DE102022105418A1

DE102022105418A1 - Aufheizverfahren, Antriebssystem und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022105418A1
Application number: DE102022105418.7A
Authority: DE
Inventors: Onur CAR; Nico Schreeck
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2023-09-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung (1) eines Antriebssystems (2) mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs (4). Gemäß dem Verfahren wird ein Signal einer Steuerungsvorrichtung (6) bereitgestellt und durch die Steuerungsvorrichtung (6) mit einem Indikationssignal zum Anzeigen eines bevorstehenden Startens der Verbrennungskraftmaschine (3) verglichen. Nur wenn das Signal dem Indikationssignal entspricht, wird durch die Steuerungsvorrichtung (6) ein Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung (1) veranlasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Antriebssystem (2) und ein Kraftfahrzeug (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Antriebssystem.
Damit Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren die gesetzlich vorgegebenen Emissionsgrenzwerte nicht überschreiten, werden zur Reinigung der Abgase des Verbrennungsmotors Abgasreinigungsvorrichtungen verwendet. Bekannte Abgasreinigungsvorrichtungen sind beispielsweise Partikelfilter und Katalysatoren. Partikelfilter können beispielsweise als Ottopartikelfilter oder Dieselrußpartikelfilter ausgebildet sein. Ein bei Ottomotoren weit verbreiteter Katalysator ist der Drei-Wege-Katalysator, welcher in Kombination mit einem Ottopartikelfilter auch als „Vier-Wege-Katalysator“ bezeichnet wird. Bei Dieselmotoren kommen spezielle Dieselkatalysatoren zum Einsatz.
Für einen bestimmungsgemäßen Betrieb zum Reinigen der Abgase müssen viele Abgasreinigungsvorrichtungen zunächst eine vorgegebene Betriebstemperatur erreichen. Unterhalb der vorgegebenen Betriebstemperatur ist die Reinigungswirkung dieser Abgasreinigungsvorrichtungen mitunter derart herabgesetzt, dass vorgegebene Emissionsgrenzwerte nicht eingehalten werden können. Dies ist insbesondere beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine bei verhältnismäßig geringen Außentemperaturen, wie beispielsweise bei Frost, problematisch, da hierdurch eine Zeitspanne zwischen dem Anschalten der Verbrennungskraftmaschine und dem Erreichen der minimalen Betriebstemperatur verlängert ist.
Vor dem Hintergrund immer strengerer Abgasnormen, wie beispielsweise der EU7 oder C7, müssen Zeitspannen vom Starten der Verbrennungskraftmaschine bis zum Erreichen der Betriebstemperatur der Abgasreinigungsvorrichtung deutlich verkürzt werden, um die strengen Kriterien zu erfüllen. Eine Möglichkeit zum Verkürzen dieser Zeitspannen ist das zusätzliche Erwärmen der Abgasreinigungsvorrichtung mittels einer Heizvorrichtung, wie beispielsweise einer kraftstoffbetriebenen Heizvorrichtung oder einer elektrischen Heizvorrichtung.
Zum Einhalten besonders strenger Abgasnormen kann es erforderlich sein, dass die Betriebstemperatur der Abgasreinigungsvorrichtung vor dem Start der Verbrennungskraftmaschine erreicht wird. Der Heizvorgang zum Aufheizen ist beispielsweise durch Drücken einer Start-/Stop-Taste des Kraftfahrzeugs zum Übermitteln eines Startbefehls zum Starten der Verbrennungskraftmaschine initiierbar. Die Verbrennungskraftmaschine kann dann bei Erreichen der Betriebstemperatur der Abgasreinigungsvorrichtung entweder automatisch oder nach erneutem Drücken der Start-/Stop-Taste erfolgen. Dies hat den Nachteil, dass der Fahrer nach dem ersten Drücken der Start-/Stop-Taste über einen längeren Zeitraum bis etwa 30 Sekunden im Kraftfahrzeug warten muss, bis die Verbrennungskraftmaschine gestartet werden kann. Aus diesem Grund genießen derartige Kraftfahrzeuge eine sehr geringe Akzeptanz bei den Fahrern.
Aus dem Dokument US 2020 / 0116061 A1 ist ein Antriebssystem bekannt, bei welchem diese Wartezeit verkürzbar ist. Ein Auslösebefehl zum Initiieren des Heizvorgangs ist mit einer gewöhnlichen Aktion im Rahmen eines Betreibens des Kraftfahrzeugs verknüpft, wie beispielsweise einem Verwenden einer Funkfernbedienung, einem Hinsetzen auf einen Fahrersitz des Kraftfahrzeugs, einem Öffnen einer Tür oder einem Einrasten eines Sicherheitsgurtverschlusses. Diese Aktionen sind mittels elektronischer Komponenten des Kraftfahrzeugs ermittelbar.
