenlesbaren Programmcode, wobei das Motorsteuergerät dazu eingerichtet ist, ein solches Verfahren durchzuführen, wenn der maschinenlesbare Programmcode durch die Recheneinheit des Motorsteuergeräts ausgeführt wird.Another aspect of the invention relates to an engine control unit with a memory unit and a computing unit and a machine-readable program code stored in the memory unit, the engine control unit being set up to carry out such a method when the maschi readable program code is executed by the processing unit of the engine control unit.

Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Brennraum, wobei der Verbrennungsmotor mit seinem Auslass mit einer Abgasanlage verbunden ist, in welcher in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors eine Turbine eines Abgasturboladers und stromabwärts der Turbine ein motornaher elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysator angeordnet ist. Dabei ist an einem Abgaskanal der Abgasanlage stromabwärts der Turbine und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators eine Einleitstelle für Sekundärluft ausgebildet. Der Verbrennungsmotor umfasst ein Sekundärluftsystem zur Förderung von Sekundärluft zu dieser Einleitstelle sowie ein solches Motorsteuergerät. Ein solcher Verbrennungsmotor ermöglicht es, die Kaltstartemissionen, insbesondere die Stickoxidemissionen signifikant zu verringern. Somit können auch strengere Abgasgesetzgebungen erfüllt werden.A further partial aspect of the invention relates to an internal combustion engine with at least one combustion chamber, the internal combustion engine being connected at its outlet to an exhaust system in which, in the direction of flow of an exhaust gas stream of the internal combustion engine, there is a turbine of an exhaust gas turbocharger and, downstream of the turbine, an electrically heatable three-way catalytic converter close to the engine is arranged. In this case, an inlet point for secondary air is formed on an exhaust gas duct of the exhaust system downstream of the turbine and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter. The internal combustion engine includes a secondary air system for conveying secondary air to this point of introduction and such an engine control unit. Such an internal combustion engine makes it possible to significantly reduce cold start emissions, in particular nitrogen oxide emissions. This means that even stricter emissions legislation can be met.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sekundärluftsystem einen Sekundärluftverdichter und eine Sekundärluftleitung umfasst, welche den Sekundärluftverdichter mit der Einleitstelle verbindet, wobei ein Sekundärluftstrom durch die Sekundärluftleitung durch ein Sekundärluftventil regelbar ist. Dadurch ist eine besonders präzise Regelung der Sekundärluftmenge möglich, sodass die Sekundärluft an das unterstöchiometrische Verbrennungsluftverhältnis in den Brennräumen des Verbrennungsmotors angepasst werden kann und sich stromabwärts der Einleitstelle ein stöchiometrisches Abgas einstellt.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the secondary air system comprises a secondary air compressor and a secondary air line which connects the secondary air compressor to the inlet point, with a secondary air flow through the secondary air line being controllable by a secondary air valve. This enables a particularly precise regulation of the secondary air quantity, so that the secondary air can be adapted to the sub-stoichiometric combustion air ratio in the combustion chambers of the internal combustion engine and a stoichiometric exhaust gas is established downstream of the point of introduction.

Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Hybrid-Antriebsanordnung umfassend mindestens einen elektrischen Antriebsmotor und einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor. Hybridantriebe mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Verbrennungsmotor haben durch den elektrischen Fahrbetrieb eine tendenziell kältere Abgasanlage, da in Phasen mit elektrischer Unterstützung oder bei reinem Elektrobetrieb das Abgas kälter ist als bei einer gleichen Leistungsanforderung, welche ausschließlich durch den Verbrennungsmotor erfüllt wird. Daher ist es insbesondere bei Hybridfahrzeugen im Fahrbetrieb häufiger notwendig, den Katalysator aufzuwärmen und Sekundärluft in die Abgasanlage einzublasen. Um die Dynamik des Sekundärluftverdichters gering zu halten und das Abgas bei einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis in den Brennräumen auf ein stöchiometrisches Abgas einzuregeln, ist es vorteilhaft, wenn die Sekundärlufteinblasung stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators erfolgt. Somit kann eine dynamische Lastanforderung bei kaltem Katalysator großteilig oder vollständig durch den elektrischen Antriebsmotor des Hybridantriebs erledigt werden, sodass der elektrisch beheizbare Katalysator gleichzeitig durch das elektrische Heizelement und durch die exotherme Umsetzung der unverbrannten Abgaskomponenten mit der Sekundärluft aufgeheizt werden.A further partial aspect of the invention relates to a motor vehicle with a hybrid drive arrangement comprising at least one electric drive motor and an internal combustion engine according to the invention. Hybrid drives with an electric drive motor and a combustion engine tend to have a colder exhaust gas system due to the electric driving mode, since the exhaust gas is colder in phases with electric support or with purely electric operation than with the same performance requirement, which is only met by the combustion engine. It is therefore often necessary to warm up the catalytic converter and blow secondary air into the exhaust system when driving, especially in hybrid vehicles. In order to keep the dynamics of the secondary air compressor low and to regulate the exhaust gas to a stoichiometric exhaust gas with a sub-stoichiometric combustion air ratio in the combustion chambers, it is advantageous if the secondary air injection takes place downstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter. In this way, a dynamic load requirement when the catalytic converter is cold can be largely or completely dealt with by the electric drive motor of the hybrid drive, so that the electrically heatable catalytic converter is heated simultaneously by the electric heating element and by the exothermic reaction of the unburned exhaust gas components with the secondary air.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Verbrennungsmotors;
  • 2 ein Kraftfahrzeug mit einem Hybrid-Antrieb aus einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Antriebsmotor; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit Abgasnachbehandlungssystem.
The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:
  • 1 an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system for carrying out a method according to the invention for controlling the internal combustion engine;
  • 2 a motor vehicle with a hybrid drive consisting of an internal combustion engine and an electric drive motor; and
  • 3 a flowchart for carrying out a method according to the invention for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system.

1 zeigt einen fremdgezündeten Verbrennungsmotor 10 nach dem Ottoprinzip. Der Verbrennungsmotor weist mindestens einen Brennraum 12, vorzugsweise wie in 1 dargestellt mehrere Brennräume 12, auf. An den Brennräumen 12 sind jeweils ein Kraftstoffinjektor 14 zur Einspritzung eines Kraftstoffes in den jeweiligen Brennraum 12 und eine Zündkerze 16 zur Entzündung eines zündfähigen Kraftstoff-Luft-Gemischs in dem jeweiligen Brennraum 12 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit seinem Auslass 18 mit einer Abgasanlage 20 verbunden. An den Brennräumen 12 sind Auslassventile angeordnet, mit welchen eine fluidische Verbindung von den Brennräumen 12 zur Abgasanlage 20 geöffnet oder verschlossen werden kann. 1 shows a spark-ignited internal combustion engine 10 based on the Otto principle. The internal combustion engine has at least one combustion chamber 12, preferably as in 1 shown several combustion chambers 12 on. A fuel injector 14 for injecting fuel into the respective combustion chamber 12 and a spark plug 16 for igniting an ignitable fuel-air mixture in the respective combustion chamber 12 are arranged on each of the combustion chambers 12 . The internal combustion engine 10 is connected to an exhaust system 20 by its outlet 18 . Outlet valves are arranged on the combustion chambers 12 and can be used to open or close a fluidic connection from the combustion chambers 12 to the exhaust system 20 .

