DE102021200474A1

DE102021200474A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021200474A1
Application number: DE102021200474.1A
Authority: DE
Inventors: Hong Zhang
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2022-07-21
Also published as: US20240060461A1; KR20230128558A; CN116829823A; WO2022157140A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, einen Kraftstofftank, ein Aktivkohlefilter, ein Luftfilter, einen Ansaugtrakt, eine zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugtrakt angeordnete Spülleitung, eine in der Spülleitung zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugtrakt angeordnete Spülluftpumpe, ein zwischen der Spülluftpumpe und dem Ansaugtrakt angeordnetes Tankentlüftungsventil und ein zwischen dem Frischluftfilter und dem Aktivkohlefilter angeordnetes Belüftungs aufweist und welches in einer elektrischen Betriebsart betreibbar ist, in welcher der Elektromotor aktiviert ist und der Verbrennungsmotor deaktiviert ist. Bei einem derartigen Hybridfahrzeug wird in der elektrischen Betriebsart die Spülluftpumpe aktiviert und es wird eine Detektion der im Aktivkohlefilter vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration bei aktivierter Spülluftpumpe durchgeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs.
Es ist bereits bekannt, in einem Kraftfahrzeug Aktivkohlefilter zu verwenden. Diese Aktivkohlefilter dienen dazu, Verdunstungsemissionen aus dem Kraftstofftank des jeweiligen Kraftfahrzeugs zu speichern. Während des Fahrzeugbetriebs mit Verbrennungsmotor erfolgt in geeigneten Betriebspunkten eine Absaugung der Verdunstungsemissionen aus dem Aktivkohlefilter unter Verwendung einer aktiven Spülluftpumpe. Diese abgesaugten Verdunstungsemissionen werden einem Ansaugtrakt des Kraftfahrzeugs zugeleitet und damit der Verbrennung zugeführt.
Des Weiteren ist es bei Hybridfahrzeugen, die einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor aufweisen, bereits bekannt, den Verbrennungsmotor erst dann zu aktivieren, wenn der Ladezustand der Fahrzeugbatterie eine vorgegebene Schwelle unterschreitet oder wenn eine momentane Drehmomentanforderung eine andere vorgegebene Schwelle überschreitet. Aus diesem Grund wird bei Hybridfahrzeugen ein sogenannter versiegelter Tank (sealed tank) verwendet, um ein unerwünschtes Austreten von Kohlenwasserstoffdämpfen aus dem Tank an die Umgebung zu vermeiden.
Wird im Unterschied dazu bei Hybridfahrzeugen ein nicht versiegelter Tank (non sealed tank) verwendet, dann besteht die Notwendigkeit, einen Kohlenwasserstoffdurchbruch des Aktivkohlefilters zu erkennen, um den Verbrennungsmotor zu aktivieren und die im Aktivkohlefilter gespeicherten Verdunstungsemissionen in den Ansaugtrakt abzusaugen, bevor unerwünschte Kohlenwasserstoffdämpfe an die Umgebung gelangen können.
Zur Erkennung eines derartigen Kohlenwasserstoff-Durchbruches ist es bereits bekannt, einen Kohlenwasserstoffsensor zu verwenden. Dieser Kohlenwasserstoffsensor ist zwischen dem Aktivkohlefilter des Hybridfahrzeugs und einem zusätzlichen Nebenaktivkohlefilter angeordnet. Während des elektrischen Betriebs des Hybridfahrzeugs wird dann, wenn die mittels des Kohlenwasserstoffsensors gemessene Kohlenwasserstoffkonzentration größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, der Verbrennungsmotor aktiviert, um die im Aktivkohlefilter gespeicherten Verdunstungsemissionen in den Ansaugtrakt zu fördern, um sie der Verbrennung zuzuführen. Dies geschieht so lange, bis die Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters wieder unterhalb eines vorgegebenen weiteren Schwellenwertes liegt. Nachteile dieser Vorgehensweise bestehen darin, dass sie die Verwendung eines Kohlenwasserstoffsensors und eines zusätzlichen Nebenaktivkohlefilters benötigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs anzugeben, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Bei dem im Anspruch 1 angegebenen Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, einen Kraftstofftank, ein Aktivkohlefilter, ein Luftfilter, einen Ansaugtrakt, eine zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugtrakt angeordnete Spülleitung, eine in der Spülleitung zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugtrakt angeordnete Spülluftpumpe, ein zwischen der Spülluftpumpe und dem Ansaugtrakt angeordnetes Tankentlüftungsventil und ein zwischen dem Luftfilter und dem Aktivkohlefilter angeordnetes Belüftungsventil aufweist und welches in einer elektrischen Betriebsart betreibbar ist, in welcher der Elektromotor aktiviert ist und der Verbrennungsmotor deaktiviert ist, wird in der elektrischen Betriebsart die Spülluftpumpe aktiviert und es wird eine Detektion der im Aktivkohlefilter vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration bei aktivierter Spülluftpumpe durchgeführt.
Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen insbesondere darin, dass die Verwendung eines Kohlenwasserstoffsensors und eines Nebenaktivkohlefilters nicht notwendig ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in der elektrischen Betriebsart die Drehzahl der Spülluftpumpe auf eine vorgegebene Solldrehzahl geregelt und es wird das zwischen dem Frischluftfilter und dem Aktivkohlefilter angeordnete Belüftungsventil geöffnet und das Tankentlüftungsventil geschlossen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird wird in der elektrischen Betriebsart eine Druckdifferenz zwischen einem Druckwert stromauf der Spülluftpumpe und einem Druckwert stromab der Spülluftpumpe ermittelt und es werden die ermittelte Druckdifferenz und die Drehzahl der Spülluftpumpe zur Ermittlung der Kohlenwasserstoffkonzentration verwendet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in dem Falle, dass die ermittelte Kohlenwasserstoffkonzentration größer ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert, der Verbrennungsmotor aktiviert und das Tankentlüftungsventil geöffnet und es werden die im Aktivkohlefilter gespeicherten Verdunstungsemissionen durch das geöffnete Tankentlüftungsventil in den Ansaugtrakt gefördert, bis die Kohlenwasserstoffkonzentration kleiner ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in dem Falle, dass die ermittelte Kohlenwasserstoffkonzentration den vorgegebenen ersten Schwellenwert nicht übersteigt, die Spülluftpumpe wieder deaktiviert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Spülluftpumpe in der elektrischen Betriebsart als Reaktion auf einen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren unmittelbar nach dem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren aktiviert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Detektion der im Aktivkohlefilter vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration bei aktivierter Spülluftpumpe durchgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Detektion der im Aktivkohlefilter vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration unmittelbar nach der Aktivierung der Spülluftpumpe durchgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Detektion der im Aktivkohlefilter vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration nach der Aktivierung der Spülluftpumpe in Abhängigkeit von einem oder mehreren weiteren Kriterien durchgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein weiteres Kriterium eine zuletzt vorgenommene Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein weiteres Kriterium ein bei der zuletzt vorgenommenen Bestimmung des Kohlenwasserstoffkonzentration ermittelter Kohlenwasserstoffkonzentrationswert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein weiteres Kriterium die Zeitdauer zwischen der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration und dem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein weiteres Kriterium die Höchstumgebungstemperatur zwischen der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration und dem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt, welche eine Steuereinheit aufweist, die zur Steuerung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können auch in Kombination verwendet werden, soweit sie sich gegenseitig nicht ausschließen Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 eine Skizze zur Erläuterung einer bekannten Vorrichtung und
2 eine Skizze zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels für die Erfindung.

Die 1 zeigt eine Skizze zur Erläuterung einer bekannten Vorrichtung.
Diese Vorrichtung zeigt eine Brennkraftmaschine, welche unter anderem einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3, einen Abgastrakt 4, einen Kraftstofftank 5, eine Tankentlüftungsvorrichtung 6, einen Abgasturbolader, zu welchem ein Verdichter 14 und eine Turbine 41 gehören, und eine Steuereinheit 8 enthält.
Der Ansaugtrakt 1 umfasst in Strömungsrichtung der angesaugten Luft ausgehend von einem Luftfilter 11 den Verdichter 14 des Abgasturboladers, einen Ladeluftkühler 15 und eine Drosselklappe 17 und mündet in einen Brennraum des Motorblocks 2.
Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle, welche über eine Pleuelstange mit einem Kolben eines Zylinders gekoppelt ist. Die durch die Verbrennung erzeugte Antriebsenergie wird über die Kurbelwelle an einen in der 1 nicht dargestellten Antriebsstrang übertragen. Der Kolben und der Zylinder begrenzen den Brennraum.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit mindestens einem Gaseinlassventil und Antriebsvorrichtungen für diese Ventile. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen sogenannten variablen Ventiltrieb, bei dem die Betätigung des mindestens einen Gaseinlassventils weitgehend oder sogar völlig von der Bewegung der Kurbelwelle entkoppelt ist. Des Weiteren umfasst der Zylinderkopf 3 einen Kraftstoffinjektor 33 und eine Zündkerze.
Vom Brennraum des Motorblocks 2 zweigt der Abgastrakt 4 ab, in dessen weiterem Verlauf die Turbine 41 des Abgasturboladers, ein Dreiwegekatalysator und ein Partikelfilter angeordnet sind.
Ferner weist die dargestellte Brennkraftmaschine eine Kraftstoffversorgungseinrichtung auf, welche den Kraftstoffinjektor 33 mit Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff wird dabei aus dem Kraftstofftank 5 von einer in der Regel innerhalb des Kraftstofftanks angeordneten, ein Vorfilter aufweisenden Elektrokraftstoffpumpe gefördert und anschließend über eine Hochdruckpumpe 29 dem Kraftstoffinjektor 33 zugeleitet. In der Kraftstoff-Hochdruckleitung zwischen der Hochdruckpumpe 29 und dem Kraftstoffinjektor 33 ist ein Kraftstoff-Hochdrucksensor 30 angeordnet.
Des Weiteren weist die in der 1 dargestellte Skizze eine Tankentlüftungsvorrichtung 6 auf. Zu dieser Tankentlüftungsvorrichtung gehören ein Aktivkohlefilter 61, welches über ein Nebenaktivkohlefilter 62 und ein Belüftungsventil 70 mit einem Luftfilter 69 verbunden ist. Zwischen dem Nebenaktivkohlefilter 62 und dem Aktivkohlefilter 61 ist ein Durchbruchsensor 64 angeordnet, der zur Detektion von Kohlenwasserstoffdurchbrüchen ausgebildet ist. Das Belüftungsventil 70 ist mittels Steuersignalen von der Steuereinheit 8 ansteuerbar.
Das Aktivkohlefilter 61 ist ferner über eine Spülleitung 65, in welcher eine Spülluftpumpe 67 und ein Tankentlüftungsventil 66 angeordnet sind, mit dem Ansaugtrakt 1 der Brennkraftmaschine an einer Stelle zwischen dem Luftfilter 11 und dem Verdichter 14 verbunden. Zum Einstellen des Gasflusses durch die Spülleitung 65 sind das Tankentlüftungsventil 66 und die Spülluftpumpe 67 mittels von der Steuereinheit 8 ausgegebener Steuersignale ansteuerbar. Stromauf der Spülluftpumpe 67 ist in der Spülleitung 65 ein Drucksensor 68a angeordnet, dessen Ausgangssignale der Steuereinheit 8 zugeführt werden. Stromab der Spülluftpumpe 67 ist in der Spülleitung 65 ein weiterer Drucksensor 68b angeordnet, dessen Ausgangssignale ebenfalls der Steuereinheit 8 zugeführt werden.
Ferner ist das Aktivkohlefilter 61 über eine Verbindungsleitung mit dem Kraftstofftank 5 verbunden. Die in dem Kraftstofftank entstehenden Verdunstungsemissionen, insbesondere die leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffe, werden in das Aktivkohlefilter 61 geleitet und dort von der darin befindlichen Aktivkohle adsorbiert.