Derartige Antriebssysteme haben den Nachteil, dass der Zeitraum zwischen dem Generieren des Auslösebefehls und dem Erreichen der Betriebstemperatur der Abgasreinigungsvorrichtung mitunter weiterhin zu lang ist, wie beispielsweise beim Detektieren eines Hinsetzens oder eines Einrastens des Sicherheitsgurts des Fahrers. Bei Antriebssystemen mit einer Startsperre der Verbrennungskraftmaschine bei zu niedriger Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung muss der Fahrer somit eine längere Wartezeit in Kauf nehmen, bis die Betriebstemperatur erreicht ist. Bei Antriebssystemen ohne eine solche Startsperre sind die Abgaswerte bei zu niedriger Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung oftmals wesentlich erhöht. Überdies wird bei bekannten Antriebssystemen nicht differenziert zwischen Aktionen, welche auf ein bevorstehendes Starten der Verbrennungskraftmaschine eindeutig hinweisen, und Aktionen, die nicht auf ein bevorstehendes Starten der Verbrennungskraftmaschine gerichtet sind, wie beispielsweise einem Aufschließen des Kraftfahrzeugs zum Be- oder Entladen, Reinigen, Konfigurieren, Musik hören, Telefonieren oder dergleichen. Dies hat zur Folge, dass auch dann die Abgasreinigungsvorrichtung aufgeheizt wird, wenn ein Starten der Verbrennungskraftmaschine nicht beabsichtigt ist. Hierdurch wird eine Batterie des Kraftfahrzeugs zusätzlich belastet, sodass eine Alterung der Batterie beschleunigt wird und zur Vermeidung von Pannensituationen eine Batterie mit einer verhältnismäßig hohen Kapazität bereitgestellt werden muss.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, ein Antriebssystem und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise ein besonders bedarfsgerechtes Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung gewährleisten und/oder eine übermäßige Belastung der Batterie im alltäglichen Betrieb des Kraftfahrzeugs vermeiden.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 11 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das Verfahren weist auf:

- Empfangen eines Signals durch eine Empfangsvorrichtung des Antriebssystems,
- Weiterleiten des Signals von der Empfangsvorrichtung an eine Steuerungsvorrichtung des Antriebssystems,
- Vergleichen des Signals mit einem vorgegebenen Indikationssignal zum Anzeigen eines bevorstehenden Startens der Verbrennungskraftmaschine mittels der Steuerungsvorrichtung, und
- Betreiben einer Heizvorrichtung des Antriebssystems zum Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung durch die Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit des Signals, wenn das Signal dem Indikationssignal entspricht.

Unter einem Signal wird im Rahmen der Erfindung eine Information verstanden, die auf unterschiedliche Arten bereitstellbar ist. Ein Signal kann während der Durchführung des Verfahrens in unterschiedlichen Formen vorliegen. Ein Signal kann beispielsweise als Bewegung, elektronisches Signal oder dergleichen ausgebildet sein. Durch das Signal ist eine konkrete Anweisung an das Antriebssystem festgelegt. Das Signal ist vorzugsweise derart generierbar, dass ein zeitlicher Abstand zwischen dem Generieren des Signals und dem beabsichtigten Starten der Verbrennungskraftmaschine mindestens 15 Sekunden, vorzugsweise mindestens 20 Sekunden betragen kann, sodass für den Fahrer keine oder nur sehr geringe Wartezeiten zum Starten der Verbrennungskraftmaschine vorliegen. Demnach ist es bevorzugt, dass das Signal außerhalb des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise mit einer Distanz vom Kraftfahrzeug entfernt, generierbar ist bzw. generiert wird.
Das Signal wird durch die Empfangsvorrichtung des Antriebssystems empfangen. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass eine einen Sensor aufweisende Empfangsvorrichtung ein als Aktion ausgebildetes Signal, wie beispielsweise das Betätigen eines Türgriffs, registriert und in ein elektronisches Signal umwandelt. Ebenso kann die Empfangsvorrichtung einen Funkempfänger, wie beispielsweise einen Mobilfunkempfänger, Bluetoothempfänger ® oder dergleichen, aufweisen, über welchen ein elektronisches Signal empfangen wird.
Das Signal wird von der Empfangsvorrichtung, vorzugsweise in elektronischer Form, an die Steuerungsvorrichtung des Antriebssystems weitergeleitet. Die Steuerungsvorrichtung ist zum Betreiben der Heizvorrichtung zum Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung ausgebildet. Überdies ist die Steuerungsvorrichtung vorzugsweise zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung zum Erfüllen weiterer Funktionen ausgebildet ist, wie beispielsweise einer Geschwindigkeitsregelung, einer Bremsregelung, einer Navigation oder dergleichen. Die Heizvorrichtung ist vorzugsweise als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Heizvorrichtung als kraftstoffbetriebene Heizvorrichtung ausgebildet sein.