Die Abgasanlage 20 umfasst einen Abgaskanal 22, in welchem in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors 10 eine Turbine 26 eines Abgasturboladers 24 und stromabwärts der Turbine 26 ein elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysator 30 angeordnet sind. Der elektrisch beheizbare Katalysator 30 umfasst ein elektrisches Heizelement 32, eine Stützscheibe 34 sowie einen keramischen oder metallischen Katalysatorkörper 36 mit einer Edelmetallbeschichtung. Stromabwärts der Turbine 26 des Abgasturboladers 24 und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 28 ist am Abgaskanal 22 eine Einleitstelle 28 zum Einleiten von Sekundärluft ausgebildet. Die Sekundärluft kann durch ein Sekundärluftsystem 40, welches einen Sekundärluftverdichter 42, insbesondere eine Sekundärluftgebläse 48, und ein Sekundärluftventil 44 aufweist. Der Sekundärluftverdichter 42 ist über eine Sekundärluftleitung 46 mit der Einleitstelle 28 verbunden, wobei das Sekundärluftventil in der Sekundärluftleitung 46 zwischen dem Sekundärluftverdichter 42 und der Einleitstelle 28 angeordnet ist.The exhaust system 20 includes an exhaust gas duct 22 in which a turbine 26 of an exhaust gas turbocharger 24 and downstream of the turbine 26 an electrically heatable three-way catalytic converter 30 are arranged in the flow direction of an exhaust gas stream of the internal combustion engine 10 . The electrically heatable catalytic converter 30 comprises an electric heating element 32, a supporting disc 34 and a ceramic or metallic catalytic converter body 36 with a precious metal coating. Downstream of the turbine 26 of the exhaust gas turbocharger 24 and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter 28 is on the exhaust gas duct 22 an introduction point 28 is formed for introducing secondary air. The secondary air can flow through a secondary air system 40, which has a secondary air compressor 42, in particular a secondary air blower 48, and a secondary air valve 44. The secondary air compressor 42 is connected to the inlet point 28 via a secondary air line 46 , the secondary air valve being arranged in the secondary air line 46 between the secondary air compressor 42 and the inlet point 28 .

Stromabwärts des elektrischen Drei-Wege-Katalysators 30 kann ein weiterer Drei-Wege-Katalysator 60 angeordnet sein. Ferner kann in der Abgasanlage stromabwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators ein Partikelfilter 62 angeordnet sein. Alternativ kann der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator 30 auch zusätzlich über eine Partikelfilterfunktion verfügen und als sogenannter Vier-Wege-Katalysator 64 ausgeführt sein.A further three-way catalytic converter 60 can be arranged downstream of the electrical three-way catalytic converter 30 . Furthermore, a particle filter 62 can be arranged in the exhaust system downstream of the electrically heatable three-way catalytic converter. Alternatively, the electrically heatable three-way catalytic converter 30 can also additionally have a particle filter function and be designed as a so-called four-way catalytic converter 64 .

Stromabwärts der Turbine 26 und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 ist eine erste Lambdasonde 66, insbesondere eine Breitbandsonde, angeordnet. Stromabwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 und stromaufwärts eines zweiten Drei-Wege-Katalysators 60 ist eine zweite Abgassonde 68, insbesondere eine zweite Lambdasonde 70, angeordnet. Die zweite Lambdasonde 70 ist vorzugsweise als Sprungsonde ausgeführt, kann aber auch als Breitbandsonde ausgeführt sein. Alternativ kann die zweite Abgassonde 68 auch als NOx-NH3-Kombisensor 72 ausgeführt sein. Ferner können in der Abgasanlage 20 ein oder mehrere Temperatursensoren 38 angeordnet sein.A first lambda probe 66, in particular a broadband probe, is arranged downstream of the turbine 26 and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter 30. A second exhaust gas probe 68 , in particular a second lambda probe 70 , is arranged downstream of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 and upstream of a second three-way catalytic converter 60 . The second lambda probe 70 is preferably designed as a jump probe, but can also be designed as a broadband probe. Alternatively, the second exhaust gas probe 68 can also be designed as a NOx-NH3 combination sensor 72 . Furthermore, one or more temperature sensors 38 can be arranged in the exhaust system 20 .

Der Verbrennungsmotor 10 steht mit einem Motorsteuergerät 50 in Wirkverbindung, welches über Signalleitungen mit den Kraftstoffinjektoren 14 und in der Abgasanlage 20 angeordneten Abgassonden 66, 68, 70, 72 sowie dem Sekundärluftsystem 40 verbunden ist. Das Steuergerät 50 umfasst eine Speichereinheit 52, in welcher ein maschinenlesbarer Programmcode 56 zur Durchführung eines nachfolgend beschriebenen Verfahrens abgelegt ist, sowie eine Recheneinheit 54, welche ein solches Verfahren ausführt, wenn der maschinenlesbare Programmcode 56 durch die Recheneinheit 54 ausgeführt wird.Internal combustion engine 10 is operatively connected to an engine control unit 50 which is connected via signal lines to fuel injectors 14 and exhaust gas probes 66 , 68 , 70 , 72 arranged in exhaust system 20 and to secondary air system 40 . Control unit 50 includes a memory unit 52, in which machine-readable program code 56 for carrying out a method described below is stored, and a processing unit 54, which executes such a method when machine-readable program code 56 is executed by processing unit 54.

