DE102022118633B4 - Hybridfahrzeug und zugehöriges Betriebsverfahren - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs (1), das zum Antreiben des Hybridfahrzeugs (1) eine als Ottomotor ausgestaltete Verbrennungskraftmaschine (4) und einen Elektroantrieb (2) aufweist, wobei die Verbrennungskraftmaschine (4) eine Abgasanlage (8) aufweist, die einen Elektrokatalysator (9) und stromab des Elektrokatalysators (9) einen Dreiwegekatalysator (10) aufweist, bei dem während eines Elektrobetriebs des Hybridfahrzeugs (1) eine Luftspülung der Abgasanlage (8) durchgeführt wird, indem Luft mittels einer elektrischen Fördereinrichtung (11) angetrieben und stromauf des Elektrokatalysators (9) in die Abgasanlage (8) eingeleitet wird, sodass die Luft den Elektrokatalysator (9) und den Dreiwegekatalysator (10) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass während der Luftspülung eine Diagnose wenigstens einer Komponente der Abgasanlage (8) durchgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5. Die Erfindung betrifft außerdem ein Hybridfahrzeug, das sich gemäß diesen Verfahren betreiben lässt.
  • Komponenten einer Abgasanlage sind während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine einer hohen Belastung ausgesetzt, die auch mit einer Verunreinigung dieser Komponenten durch Ablagerungen und dergleichen einhergeht, die als Versottungseffekte bezeichnet werden. Um derartigen Versottungseffekten entgegenwirken zu können, kann eine Luftspülung, also eine Spülung mit Luft der Abgasanlage durchgeführt werden. Im Rahmen einer solchen Luftspülung kann auch eine Diagnose der Komponenten der Abgasanlage, insbesondere von Sensoren der Abgasanlage durchgeführt werden. Beispielsweise lassen sich während eines solchen Spülvorgangs Sensoren neu justieren bzw. kalibrieren.
  • Bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug, das zum Antreiben nur eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, kann eine solche Luftspülung nur während eines Schubbetriebs durchgeführt werden, wenn dabei gleichzeitig die Kraftstoffeinspritzung ausgesetzt wird. Während des Schubbetriebs verbleibt die Verbrennungskraftmaschine im Antriebsstrang, sodass über die Kurbelwelle die Kolben weiterhin angetrieben werden und in Verbindung mit den Gaswechselventilen Luft von der Frischluftanlage zu Abgasanlage fördern. Insoweit wirkt die Verbrennungskraftmaschine während dieses Betriebs als Pumpe. Bei einem Hybridfahrzeug ist während des Elektrobetriebs die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet und vom Antriebsstrang entkoppelt. Um nun auch bei einem Hybridfahrzeug während des Elektrobetriebs eine Luftspülung durchführen zu können, ist es grundsätzlich möglich, die ausgeschaltete Verbrennungskraftmaschine in den Antriebsstrang einzukoppeln, sodass sie mitgeschleppt wird und als Pumpe arbeitet. Die damit einhergehende Bremswirkung ist gerade im Elektrobetrieb ungünstig für die elektrische Effizienz.
  • Aus der DE 10 2021 201 320 A1 ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das eine Tankentlüftungseinrichtung aufweist, die mit einer Spülluftpumpe ausgestattet ist. Diese Spülluftpumpe wird beim bekannten Hybridfahrzeug zusätzlich auch zum Durchführen einer Luftspülung der Abgasanlage genutzt. Hierbei saugt die Spülluftpumpe Luft durch einen Kohlenwasserstoffspeicher der Tankentlüftungseinrichtung an und leitet diese Luft stromauf einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung in die Abgasanlage ein. Bei dieser Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann es sich um einen Partikelfilter, einen Dreiwegekatalysator und/oder einen Partikelfilter mit nachgeschaltetem Dreiwegekatalysator handeln.
  • Aus der DE 10 2018 217 569 A1 ist ein weiteres Hybridfahrzeug bekannt, dessen Verbrennungskraftmaschine in der Frischluftanlage einen elektrischen Verdichter zum Antreiben von Luft zu Zylindern der Verbrennungskraftmaschine aufweist. Diese Verbrennungskraftmaschine ist außerdem mit einer Hochdruckabgasrückführung ausgestattet. Die Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine enthält einen oder mehrere Abgaskatalysatoren, zum Beispiel Dreiwegekatalysator, SCR-Katalysator, Vierwegekatalysator, Ottopartikelfilter, Dieselpartikelfilter, SCR-beschichtete Dieselpartikelfilter. Um nun während eines Elektrobetriebs des Hybridfahrzeugs den jeweiligen Abgaskatalysator auf Betriebstemperatur halten zu können, ist bei diesem Hybridfahrzeug die Durchführung eines Warmhaltebetriebs vorgesehen, bei dem der elektrische Verdichter zum Antreiben von Luft und die Hochdruckabgasrückführung zur Umgehung der Verbrennungskraftmaschine angesteuert wird, sodass Luft über die Hochdruckabgasrückführung in die Abgasanlage eingeleitet werden kann. Zusätzlich ist die Abgasanlage zwischen der Anschlussstelle der Hochdruckabgasrückführung und dem jeweiligen Abgaskatalysator mit einer elektrischen Heizeinrichtung ausgestattet, mit der die Luft für diesen Warmhaltebetrieb entsprechend beheizt werden kann.