Die Steuerungsvorrichtung vergleicht das Signal mit dem vorgegebenen Indikationssignal zum Anzeigen eines bevorstehenden Startens der Verbrennungskraftmaschine. Unter einem solchen Indikationssignal wird ein Signal verstanden, welches mindestens eine Information aufweist, die eindeutig anzeigt, dass ein Starten der Verbrennungskraftmaschine geplant ist. Ein bloßes Hinsetzen auf einen Fahrersitz des Kraftfahrzeugs oder ein Einrasten eines Sicherheitsgurtverschlusses sind isoliert betrachtet keine solchen Indikationssignale, da diese Aktionen gewöhnlich auch im Rahmen einer alternativen Verwendung des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise einer Anpassung des Fahrersitzes, einer Reinigung des Kraftfahrzeugs oder dergleichen, durchgeführt werden, ohne dass ein konkreter Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine besteht. Das Indikationssignal weicht demnach von solchen Routineaktionen ab, sodass bei einem absichtlichen Generieren eines Indikationssignals von einem konkreten Wunsch zum Starten des Kraftfahrzeugs ausgegangen werden kann. Erfindungsgemäß kann unter einem Indikationssignal eine Vielzahl von Indikationssignalen verstanden werden.
Wenn das Vergleichen ergibt, dass das Signal dem Indikationssignal entspricht, betreibt die Steuerungsvorrichtung die Heizvorrichtung des Antriebssystems zum Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung. Entspricht das Signal nicht dem Indikationssignal, wird das Betreiben der Heizvorrichtung hierdurch nicht ausgelöst. Unter einem Entsprechen wird in diesem Rahmen verstanden, dass das Signal dem Indikationssignal gleicht oder dass das Indikationssignal im Signal zumindest enthalten ist. Somit ist aus einem vorsätzlich generierten Signal, welches dem Indikationssignal entspricht, eindeutig entnehmbar, dass ein Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine besteht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs hat gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Effizienz beim Betreiben des Kraftfahrzeugs verbessert ist. Fälle, in welchem das bloße Aufsperren des Kraftfahrzeugs oder Hinsetzen im Kraftfahrzeug bereits ein Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung zur Folge hat, sind somit vermeidbar. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung nur dann, wenn ein Starten der Verbrennungskraftmaschine auch direkt bevorsteht. Die Batterie des Kraftfahrzeugs wird somit geschont und kann kleiner dimensioniert werden. Folglich leistet das erfindungsgemäße Verfahren auch einen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz, da ein unnötiger Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen Verfahren vermieden wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass das Signal zumindest teilweise durch eine von einem herkömmlichen Entriegeln des Kraftfahrzeugs verschiedene Sonderbetätigung eines Türgriffs des Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Unter einem herkömmlichen Entriegeln wird im Rahmen der Erfindung ein Vorgang verstanden, der minimalen Anforderungen zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs gerecht wird, wie beispielsweise das Berühren einer Kontaktzone, ein Drücken einer Entriegelungstaste, einfaches Anheben des Türgriffs oder dergleichen. Eine hiervon verschiedene Sonderbetätigung kann erfindungsgemäß komplett anders ausgebildet sein und/oder ein zusätzliches Betätigungsmerkmal aufweisen. Eine unterschiedlich ausgebildete Sonderbetätigung kann beispielsweise ein Drücken des Türgriffs, Steichen entlang der Kontaktzone oder dergleichen aufweisen. Unter einem zusätzlichen Betätigungsmerkmal wird im Rahmen der Erfindung beispielsweise eine verlängerte Dauer und/oder Wiederholung einer Betätigung, wie beispielsweise eines Anhebens des Türgriffs, Berühren einer Kontaktzone, Drücken einer Entriegelungstaste oder dergleichen, verstanden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Signal gezielt bereitgestellt wird, welches einen konkreten Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und eine besonders kurze Wartezeit des Fahrers ermöglicht.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Signal zumindest teilweise von einer vom Kraftfahrzeug getrennten Sendevorrichtung an die Empfangsvorrichtung gesendet wird. Die Sendevorrichtung ist vorzugsweise als Funkschlüssel des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Alternativ kann die Sendevorrichtung auch als Mobiltelefon, Tablet, Laptop, PC oder dergleichen ausgebildet sein. Das Signal kann erfindungsgemäß beispielsweise über ein Programm oder eine App zum Bedienen des Kraftfahrzeugs generiert werden. Das Signal kann beispielsweise in der App direkt ausgelöst oder für ein zukünftiges Senden an die Empfangsvorrichtung terminiert werden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Signal gezielt bereitgestellt wird, welches einen konkreten Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet. Durch die Verwendung einer vom Kraftfahrzeug getrennten Sendevorrichtung ist ein Zeitraum zwischen dem Generieren des Signals und dem gewünschten Starten der Verbrennungskraftmaschine durch den Fahrer vergrößerbar, sodass hierdurch eine besonders kurze Wartezeit des Fahrers ermöglicht wird.