In 2 ist ein Kraftfahrzeug 100 mit einem Hybridantrieb 102 mit einer Antriebsanordnung 110 mit mindestens einem elektrischen Antriebsmotor 104 und einem Verbrennungsmotor 10 dargestellt. Die Antriebsanordnung umfasst ferner einen mit dem Verbrennungsmotor 10 koppelbaren Generator 106 und eine Batterie 108, in welcher elektrischer Strom gespeichert werden kann. Der Generator 106 und der elektrische Antriebsmotor 104 sind vorzugsweise in einer Baugruppe zusammengefasst. Besonders bevorzugt kann der elektrische Antriebsmotor 104 selbst eine Generatorfunktion umfassen. Da insbesondere im teilelektrischen und vollelektrischen Betrieb eines Hybridfahrzeuges 100 die Abgasanlage schnell auskühlen kann, ist das vorgeschlagene Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators 30 mittels unterstöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis in den Brennräumen 12 des Verbrennungsmotors 10 und gleichzeitigem Einblasen von Sekundärluft durch das Sekundärluftsystem 40 bei einem solchen Hybridfahrzeug 100 besonders sinnvoll, um die Abgasemissionen im Betrieb des Verbrennungsmotors 10 zu verringern.In 2 a motor vehicle 100 with a hybrid drive 102 with a drive assembly 110 with at least one electric drive motor 104 and an internal combustion engine 10 is shown. The drive arrangement also includes a generator 106 that can be coupled to the internal combustion engine 10 and a battery 108 in which electrical current can be stored. The generator 106 and the electric drive motor 104 are preferably combined in one assembly. Particularly preferably, the electric drive motor 104 itself can have a generator function. Since the exhaust system can cool down quickly, particularly in partially electric and fully electric operation of a hybrid vehicle 100, the proposed method for heating a catalytic converter 30 by means of a substoichiometric combustion air ratio in the combustion chambers 12 of the internal combustion engine 10 and simultaneous blowing in of secondary air through the secondary air system 40 is special in such a hybrid vehicle 100 useful to reduce the exhaust emissions during operation of the internal combustion engine 10.

In 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit einem Abgasnachbehandlungssystem dargestellt. In einem Verfahrensschritt <100> wird eine Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 ermittelt. Dies kann direkt, insbesondere durch einen Temperatursensor 38 an dem elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysator 30 oder indirekt, insbesondere aus einer Umgebungstemperatur und den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotor 10 erfolgen.In 3 a flowchart for carrying out a method according to the invention for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system is shown. In a method step <100>, a temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 is determined. This can be done directly, in particular by a temperature sensor 38 on the electrically heatable three-way catalytic converter 30, or indirectly, in particular from an ambient temperature and the operating conditions of the internal combustion engine 10.

In einem Verfahrensschritt <110> wird der Verbrennungsmotor 10 gestartet. In einem Verfahrensschritt <120> wird die Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 mit einer ersten Schwellentemperatur TS1 verglichen und der Verbrennungsmotor 10 mit einem stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis bei gleichzeitiger Verstellung des Zündwinkels der Verbrennung in den Brennräumen 12 in Richtung „spät“ betrieben, wenn die ermittelte Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 unterhalb der ersten Schwellentemperatur TS1 liegt.In a method step <110>, the internal combustion engine 10 is started. In a method step <120>, the temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 is compared with a first threshold temperature T S1 and the internal combustion engine 10 is operated with a stoichiometric or sub-stoichiometric combustion air ratio while at the same time adjusting the ignition angle of the combustion in the combustion chambers 12 in the "retarded" direction "Operated when the determined temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 is below the first threshold temperature T S1 .