  • Aus der DE 10 2016 115 322 A1 ist eine Verbrennungskraftmaschine bekannt, die in der Frischluftanlage einen elektrischen Zusatzverdichter aufweist, wobei eine steuerbare Umgehungsleitung vorgesehen ist, die unter Umgehung der Verbrennungskraftmaschine an die Abgasanlage angeschlossen ist, und zwar stromauf eines Partikelfilters. Hierdurch ist es bei dieser Verbrennungskraftmaschine möglich, auch während eines stöchiometrischen Betriebs eine Regeneration des Partikelfilters durchzuführen, indem Luft über den elektrischen Zusatzverdichter und die Umgehungsleitung stromauf des Partikelfilters in die Abgasanlage eingeleitet wird.
  • Aus der DE 10 2010 046 747 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, das zum Antreiben eine Verbrennungskraftmaschine aufweist. In deren Abgasanlage befinden sich eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromab davon ein Benzinpartikelfilter. Die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung kann ein Dreiwegekatalysator, ein NOX-Filter und andere Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen umfassen. Die Abgasanlage ist außerdem mit einer Sekundärluftpumpe ausgestattet, mit der Luft dem Benzinpartikelfilter zu dessen Regeneration zugeführt werden kann.
  • Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 10 2017 213 004 A1 bekannt. Dort wird während eines Elektrobetriebs des Hybridfahrzeugs eine Luftspülung der Abgasanlage durchgeführt, indem Luft mittels einer elektrischen Fördereinrichtung angetrieben und stromauf des Elektrokatalysators in die Abgasanlage eingeleitet wird, sodass die Luft den Elektrokatalysator und den Dreiwegekatalysator durchströmt. Beim bekannten Verfahren wird die Luft gleichzeitig mit dem Elektrokatalysator erhitzt, um auch während des Elektrobetriebs den Dreiwegekatalysator auf Betriebstemperatur zu halten.
  • Ähnliche Verfahren sind auch aus der DE 10 2015 015 794 A1 , aus der DE 10 2018 107 743 A1 und aus der DE 10 2013 013 663 A1 bekannt.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Hybridfahrzeug einen Weg aufzuzeigen, mit dem sich eine Luftspülung der Abgasanlage energetisch effizient durchführen lässt.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung geht dabei von einem Hybridfahrzeug aus, das als Antrieb eine Verbrennungskraftmaschine und einen Elektroantrieb aufweist, wobei die Verbrennungskraftmaschine eine Abgasanlage mit einem Elektrokatalysator und stromab davon mit einem Dreiwegekatalysator ausgestattet ist. Vor bevorzugtem Interesse sind dabei Hybridfahrzeuge, die als Plug-In-Hybridfahrzeuge konfiguriert sind. Ein Plug-In-Hybridfahrzeug charakterisiert sich dadurch, dass eine Batterie zur Stromversorgung des Elektroantriebs auch bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine geladen werden kann, z.B. an einer entsprechenden Ladestation. Diese Aufladung erfolgt dabei in der Regel über ein entsprechendes Ladekabel, kann bei entsprechender Hardware am Fahrzeug und an der Ladestation aber auch induktiv, also kabellos erfolgen.
  • Beim Elektrokatalysator handelt es sich um einen Katalysator, der einen katalytisch aktiven und von Abgas bzw. Luft durchströmbaren Körper aufweist, der mit einer elektrischen Heizeinrichtung ausgestattet ist, die zum Beheizen des Körpers dient. Die Heizeinrichtung kann dabei eine Widerstandsheizung sein. Der Elektrokatalysator kann insbesondere als elektrischer Dreiwegekatalysator konfiguriert sein. Dieser elektrisch beheizbare Dreiwegekatalysator ist dann zusätzlich zum vorstehend genannten herkömmlichen, unbeheizten Dreiwegekatalysator in der Abgasanlage vorgesehen. Mithilfe des Elektrokatalysators kann bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine der Dreiwegekatalysator auf Betriebstemperatur bzw. auf Light-Off-Temperatur aufgeheizt werden, in dem Luft, die durch den Elektrokatalysator strömt, vom elektrisch beheizten Elektrokatalysator aufgeheizt wird und die aufgeheizte Luft anschließend durch den Dreiwegekatalysator strömt und diesen aufheizt.