Weiter bevorzugt wird das Senden des Signals durch ein für ein Entriegeln des Kraftfahrzeugs nicht erforderliches Verwenden einer Entriegelungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder ein Betätigen einer eigens zum Veranlassen des Sendens des Signals vorgesehenen Betätigungstaste und/oder ein Tätigen einer hierfür vorgesehenen Eingabe in einem Programm zum Steuern des Kraftfahrzeugs bewirkt. Ein nicht erforderliches Verwenden der Entriegelungsvorrichtung kann erfindungsgemäß beispielsweise ein Verwenden einer Entriegelungstaste eines Funkschlüssels bei bereits aufgeschlossenem Kraftfahrzeug, ein mehrmaliges Drücken der Entriegelungstaste, ein längeres Drücken der Entriegelungstaste, beispielsweise von zwischen 0,5 Sekunden und 5 Sekunden, ein gleichzeitiges oder zeitversetztes Drücken von mehreren Tasten, wie beispielsweise der Entriegelungstaste zusammen mit einer Verriegelungstaste oder Kofferraumtaste zum elektrischen Öffnen oder Schließen einer Kofferraumhaube, oder dergleichen bedeuten. Unter einem Betätigen einer eigens zum Veranlassen des Sendens des Signals vorgesehenen Betätigungstaste wird im Rahmen der Erfindung das Betätigen einer Taste verstanden, die der Fahrer betätigen kann, wenn er einen Wunsch zum kurzfristigen Starten der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise nach 25 Sekunden, an das Kraftfahrzeug übermitteln möchte, um sich somit beispielsweise ein längeres Warten auf eine Freigabe zum Starten der Verbrennungskraftmaschine zu sparen. Die Betätigungstaste kann mit weiteren Funktionen des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein, wie beispielsweise einem Entriegeln des Kraftfahrzeugs. Wesentlich hierbei ist, dass das Kraftfahrzeug in diesem Fall dem Fahrer eine oder mehrere alternative Möglichkeiten zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs bereithält, bei welchen kein Signal ausgebgeben wird, welches dem Indikationssignal entspricht, wie beispielsweise eine zusätzliche Entriegelungstaste am Funkschlüssel, deren einfache Betätigung nicht ausreicht, um die Heizvorrichtung zu aktivieren. Somit hat der Fahrer beim Entriegeln des Kraftfahrzeugs die Wahl, ob hierbei ein Heizvorgang initiiert werden soll oder nicht. Ein Tätigen einer hierfür vorgesehenen Eingabe in einem Programm zum Steuern des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise einen gewünschten Startzeitpunkt beinhalten, welcher beispielsweise direkt eingebbar oder aus einer gewünschten Ankunftszeit rückwärts ermittelbar ist. Alternativ kann die Eingabe die Betätigung eines virtuellen Schalters zum Aktivieren der Heizvorrichtung oder dergleichen betreffen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Signal gezielt bereitgestellt wird, welches einen konkreten Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und eine besonders kurze Wartezeit des Fahrers ermöglicht.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Signal aus einem ersten Teilsignal und einem vom ersten Teilsignal verschiedenen zweiten Teilsignal zusammengesetzt. Die einzelnen Teilsignale sind somit vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie dem Indikationssignal nur teilweise entsprechen, sodass das Vorhandensein nur des ersten Teilsignals oder nur des zweiten Teilsignals nicht ausreicht, um das Betreiben der Heizvorrichtung zu veranlassen. Erfindungsgemäß können nicht weitere Teilsignale, wie beispielsweise ein drittes Teilsignal, vorgesehen sein, sodass erst bei Vorhandensein sämtlicher Teilsignale, vorzugsweise in einer vordefinierten Reihenfolge, ein Signal vorliegt, welches dem Indikationssignal entspricht. Hierbei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass für bestimmte Kombinationen aus erstem Teilsignal und zweitem Teilsignal ein drittes Teilsignal erforderlich ist, beispielsweise wenn das erste Teilsignal und/oder zweite Teilsignal auf einer Prädiktion basiert, wie beispielsweise einem Kalendereintrag, gewöhnlichen Nutzungszeiten des Kraftfahrzeugs oder dergleichen, und bei bestimmten anderen Kombinationen nicht erforderlich ist. Die Teilsignale können beispielsweise durch gewöhnliche Aktionen zum Betreiben des Kraftfahrzeugs generiert werden, wenn diese Aktionen in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden. Das erste Teilsignal kann beispielsweise durch ein Betätigen einer Entriegelungstaste eines Funkschlüssels und das zweite Teilsignal durch ein, vorzugsweise anschließendes, Betätigen einer Entriegelungstaste eines Türgriffs generiert werden. Alternativ kann das erste Teilsignal beispielsweise durch ein Betätigen einer Verriegelungstaste des Funkschlüssels und das zweite Teilsignal durch ein direkt folgendes - beispielsweise innerhalb von 3 Sekunden - Betätigen der Entriegelungstaste des Funkschlüssels generiert werden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Signal gezielt bereitgestellt wird, welches einen konkreten Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und eine besonders kurze Wartezeit des Fahrers ermöglicht.