In einem Verfahrensschritt <130> wird die Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 mit einer zweiten Schwellentemperatur TS2 verglichen. Liegt die Temperatur unterhalb dieser zweiten Schwellentemperatur TS2, so wird in einem Verfahrensschritt <140> der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator 30 ab einem Start des Verbrennungsmotors 10 elektrisch beheizt. In einem Verfahrensschritt <150> wird die Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 mit einer dritten Schwellentemperatur TS3 verglichen und in einem Verfahrensschritt <160> auf ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis in den Brennräumen 12 des Verbrennungsmotors 10 umgeschaltet und gleichzeitig an der Einleitstelle 28 stromabwärts der Turbine 26 des Abgasturboladers 24 und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 Sekundärluft in die Abgasanlage eingeblasen, wenn der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator 30 zumindest an seiner einlassseitigen Stirnfläche eine Temperatur erreicht hat, welcher oberhalb der dritten Schwellentemperatur TS3 liegt.In a method step <130>, the temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 is compared to a second threshold temperature T S2 . If the temperature is below this second threshold temperature T S2 , then in a method step <140> the electrically heatable three-way catalytic converter 30 is electrically heated when the internal combustion engine 10 is started. In a method step <150>, the temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 is compared with a third threshold temperature T S3 and in a method step <160> switched to a sub-stoichiometric combustion air ratio in the combustion chambers 12 of the internal combustion engine 10 and at the same time at the inlet point 28 downstream of the turbine 26 of the exhaust gas turbocharger 24 and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 secondary air into the exhaust gas blown position when the electrically heatable three-way catalytic converter 30 has reached a temperature at least on its inlet-side end face, which is above the third threshold temperature T S3 .

In einem Verfahrensschritt <170> wird das Aufheizen des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 mittels Sekundärlufteinblasung und unterstöchiometrischen Betrieb des Verbrennungsmotors 10 beendet, wenn eine definierte Energiemenge, welche in einem in der Speichereinheit 52 gespeicherten Programmcode 56 definiert ist, in den elekrrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators 30 eingetragen wurde.In a method step <170>, the heating of the electrically heatable three-way catalytic converter 30 by means of secondary air injection and sub-stoichiometric operation of the internal combustion engine 10 is terminated when a defined amount of energy, which is defined in a program code 56 stored in the memory unit 52, in the electrically heatable Three-way catalyst 30 was entered.

Die Verfahrensschritte <120> und <130> sowie <140> können auch in umgekehrter Reihenfolge oder parallel zueinander ausgeführt werden.Method steps <120> and <130> as well as <140> can also be carried out in reverse order or in parallel with one another.

Bezugszeichenlistereference list

1010
Verbrennungsmotorcombustion engine
1212
Brennraumcombustion chamber
1414
Kraftstoffinjektorfuel injector
1616
Zündkerzespark plug
1818
Auslass outlet
2020
Abgasanlageexhaust system
2222
Abgaskanalexhaust duct
2424
Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
2626
Turbineturbine
2828
Einleitstelle discharge point
3030
elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysatorelectrically heated three-way catalytic converter
3232
elektrisches Heizelementelectric heating element
3434
Stützscheibesupport washer
3636
Katalysatorkörpercatalyst body
3838
Temperatursensor temperature sensor
4040
Sekundärluftsystemsecondary air system
4242
Sekundärluftverdichtersecondary air compressor
4444
Sekundärluftventilsecondary air valve
4646
Sekundärluftleitungsecondary air line
4848
Sekundärluftgebläse secondary air blower
5050
Motorsteuergerätengine control unit
5252
Speichereinheitstorage unit
5454
Recheneinheitunit of account
5656
Programmcode program code
6060
zweiter Drei-Wege-Katalysatorsecond three-way catalytic converter
6262
Partikelfilterparticle filter
6464
Vier-Wege-KatalysatorFour-way catalytic converter
6666
erste Lambdasondefirst lambda probe
6868
zweiter Abgassonde second exhaust gas probe
7070
zweite Lambdasondesecond lambda probe
7272
NH3-NOx-Kombisensor NH3-NOx combination sensor
100100
Kraftfahrzeugmotor vehicle
102102
Hybrid-Antriebhybrid drive
104104
elektrischer Antriebsmotorelectric drive motor
106106
Generatorgenerator
108108
Batterie battery
110110
Antriebsanordnungdrive assembly