Die Steuereinheit 8 weist eine Recheneinheit 81, einen Programmspeicher 82 und einen Datenspeicher 83 auf. Im Programmspeicher 82 sind Arbeitsprogramme für die Recheneinheit 81 hinterlegt. Im Datenspeicher 83 sind Daten hinterlegt, die für den Betrieb der Brennkraftmaschine benötigt werden. Des Weiteren werden der Steuereinheit 8 die Ausgangssignale mehrerer Sensoren als Eingangssignale ES zugeführt. Zu diesen Sensoren gehören unter anderem die Drucksensoren 68a und 68b, ein Luftmassensensor, welcher im Ansaugtrakt 1 einen Luftmassenstrom stromauf des Verdichters 14 erfasst, ein Temperatursensor, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Temperatursensor, der die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine erfasst, und ein weiterer Drucksensor, der den Druck im Ansaugtrakt 1 stromab der Drosselklappe 17 erfasst. Ausgangsseitig stellt die Steuereinheit 8 Steuersignale AS bereit, die sie unter Verwendung der Arbeitsprogramme, der abgespeicherten Daten und der ihr zugeführten Sensorsignale ermittelt. Zu diesen Steuersignalen gehören unter anderem Steuersignale für das Belüftungsventil 70, die Spülluftpumpe 67 und das Tankentlüftungsventil 66.
Mit Hilfe der Spülluftpumpe 67 kann ein gewünschter Spülstrom des Spülgases (HC/Luftgemisch) aus dem Aktivkohlefilter 61 für alle Betriebspunkte der Brennkraftmaschine eingestellt werden.
Beim Vorliegen eines Hybridfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor aufweist, wird der Verbrennungsmotor erst dann aktiviert, wenn der Batteriezustand des Hybridfahrzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet oder wenn eine momentan vorliegende Drehmomentanforderung einen vorgegebenen anderen Schwellenwert überschreitet.
Wird bei einem derartigen Hybridfahrzeug ein nicht versiegelter Tank (non sealed tank) verwendet, dann muss ein Kohlenwasserstoffdurchbruch erkannt werden, um den Verbrennungsmotor zu aktivieren und die im Aktivkohlefilter gespeicherten Verdunstungsemissionen über die Spülleitung 65 in den Ansaugtrakt 1 abzusaugen, bevor Kohlenwasserstoff in die Atmosphäre gelangt.
Zur Erkennung eines derartigen Kohlenwasserstoffdurchbruches ist der zwischen dem Aktivkohlefilter 61 und dem Nebenaktivfilter 62 angeordnete Kohlenwasserstoffsensor 64 vorgesehen. Dieser Kohlenwasserstoffsensor 64 erkennt während des elektrischen Betriebes des Hybridfahrzeugs, dass die gemessene Kohlenwasserstoffkonzentration größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert und meldet dies der Steuereinheit 8. Diese aktiviert daraufhin den Verbrennungsmotor und steuert die Spülluftpumpe 67 und das Tankentlüftungsventil 66 derart an, dass die im Aktivkohlefilter gespeicherten Verdunstungsemissionen in den Ansaugtrakt 1 gepumpt und der Verbrennung zugeführt werden. Dies geschieht solange, bis die Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters 61 wieder unter einen vorgegebenen anderen Schwellenwert abgesunken ist.
Die 2 zeigt eine Skizze zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels für die Erfindung.
Diese Vorrichtung zeigt eine Brennkraftmaschine, welche unter anderem einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3, einen Abgastrakt 4, einen Kraftstofftank 5, eine Tankentlüftungsvorrichtung 6, einen Abgasturbolader, zu welchem ein Verdichter 14 und eine Turbine 41 gehören, und eine Steuereinheit 8 enthält.
Der Ansaugtrakt 1 umfasst in Strömungsrichtung der angesaugten Luft ausgehend von einem Luftfilter 11 den Verdichter 14 des Abgasturboladers, einen Ladeluftkühler 15 und eine Drosselklappe 17 und mündet in einen Brennraum des Motorblocks 2.
Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle, welche über eine Pleuelstange mit einem Kolben eines Zylinders gekoppelt ist. Die durch die Verbrennung erzeugte Antriebsenergie wird über die Kurbelwelle an einen in der Figur nicht dargestellten Antriebsstrang übertragen. Der Kolben und der Zylinder begrenzen den Brennraum.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit mindestens einem Gaseinlassventil und Antriebsvorrichtungen für diese Ventile. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen sogenannten variablen Ventiltrieb, bei dem die Betätigung des mindestens einen Gaseinlassventils weitgehend oder sogar völlig von der Bewegung der Kurbelwelle entkoppelt ist. Des Weiteren umfasst der Zylinderkopf 3 einen Kraftstoffinjektor und eine Zündkerze.
Vom Brennraum des Motorblocks 2 zweigt der Abgastrakt 4 ab, in dessen weiterem Verlauf die Turbine 41 des Abgasturboladers, ein Dreiwegekatalysator und ein Partikelfilter angeordnet sind.
Ferner weist die dargestellte Brennkraftmaschine eine Kraftstoffversorgungseinrichtung auf, welche den Kraftstoffinjektor mit Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff wird dabei aus dem Kraftstofftank 5 von einer in der Regel innerhalb des Kraftstofftanks angeordneten, ein Vorfilter aufweisenden Elektrokraftstoffpumpe gefördert und anschließend über eine nicht dargestellte Hochdruckpumpe dem Kraftstoffinjektor zugeleitet.
Des Weiteren weist die in der 2 dargestellte Skizze eine Tankentlüftungsvorrichtung 6 auf. Zu dieser Tankentlüftungsvorrichtung gehört ein Aktivkohlefilter 61, welches über ein Belüftungsventil 70 mit einem Luftfilter 69 verbunden ist. Das Belüftungsventil 70 ist mittels Steuersignalen von der Steuereinheit 8 ansteuerbar.
Das Aktivkohlefilter 61 ist ferner über eine Spülleitung 65, in welcher eine Spülluftpumpe 67 und ein Tankentlüftungsventil 66 angeordnet sind, mit dem Ansaugtrakt 1 der Brennkraftmaschine an einer Stelle zwischen dem Luftfilter 11 und dem Verdichter 14 verbunden. Zum Einstellen des Gasflusses durch die Spülleitung 65 sind das Tankentlüftungsventil 66 und die Spülluftpumpe 67 mittels von der Steuereinheit 8 ausgegebener Steuersignale ansteuerbar. Stromauf der Spülluftpumpe 67 ist in der Spülleitung 65 ein Drucksensor 68a angeordnet, dessen Ausgangssignale der Steuereinheit 8 zugeführt werden. Stromab der Spülluftpumpe 67 ist in der Spülleitung 65 ein weiterer Drucksensor 68b angeordnet, dessen Ausgangssignale ebenfalls der Steuereinheit 8 zugeführt werden.
Ferner ist das Aktivkohlefilter 61 über eine Verbindungsleitung mit dem Kraftstofftank 5 verbunden. Die in dem Kraftstofftank entstehenden Verdunstungsemissionen, insbesondere die leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffe, werden in das Aktivkohlefilter 61 geleitet und dort von der darin befindlichen Aktivkohle adsorbiert.
Die Steuereinheit 8 weist eine Recheneinheit 81, einen Programmspeicher 82 und einen Datenspeicher 83 auf. Im Programmspeicher 82 sind Arbeitsprogramme für die Recheneinheit 81 hinterlegt. Im Datenspeicher 83 sind Daten hinterlegt, die für den Betrieb der Brennkraftmaschine benötigt werden. Des Weiteren werden der Steuereinheit 8 die Ausgangssignale mehrerer Sensoren als Eingangssignale ES zugeführt. Zu diesen Sensoren gehören unter anderem die Drucksensoren 68a und 68b, ein Luftmassensensor, welcher im Ansaugtrakt 1 einen Luftmassenstrom stromauf des Verdichters 14 erfasst, ein Temperatursensor, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Temperatursensor, der die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine erfasst, und ein weiterer Drucksensor, der den Druck im Ansaugtrakt 1 stromab der Drosselklappe 17 erfasst. Ausgangsseitig stellt die Steuereinheit 8 Steuersignale AS bereit, die sie unter Verwendung der Arbeitsprogramme, der abgespeicherten Daten und der ihr zugeführten Sensorsignale ermittelt. Zu diesen Steuersignalen gehören unter anderem Steuersignale für das Belüftungsventil 70, die Spülluftpumpe 67 und das Tankentlüftungsventil 66.