Vorzugsweise wird das erste Teilsignal und/oder das zweite Teilsignal und/oder ein etwaiges weiteres Teilsignal durch ein Bewegen eines vom Kraftfahrzeug detektierbaren Schlüssels in die Nähe des Kraftfahrzeugs, ein manuelles Konfigurieren des detektierbaren Schlüssels, ein Betätigen einer Sendevorrichtung zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs, ein Betätigen einer Betätigungsvorrichtung an einer Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs, ein Betätigen einer zum Öffnen des Kraftfahrzeugs nicht relevanten Betätigungsvorrichtung am Kraftfahrzeug oder einen Sprachbefehl eines Fahrers des Kraftfahrzeugs erzeugt. Der vom Kraftfahrzeug detektierbare Schlüssel ist vorzugsweise als Funkschlüssel ausgebildet. Systeme mit derartigen Schlüsseln werden mitunter auch als „Keyless“ oder „Keyless System“ bezeichnet. Ein Bewegen des detektierbaren Schlüssels in die Nähe des Kraftfahrzeugs erfolgt derart, dass das Kraftfahrzeug den Schlüssel detektiert. Ein manuelles Konfigurieren des detektierbaren Schlüssels kann beispielsweise durch Verschieben oder Drücken eines Schalters, relatives Verdrehen zweier Teilbereiche des Schlüssels oder dergleichen erfolgen. Der Schlüssel ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Konfigurationszustand des Schlüssels gekennzeichnet und somit für den Fahrer erkennbar ist. Eine zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs nicht relevante Betätigungsvorrichtung am Kraftfahrzeug kann beispielsweise als Taste, beispielsweise an einer Türklinke, ausgebildet sein. Die Kombination aus dem ersten Teilsignal und dem zweiten Teilsignal ist vorzugsweise derart festgelegt, dass sich diese nicht aus einem normalen Vorgang zum Öffnen des Kraftfahrzeugs ergibt. Eine bevorzugte Kombination aus einem ersten Teilsignal und einem zweiten Teilsignal ist beispielsweise das Betätigen der Entriegelungstaste des Schlüssels außerhalb einer Detektionsreichweite des Kraftfahrzeugs zum Detektieren des Schlüssels und das anschließende Bewegen des Schlüssels zum Kraftfahrzeug. Eine alternative Kombination aus einem ersten Teilsignal und einem zweiten Teilsignal ist beispielsweise das Bewegen des Schlüssels zum Kraftfahrzeug und das anschließende Erzeugen eines Sprachbefehls durch den Fahrer. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Signal gezielt bereitgestellt wird, welches einen konkreten Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und eine besonders kurze Wartezeit des Fahrers ermöglicht.