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • DE 102017113366 A1 [0010]DE 102017113366 A1 [0010]
  • DE 102017107378 A1 [0011]DE 102017107378 A1 [0011]

Claims (10)

Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (10) mit mindestens einem Brennraum (12), wobei ein Auslass (18) des Verbrennungsmotors (10) mit einer Abgasanlage (20) verbunden ist, in welcher in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors (10) eine Turbine (26) eines Abgasturboladers (24) und stromabwärts der Turbine (26) ein motornaher, elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysator (30) angeordnet ist, wobei an einem Abgaskanal (22) der Abgasanlage (20) stromabwärts der Turbine (26) und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysator (30) eine Einleitstelle (28) für Sekundärluft ausgebildet ist, umfassend folgende Schritte: - Ermitteln einer Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30), - Start des Verbrennungsmotors (10), wobei der Verbrennungsmotor mit einem stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird und ein Zündwinkel der Verbrennung in dem mindestens einen Brennraum (12) in Richtung „spät“ verstellt wird, wenn die Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30) unterhalb einer ersten Schwellentemperatur liegt, - Elektrisches Beheizen des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30) spätestens ab dem Start des Verbrennungsmotors (10), wenn die Temperatur des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators unterhalb einer zweiten Schwellentemperatur liegt, und - Umschalten auf ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis in dem mindestens einen Brennraum (12) und gleichzeitiges Einblasen von Sekundärluft stromabwärts der Turbine (26) des Abgasturboladers (24) und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30), wenn der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator zumindest an seiner einlassseitigen Stirnfläche eine Temperatur oberhalb einer dritten Schwellentemperatur erreicht hat.Method for controlling an internal combustion engine (10) with at least one combustion chamber (12), an outlet (18) of the internal combustion engine (10) being connected to an exhaust system (20) in which a turbine ( 26) of an exhaust gas turbocharger (24) and downstream of the turbine (26) an electrically heatable three-way catalytic converter (30) close to the engine is arranged, with an exhaust gas duct (22) of the exhaust system (20) downstream of the turbine (26) and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter (30), an inlet point (28) for secondary air is formed, comprising the following steps: - Determining a temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter (30), - Starting the internal combustion engine (10), the internal combustion engine being operated with a stoichiometric or sub-stoichiometric combustion air ratio and an ignition angle of the combustion in the at least one combustion chamber (12) being adjusted in the “retarded” direction when the temperature of the electrically heatable three-way Catalyst (30) is below a first threshold temperature, - Electrical heating of the electrically heatable three-way catalytic converter (30) at the latest from the start of the internal combustion engine (10) if the temperature of the electrically heatable three-way catalytic converter is below a second threshold temperature, and - Switching to a sub-stoichiometric combustion air ratio in the at least one combustion chamber (12) and simultaneous injection of secondary air downstream of the turbine (26) of the exhaust gas turbocharger (24) and upstream of the electrically heatable three-way catalytic converter (30) when the electrically heatable three-way Way catalyst has reached a temperature above a third threshold temperature at least on its inlet-side face. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das unterstöchiometrische Verbrennungsluftverhältnis mit λE < 0,95 gewählt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the sub-stoichiometric combustion air ratio is selected with λ E <0.95. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch beheizbare Drei-Wege-Katalysator (30) bereits vor einem Start des Verbrennungsmotors (10) elektrisch beheizt wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the electrically heatable three-way catalytic converter (30) is electrically heated even before the internal combustion engine (10) is started. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (10) mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird, wenn eine in einem Programmcode (56) definierte Energiemenge in den beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30) eingebracht wurde.