Mit Hilfe der Spülluftpumpe 67 kann ein gewünschter Spülstrom des Spülgases (HC/Luftgemisch) aus dem Aktivkohlefilter 61 für alle Betriebspunkte der Brennkraftmaschine eingestellt werden.
Beim Vorliegen eines Hybridfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor aufweist, wird der Verbrennungsmotor erst dann aktiviert, wenn der Batteriezustand des Hybridfahrzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet oder wenn eine momentan vorliegende Drehmomentanforderung einen vorgegebenen anderen Schwellenwert überschreitet.
Wird bei einem derartigen Hybridfahrzeug ein nicht versiegelter Tank (non sealed tank) verwendet, dann muss ein Kohlenwasserstoffdurchbruch erkannt werden, um den Verbrennungsmotor zu aktivieren und die im Aktivkohlefilter gespeicherten Kraftstoffgase über die Spülleitung 65 in den Ansaugtrakt 1 abzusaugen, bevor Kohlenwasserstoff in die Atmosphäre gelangt.
Zur Erkennung eines derartigen Kohlenwasserstoffdurchbruches wird in der elektrischen Betriebsart des Hybridfahrzeugs die Spülluftpumpe 67 aktiviert und es wird eine Detektion der im Aktivkohlefilter 61 vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration bei aktivierter Spülluftpumpe 67 durchgeführt.
Diese Aktivierung der Spülluftpumpe 67 erfolgt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unmittelbar nach einem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren, d.h. als Reaktion auf einen Fahrzeugstart für elektrisches Verfahren. Die Detektion der im Aktivkohlefilter 61 vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration wird unmittelbar nach der Aktivierung der Spülluftpumpe in die Wege geleitet.
Um diese Detektion durchzuführen wird die Drehzahl der Spülluftpumpe 67 auf eine vorgegebene Solldrehzahl geregelt, beispielsweise auf 3000 Umdrehungen pro Minute. Des Weiteren wird das zwischen dem Frischluftfilter 69 und dem Aktivkohlefilter 61 angeordnete Belüftungsventil 70 geöffnet, um das Entstehen eines Vakuums im Tank während des Pumpbetriebs zu vermeiden. Ferner wird das Tankentlüftungsventil 66 geschlossen bzw. im geschlossenen Zustand gehalten, damit das durch den Pumpvorgang angesaugte Gas nur in der Spülleitung 65 zwischen dem geschlossenen Tankentlüftungsventil 66 und der Spülluftpumpe 67 verbleibt und nicht in den Ansaugtrakt 1 gelangt. Dies hat zur Folge, dass Frischluft von außen durch das Luftfilter 69 und das geöffnete Belüftungsventil 70 durch das Aktivkohlefilter 61 und die Spülluftpumpe 67 solange in den zwischen der Spülluftpumpe und dem Tankentlüftungsventil liegenden Bereich der Spülleitung gesaugt wird, bis sich durch die erfolgende Druckerhöhung ein Druckgleichgewicht einstellt. Bei diesem Vorgang werden im Aktivkohlefilter gespeicherte Verdunstungsemissionen, zu denen Kohlenwasserstoffgase gehören, in den zwischen der Spülluftpumpe und dem Tankentlüftungsventil liegenden Bereich der Spülleitung mitgenommen.
Aus einer Messung des Druckes mittels des stromauf der Spülluftpumpe 67 angeordneten Drucksensors 68a und des mittels des stromab der Spülluftpumpe angeordneten Drucksensors 68b wird von der Steuereinheit eine Druckdifferenz berechnet. Aus dieser Druckdifferenz und der Pumpendrehzahl berechnet die Steuereinheit 8 die im Aktivkohlefilter vorliegende Kohlenwasserstoffkonzentration. Dabei kommt die folgende Beziehung zur Anwendung: $ρ = \frac{Δ P_{A P P}}{2 {(π r ƒ)}^{2}}$
Mit:

ΔP_APP= Druckdifferenz
ρ= Dichte von Gas
f= Pumpendrehzahl

Überschreitet die vorliegende Kohlenwasserstoffkonzentration einen vorgegebenen Schwellenwert, dann wird der Verbrennungsmotor aktiviert und es werden die im Aktivkohlefilter gespeicherten Verdunstungsemissionen solange in den Ansaugtrakt 1 abgesaugt und der Verbrennung zugeführt, bis die Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters 61 wieder unterhalb eines vorgegebenen weiteren Schwellenwertes liegt. Ist dies der Fall, dann kann der Verbrennungsmotor wieder abgeschaltet werden und das elektrische Fahren des Hybridfahrzeugs fortgesetzt werden.