Weiter bevorzugt ist das erste Teilsignal und/oder das zweite Teilsignal durch vorheriges automatisches und/oder manuelles Terminieren eines Abfahrtzeitpunkts erzeugt. Das automatische Terminieren kann beispielsweise durch Berücksichtigen von Fahrgewohnheiten des Fahrers erfolgen, die beispielsweise aus einer Benutzungsstatistik des Fahrzeugs, in welcher historische Abfahrzeiten aufgenommen sind, entnommen werden. Bei einem Berufspendler, der beispielsweise mittwochs gewöhnlich zwischen 8:00 und 8:15 mit dem Kraftfahrzeug losfährt, kann das erste Teilsignal bzw. das zweite Teilsignal somit in diesem Zeitraum automatisch erzeugt werden. Das manuelle Terminieren kann beispielsweise durch Betätigen eines Bordcomputers, einer Handyapp oder dergleichen erfolgen. In Verbindung mit dem jeweils anderen zweiten Teilsignal bzw. ersten Teilsignal, wie beispielsweise dem Detektieren des Schlüssels, dem Öffnen der Fahrzeugtür oder dergleichen, allein oder erst mit einem etwaigen dritten Teilsignal wird somit das Signal, welches dem Indikationssignal entspricht, erzeugt. Hierbei können auch personifizierte Teilsignale berücksichtigt werden, sodass beispielsweise eine prädizierte Abfahrtzeit einer Person A nur in Verbindung mit der Detektion einer Schlüsselkennung von Person A das Indikationssignal ergeben kann. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Signal gezielt bereitgestellt wird, welches einen konkreten Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und eine besonders kurze Wartezeit des Fahrers ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Signal als spezieller Entriegelungsbefehl zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs generiert, wobei sich der spezielle Entriegelungsbefehl von einem einfachen Entriegelungsbefehl zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs durch mindestens ein Merkmal unterscheidet. Das bedeutet, dass das Kraftfahrzeug mindestens eine alternative Art und Weise zum Entriegeln aufweist, durch welche das Aufheizen der Abgasreinigungsvorrichtung nicht bewirkbar ist. Der spezielle Entriegelungsbefehl weist vorzugsweise eine höhere Komplexität als der einfache Entriegelungsbefehl auf oder umgekehrt. Das unterscheidende Merkmal kann beispielsweise eine Befehlsdauer, eine Befehlswiederholung oder eine Befehlskombination sein. Der Fahrer hat somit die Wahl und kann bewusst entscheiden, ob er das Kraftfahrzeug nur entriegeln oder zusätzlich das Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung bewirken möchte. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Signal gezielt bereitgestellt wird, welches einen konkreten Wunsch zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und eine besonders kurze Wartezeit des Fahrers ermöglicht.
Besonders bevorzugt weist das Signal keine Anweisung zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs auf. Das bedeutet, dass durch das Signal das Kraftfahrzeug nicht entriegelbar ist. Durch eine Aktion des Fahrers zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs ist somit kein Signal generierbar, welches dem Indikationssignal entspricht. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise das Risiko eines versehentlichen Veranlassens des Aufheizens der Abgasbehandlungsvorrichtung durch den Fahrer reduziert ist, da der Fahrer zum Generieren des Signals zum Veranlassen eines Aufwärmens der Abgasbehandlungsvorrichtung eine vom Entriegeln des Kraftfahrzeugs verschiedene Handlung vornehmen muss.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Antriebssystem weist eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, einen Abgastrakt zum Abführen von Verbrennungsabgasen der Verbrennungskraftmaschine, eine Abgasbehandlungsvorrichtung zum Behandeln der Verbrennungsabgase, eine Heizvorrichtung zum Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung, eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen und Weiterleiten eines Signals und eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Heizvorrichtung auf. Erfindungsgemäß ist das Antriebssystem zur Durchführung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Die Heizvorrichtung ist vorzugsweise als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Heizvorrichtung als kraftstoffbetriebene Heizvorrichtung ausgebildet sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Antriebssystem gegenüber herkömmlichen Antriebssystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Effizienz beim Betreiben des Kraftfahrzeugs verbessert ist. Fälle, in welchen das bloße Aufsperren des Kraftfahrzeugs oder Hinsetzen im Kraftfahrzeug bereits ein Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung zur Folge hat, sind somit vermeidbar. Mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem erfolgt ein Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung nur dann - abgesehen von einer Fehlbedienung durch den Fahrer - wenn ein Starten der Verbrennungskraftmaschine auch direkt bevorsteht. Die Batterie des Kraftfahrzeugs wird somit geschont und kann kleiner dimensioniert werden. Folglich leistet das erfindungsgemäße Antriebssystem auch einen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz, da ein unnötiger Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen Antriebssystemen vermieden wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug ein Antriebssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung auf. Das Kraftfahrzeug weist vorzugsweise mehrere Möglichkeiten zum Entriegeln eines Verschließsystems des Kraftfahrzeugs