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the internal combustion engine (10) is operated with a stoichiometric combustion air ratio when a program code (56) defined amount of energy in the heatable three-way catalytic converter (30) was introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schwellentemperatur (TS3) eine Light-Off-Temperatur (TLO) des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30) ist oder oberhalb einer Light-Off-Temperatur (TLO) des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30) liegt.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the third threshold temperature (T S3 ) is a light-off temperature (T LO ) of the electrically heatable three-way catalyst (30) or above a light-off temperature (T LO ) of the electrically heatable three -way catalytic converter (30) is located. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwellentemperatur (TS1) und/oder die zweite Schwellentemperatur (TS2) unterhalb einer Light-Off-Temperatur (TLO) des elektrisch beheizbaren Katalysators (30) liegt.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the first threshold temperature (T S1 ) and / or the second threshold temperature (T S2 ) below a light-off temperature (T LO ) of the electrically heatable catalyst (30). Motorsteuergerät (50) mit einer Speichereinheit (52) und einer Recheneinheit (54) sowie einem in der Speichereinheit (52) abgelegten maschinenlesbaren Programmcode (56), wobei das Motorsteuergerät (50) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen, wenn der maschinenlesbare Programmcode (56) durch die Recheneinheit (54) des Motorsteuergeräts (50) ausgeführt wird.Engine control unit (50) with a memory unit (52) and a computing unit (54) as well as a machine-readable program code (56) stored in the memory unit (52), wherein the engine control unit (50) is set up to implement a method according to one of the Claims 1 until 5 to be carried out when the machine-readable program code (56) is executed by the computing unit (54) of the engine control unit (50). Verbrennungsmotor (10) mit mindestens einem Brennraum (12), wobei der Verbrennungsmotor (10) mit seinem Auslass (18) mit einer Abgasanlage (20) verbunden ist, in welcher in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors (10) eine Turbine (26) eines Abgasturboladers (24) und stromabwärts der Turbine (26) ein motornaher, elektrisch beheizbarer Drei-Wege-Katalysator (30) angeordnet ist, wobei an einem Abgaskanal (22) der Abgasanlage (20) stromabwärts der Turbine (26) und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Drei-Wege-Katalysators (30) eine Einleitstelle (28) für Sekundärluft ausgebildet und einem Sekundärluftsystem (40) zur Förderung von Sekundärluft zur Einleitstelle (28) sowie mit einem Steuergerät nach Anspruch 7.Internal combustion engine (10) with at least one combustion chamber (12), wherein the internal combustion engine (10) is connected with its outlet (18) to an exhaust system (20), in which in the flow direction of an exhaust gas stream of the internal combustion engine (10) a turbine (26) of a Exhaust gas turbocharger (24) and downstream of the turbine (26) an electrically heatable three-way catalytic converter (30) is arranged close to the engine, wherein on an exhaust gas duct (22) of the exhaust system (20) downstream of the turbine (26) and upstream of the electrically heatable Three-way catalytic converter (30) formed an introduction point (28) for secondary air and a secondary air system (40) for conveying secondary air to the introduction point (28) and with a control unit claim 7 . Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärluftsystem (40) einen Sekundärluftverdichter (42) und eine Sekundärluftleitung (46) umfasst, welche den Sekundärluftverdichter (42) mit der Einleitstelle (28) verbindet, wobei der Sekundärluftstrom durch die Sekundärluftleitung (46) durch ein Sekundärluftventil (44) regelbar ist.Internal combustion engine (10) after claim 8 , characterized in that the secondary air system (40) comprises a secondary air compressor (42) and a secondary air line (46) which connects the secondary air compressor (42) to the inlet point (28), the secondary air flow through the secondary air line (46) through a secondary air valve ( 44) is adjustable. Kraftfahrzeug (100) mit einem Hybrid-Antrieb (102), umfassend einen Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 8 oder 9 und einen elektrischen Antriebsmotor (104), wobei der elektrisch beheizbare Katalysator (30) durch das elektrische Heizelement (32) aufgeheizt wird, wenn das Kraftfahrzeug (100) durch den elektrischen Antriebsmotor (104) angetrieben wird.Motor vehicle (100) with a hybrid drive (102), comprising an internal combustion engine (10). claim 8 or 9 and an electric drive motor (104), wherein the electrically heatable catalytic converter (30) is heated by the electric heating element (32) when the motor vehicle (100) is driven by the electric drive motor (104).
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