Wird bei der beschriebenen Ermittlung der im Aktivkohlefilter vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration hingegen ermittelt, dass die ermittelte Kohlenwasserstoffkonzentration den vorgegebenen Schwellenwert nicht übersteigt, dann wird die Spülluftpumpe wieder abgeschaltet und das elektrische Fahren des Hybridfahrzeugs fortgesetzt.
Demnach erfolgt bei dieser Ausführungsform der Erfindung nach jedem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren automatisch eine Überprüfung, ob die momentane Beladung des Aktivkohlefilters mit Kohlenwasserstoffgasen so groß ist, dass ein Kohlenwasserstoffdurchbruch droht und Kohlenwasserstoffgase an die Atmosphäre gelangen können. Zu dieser Überprüfung wird die Spülluftpumpe aktiviert und auf eine vorgegebene Drehzahl geregelt, ein zwischen dem Luftfilter und dem Aktivkohlefilter angeordnetes Belüftungsventil geöffnet, das Tankentlüftungsventil geschlossen, eine Druckdifferenz zwischen dem Druck stromauf der Spülluftpumpe und dem Druck stromab der Spülluftpumpe berechnet und aus der ermittelten Druckdifferenz und der Pumpendrehzahl die Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters ermittelt. Ist die ermittelte Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters größer als ein vorgegebener Schwellenwert, dann werden zu einer Reduzierung der Kohlenwasserstoffkonzentration im Aktivkohlefilter gespeicherte Verdunstungsemissionen in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine abgesaugt und der Verbrennung zugeführt. Anschließend wird das elektrische Fahren des Hybridfahrzeugs fortgesetzt.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Aktivierung der Spülluftpumpe 67 unmittelbar nach einem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren automatisch, um unmittelbar nach dem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren zu überprüfen, ob ein baldiger Kohlenwasserstoffdurchbruch droht oder ob dies nicht der Fall ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt diese Überprüfung in Abhängigkeit von einem oder mehreren weiteren Kriterien. Ein weiteres Kriterium ist die jeweils zuletzt vorgenommene Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters.
War beispielsweise die bei der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters ermittelte Kohlenwasserstoffbeladung vergleichsweise niedrig, dann kann nach dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren von einer erneuten Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters abgesehen werden.
War hingegen die bei der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters ermittelte Kohlenwasserstoffbeladung bereits vergleichsweise hoch, dann wird nach dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren eine erneute Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters durchgeführt.
Als weiteres oder zusätzliches Kriterium kann auch die Zeitdauer zwischen der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters und dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren verwendet werden.
Ist diese Zeitdauer klein, dann kann nach dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren von einer erneuten Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters abgesehen werden.
Ist diese Zeitdauer hingegen groß, dann wird nach dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren eine erneute Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters durchgeführt.
Als weiteres oder zusätzliches Kriterium kann auch die Höchsttemperatur zwischen der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters und dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren verwendet werden.
Ist diese Höchsttemperatur vergleichsweise hoch, dann wird nach dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren eine erneute Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters durchgeführt.
Ist diese Höchsttemperatur hingegen vergleichsweise niedrig, dann wird nach dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren von einer erneuten Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters abgesehen.