auf, sodass der Fahrer bewusst zwischen einem Entriegeln des Kraftfahrzeugs mit kombiniertem Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung und einem Entriegeln des Kraftfahrzeugs ohne Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung wählen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Effizienz beim Betreiben des Kraftfahrzeugs verbessert ist. Fälle, in welchem das bloße Aufsperren des Kraftfahrzeugs oder Hinsetzen im Kraftfahrzeug bereits ein Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung zur Folge hat, sind somit vermeidbar. Mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug erfolgt ein Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung nur dann - abgesehen von einer Fehlbedienung durch den Fahrer-wenn ein Starten der Verbrennungskraftmaschine auch direkt bevorsteht. Die Batterie des Kraftfahrzeugs wird somit geschont und kann kleiner dimensioniert werden. Folglich leistet das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug auch einen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz, da ein unnötiger Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen vermieden wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, ein erfindungsgemäßes Antriebssystem sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
3 in einer Draufsicht eine Sendevorrichtung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. Gemäß einer ersten Verfahrensaktion 100 wird ein Signal mittels einer Empfangsvorrichtung 5 (vgl. 2) eines Antriebssystems 2 (vgl. 2) eines Kraftfahrzeugs 4 (vgl. 2) empfangen. Hierbei kann die Empfangsvorrichtung 5 beispielsweise gemäß einem Sensor eine Bewegung in ein elektrisches Signal umwandeln oder ein elektrisches Funksignal empfangen. Gemäß einer zweiten Verfahrensaktion 200 leitet die Empfangsvorrichtung 5 das Signal an eine Steuerungsvorrichtung 6 (vgl. 2) des Antriebssystems 2 weiter. Gemäß einer dritten Verfahrensaktion 300 vergleicht die Steuerungsvorrichtung 6 das Signal mit einem vorgegebenen Indikationssignal zum Anzeigen eines bevorstehenden Startens der Verbrennungskraftmaschine 3. Wenn das Vergleichen ergibt, dass das Signal dem Indikationssignal entspricht, betreibt die Steuerungsvorrichtung 6 in einer vierten Verfahrensaktion 400 eine Heizvorrichtung 7 (vgl. 2) des Antriebssystems 2 zum Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung 1.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 4 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 4 weist ein Antriebssystem 2 mit einer Verbrennungskraftmaschine 3 auf, die über eine Kupplung 15 des Antriebssystems 2 mit einem Getriebe 16 des Antriebssystems 2 mechanisch koppelbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 3 ist zum Abführen der Verbrennungsabgase der Verbrennungskraftmaschine 3 mit einem Abgastrakt 14 des Antriebssystems 2 fluidkommunizierend gekoppelt. Der Abgastrakt 14 weist eine Abgasbehandlungsvorrichtung 1 auf, welche durch eine Heizvorrichtung 7 des Abgastrakts 14 aufheizbar ist. Die Heizvorrichtung 7 ist durch eine Steuerungsvorrichtung 6 des Antriebssystems 2 steuerbar.
Zum Empfangen von Signalen sowie zum Weiterleiten der Signale an die Steuerungsvorrichtung 6 weist das Kraftfahrzeug 4 mehrere Empfangsvorrichtungen 5 auf. Eine der Steuerungsvorrichtung 6 in dieser Ansicht benachbart angeordnete Empfangsvorrichtung 5 ist als Funkempfänger 17 zum Empfangen eines Funksignals oder zum Detektieren eines detektierbaren Schlüssels 11 (vgl. 3) ausgebildet. Eine weitere Empfangsvorrichtung 5 ist als drucktasterartige Betätigungsvorrichtung 12 an einem Türgriff 8 einer Fahrzeugtür 13 des Kraftfahrzeugs 4 ausgebildet. Eine weitere Empfangsvorrichtung 5 ist als drucktasterartige Betätigungsvorrichtung 5 an einem Randbereich der Fahrzeugtür 13 ausgebildet. Eine weitere Betätigungsvorrichtung 5 ist als Türgriff 8 ausgebildet. Erfindungsgemäß kann das Kraftfahrzeug 4 auch weniger oder weitere Betätigungsvorrichtungen 5 aufweisen.
In 3 ist eine Sendevorrichtung 9 eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 4 schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Die Sendevorrichtung 9 ist als Schlüssel 11 für das Kraftfahrzeug 4 mit Funkfunktion ausgebildet und weist zum Übermitteln von Signalen an die als Funkempfänger 17 ausgebildete Empfangsvorrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 4 mehrere Tasten auf. Eine erste Taste ist als Betätigungstaste 10 zum Senden eines Signals, welches dem Indikationssignal entspricht und gleichzeitigem Entriegeln des Kraftfahrzeugs 4 ausgebildet. Durch Drücken der Betätigungstaste 10 ist somit das Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 veranlassbar. Eine zweite Taste ist als Entriegelungstaste 18 zum einfachen Entriegeln des Kraftfahrzeugs 4 ausgebildet. Ein Betätigen der Entriegelungstaste 18 hat vorzugsweise auf das Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 keinen oder zumindest keinen direkten Einfluss. Eine dritte Taste ist als Verriegelungstaste 19 zum Verriegeln des Kraftfahrzeugs 4 ausgebildet. Ein Betätigen der Verriegelungstaste 19 hat vorzugsweise auf das Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 keinen oder zumindest keinen direkten Einfluss. Eine vierte Taste ist als Kofferraumtaste 20 zum elektrischen Öffnen oder Schließen einer Kofferraumhaube des Kraftfahrzeugs 4 ausgebildet. Ein Betätigen der Kofferraumtaste 20 hat vorzugsweise auf das Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung 1 keinen oder zumindest keinen direkten Einfluss.
Bezugszeichenliste

1: Abgasbehandlungsvorrichtung
2: Antriebssystem
3: Verbrennungskraftmaschine
4: Kraftfahrzeug
5: Empfangsvorrichtung
6: Steuerungsvorrichtung
7: Heizvorrichtung
8: Türgriff
9: Sendevorrichtung
10: Betätigungstaste
11: Schlüssel
12: Betätigungsvorrichtung
13: Fahrzeugtür
14: Abgastrakt
15: Kupplung
16: Getriebe
17: Funkempfänger
18: Entriegelungstaste
19: Verriegelungstaste
20: Kofferraumtaste
100: erste Verfahrensaktion
200: zweite Verfahrensaktion
300: dritte Verfahrensaktion
400: vierte Verfahrensaktion

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2020/0116061 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum bedarfsgerechten Aufheizen einer Abgasbehandlungsvorrichtung (1) eines Antriebssystems (2) mit einer Verbrennungskraftmaschine (3) zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs (4), aufweisend: - Empfangen eines Signals durch eine Empfangsvorrichtung (5) des Antriebssystems (2), - Weiterleiten des Signals von der Empfangsvorrichtung (5) an eine Steuerungsvorrichtung (6) des Antriebssystems (2), - Vergleichen des Signals mit einem vorgegebenen Indikationssignal zum Anzeigen eines bevorstehenden Startens der Verbrennungskraftmaschine (3) mittels der Steuerungsvorrichtung (6), und - Betreiben einer Heizvorrichtung (7) des Antriebssystems (2) zum Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung (1) durch die Steuerungsvorrichtung (6) in Abhängigkeit des Signals, wenn das Signal dem Indikationssignal entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zumindest teilweise durch eine von einem herkömmlichen Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4) verschiedene Sonderbetätigung eines Türgriffs (8) des Kraftfahrzeugs (4) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zumindest teilweise von einer vom Kraftfahrzeug (4) getrennten Sendevorrichtung (9) an die Empfangsvorrichtung (5) gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden des Signals durch ein für ein Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4) nicht erforderliches Verwenden einer Entriegelungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs (4) und/oder ein Betätigen einer eigens zum Veranlassen des Sendens des Signals vorgesehenen Betätigungstaste (10) und/oder ein Tätigen einer hierfür vorgesehenen Eingabe in einem Programm zum Steuern des Kraftfahrzeugs (4) bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal aus einem ersten Teilsignal und einem vom ersten Teilsignal verschiedenen zweiten Teilsignal zusammengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilsignal und/oder das zweite Teilsignal durch ein Bewegen eines vom Kraftfahrzeug detektierbaren Schlüssels (11) in die Nähe des Kraftfahrzeugs (4), ein manuelles Konfigurieren des detektierbaren Schlüssels (11), ein Betätigen einer Sendevorrichtung (9) zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4), ein Betätigen einer Betätigungsvorrichtung (12) an einer Fahrzeugtür (13) des Kraftfahrzeugs (4) zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4), ein Betätigen einer zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4) nicht relevanten Betätigungsvorrichtung (12) am Kraftfahrzeug (4) oder einen Sprachbefehl eines Fahrers des Kraftfahrzeugs (4) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilsignal und/oder das zweite Teilsignal durch vorheriges automatisches und/oder manuelles Terminieren eines Abfahrtzeitpunkts erzeugt ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal als spezieller Entriegelungsbefehl zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4) generiert wird, wobei sich der spezielle Entriegelungsbefehl von einem einfachen Entriegelungsbefehl zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4) durch mindestens ein Merkmal unterscheidet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal keine Anweisung zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs (4) aufweist.
Antriebssystem (2) für ein Kraftfahrzeug (4), aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine (3) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (4), einen Abgastrakt (14) zum Abführen von Verbrennungsabgasen der Verbrennungskraftmaschine (3), eine Abgasbehandlungsvorrichtung (1) zum Behandeln der Verbrennungsabgase, eine Heizvorrichtung (7) zum Aufheizen der Abgasbehandlungsvorrichtung (1), eine Empfangsvorrichtung (5) zum Empfangen und Weiterleiten eines Signals und eine Steuerungsvorrichtung (6) zum Steuern der Heizvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (2) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (4) ein Antriebssystem (2) nach Anspruch 9 aufweist.