Die vorgenannten weiteren oder zusätzlichen Kriterien können auch gemeinsam verwendet werden. Je höher die Umgebungstemperatur seit der zuletzt vorgenommene Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters und/oder je länger die Zeitdauer zwischen der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters und dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren und/oder je höher die Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters bei der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlefilters war, desto notwendiger ist eine erneute Bestimmung nach dem aktuellen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass es keinen Kohlenwasserstoffsensor und auch keinen Nebenaktivkohlefilter benötigt, um einen drohenden Kohlenwasserstoffdurchbruch zu erkennen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Umverteilung der Kohlenwasserstoffkonzentration durch die Spülluftpumpe erfolgt. Dies hat zur Folge, dass die Kohlenwasserstoffkonzentration im Aktivkohlefilter nahe der Verbindungsleitung zum Belüftungsventil niedriger ist als nahe der Leitung zur Spülluftpumpe. Dadurch kann erreicht werden, dass auch dann, wenn die Kohlenwasserstoffkonzentrationsbestimmung bereits die vorgegebene Schwelle überschreitet, noch kein Kohlenwasserstoffdurchbruch in Richtung zum Belüftungsventil auftritt.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, einen Kraftstofftank, ein Aktivkohlefilter, ein Luftfilter, einen Ansaugtrakt, eine zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugtrakt angeordnete Spülleitung, eine in der Spülleitung zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugtrakt angeordnete Spülluftpumpe, ein zwischen der Spülluftpumpe und dem Ansaugtrakt angeordnetes Tankentlüftungsventil und ein zwischen dem Luftfilter und dem Aktivkohlefilter angeordnetes Belüftungsventil aufweist und welches in einer elektrischen Betriebsart betreibbar ist, in welcher der Elektromotor aktiviert ist und der Verbrennungsmotor deaktiviert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektrischen Betriebsart die Spülluftpumpe (67) aktiviert wird und eine Detektion der im Aktivkohlefilter (61) vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration bei aktivierter Spülluftpumpe durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass in der elektrischen Betriebsart die Drehzahl der Spülluftpumpe (67) auf eine vorgegebene Solldrehzahl geregelt wird, das zwischen dem Luftfilter (69) und dem Aktivkohlefilter (61) angeordnete Belüftungsventil (70) geöffnet wird und das Tankentlüftungsventil (66) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektrischen Betriebsart eine Druckdifferenz zwischen einem Druckwert stromauf der Spülluftpumpe (67) und einem Druckwert stromab der Spülluftpumpe (67) ermittelt wird und die ermittelte Druckdifferenz und die Drehzahl der Spülluftpumpe (67) zur Ermittlung der Kohlenwasserstoffkonzentration verwendet werden.
Verfahren Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Falle, dass die ermittelte Kohlenwasserstoffkonzentration größer ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert, der Verbrennungsmotor aktiviert und das Tankentlüftungsventil geöffnet wird und die im Aktivkohlefilter gespeicherten Verdunstungsemissionen durch das geöffnete Tankentlüftungsventil (66) in den Ansaugtrakt (1) gefördert werden, bis die Kohlenwasserstoffkonzentration kleiner ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Falle, dass die ermittelte Kohlenwasserstoffkonzentration den vorgegebenen ersten Schwellenwert nicht übersteigt, die Spülluftpumpe (67) wieder deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülluftpumpe (67) in der elektrischen Betriebsart als Reaktion auf einen Fahrzeugstart für elektrisches Fahren unmittelbar nach dem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der im Aktivkohlefilter (61) vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration bei aktivierter Spülluftpumpe (67) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der im Aktivkohlefilter (61) vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration unmittelbar nach der Aktivierung der Spülluftpumpe (67) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der im Aktivkohlefilter (61) vorliegenden Kohlenwasserstoffkonzentration nach der Aktivierung der Spülluftpumpe (67) in Abhängigkeit von einem oder mehreren weiteren Kriterien durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Kriterium eine zuletzt vorgenommene Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Kriterium ein bei der zuletzt vorgenommenen Bestimmung des Kohlenwasserstoffkonzentration ermittelter Kohlenwasserstoffkonzentrationswert ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Kriterium die Zeitdauer zwischen der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration und dem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Kriterium die Höchstumgebungstemperatur zwischen der zuletzt vorgenommenen Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration und dem Fahrzeugstart für elektrisches Fahren ist.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (8) aufweist, die zur Steuerung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.