  • Der Elektroantrieb weist zumindest einen Elektromotor auf, der auch als Traktionsmotor bezeichnet werden kann. Ebenso kann der Elektroantrieb zwei oder mehr Elektromotoren aufweisen. Insbesondere ist denkbar, jedem angetriebenen Rad des Hybridfahrzeugs einen separaten Elektromotor zuzuordnen.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, während des Elektrobetriebs des Hybridfahrzeugs, also bei ausgeschalteter und vom Antriebsstrang entkoppelter Verbrennungskraftmaschine eine Luftspülung der Abgasanlage durchzuführen, bei der Luft mittels einer elektrischen Förderrichtung angetrieben und stromauf des Elektrokatalysators in die Abgasanlage eingeleitet wird. In der Folge kann die Luft den Elektrokatalysator und den Dreiwegekatalysator durchströmten und durch die Abgasanlage in die Umgebung austreten. Durch die Verwendung einer solchen elektrischen Förderrichtung, lässt sich die Luftspülung einfach hinsichtlich des Volumenstroms bedarfsabhängig einstellen. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Luftspülung der Abgasanlage bei vom Antriebsstrang entkoppelter Verbrennungskraftmaschine durchgeführt werden kann, so dass sich die Luftspülung nicht auf den Antrieb des Hybridfahrzeugs auswirkt.
  • Die elektrische Förderrichtung weist einen Elektromotor zum Antreiben eines Förderglieds innerhalb der Förderrichtung auf oder ist mit einem Elektromotor zum Antreiben der Förderrichtung ausgestattet bzw. gekoppelt.
  • Die Luftspülung kann während des Elektrobetriebs jederzeit bedarfsabhängig durchgeführt werden. Dabei können insbesondere vorbestimmte Parameter überwacht werden, die dann bei einer vorbestimmten Konfiguration die Luftspülung triggern.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Abgasanlage stromab des Dreiwegekatalysators einen Benzinpartikelfilter aufweisen, der bei der Luftspülung von Luft durchströmt wird. Dabei werden entsprechende Sensoren, die stromauf und/oder stromab eines derartigen Benzinpartikelfilters in der Abgasanlage angeordnet sein können, ebenfalls von Luft angeströmt bzw. umströmt. Somit lassen sich Benzinpartikelfilter und die gegebenenfalls vorhandenen Sensoren von Ablagerungen befreien.
  • Die Luftspülung kann auch gezielt zur Sauerstoffbeladung des Dreiwegekatalysators durchgeführt werden, um dessen Funktionalität auch bei stöchiometrischen Störungen gewährleisten zu können. Hierzu kann die Sauerstoffbeladung des Dreiwegekatalysators auf geeignete Weise überwacht werden, beispielsweise über Messungen, Berechnungen und/oder Kennfelder. Insbesondere lässt sich dadurch die Bildung von Ammoniak im Abgas verhindern.
  • Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung wird während der Luftspülung eine Diagnose wenigstens einer Komponente der Abgasanlage durchgeführt. Beispielsweise lassen sich Sensoren der Abgasanlage mithilfe einer solchen Luftspülung diagnostizieren. Hierbei kann es sich um Temperatursensoren, Drucksensoren, NOX-Sensoren, Sauerstoffsensoren bzw. Lambdasensoren oder Lambdasonden handeln. Im Rahmen einer solchen Diagnose können bestimmte Sensoren auch zurückgesetzt bzw. neu justiert und kalibriert werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann die Abgasanlage ein elektrisches Trägerluftgebläse aufweisen, das zum Aufheizen des Dreiwegekatalysator Luft stromauf des Elektrokatalysators in die Abgasanlage eingeleitet. Dieses Trägerluftgebläse kann nun für die Luftspülung als Förderrichtung verwendet werden. Somit nutzt das hier vorgestellte Verfahren eine an der Abgasanlage ohnehin vorhandene Förderrichtung zur Durchführung der Luftspülung.
  • Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung weist die Verbrennungskraftmaschine mehrere Zylinder, eine Frischluftanlage und einen in der Frischluftanlage angeordneten elektrischen Verdichter zum Antreiben der Luft zu den Zylindern auf. Während des Normalbetriebs der Verbrennungskraftmaschine bewirkt der elektrische Verdichter in Verbindung mit den Gaswechselventilen der Verbrennungskraftmaschine eine Aufladung der Frischluft. Bei dieser zweiten erfindungsgemäßen Lösung dient nun dieser elektrische Verdichter für die Luftspülung als Fördereinrichtung. Hierzu ist vorgesehen, dass die Gaswechselventile der Verbrennungskraftmaschine für den Elektrobetrieb und/oder für die Luftspülung in eine Spülstellung verstellt werden, in der Luft durch wenigstens einen Zylinder von der Frischluftanlage zur Abgasanlage hindurchströmen kann. Somit ist es möglich, während des Elektrobetriebs die Luftspülung mithilfe des elektrischen Verdichters zu realisieren, wobei die Luft von der Frischluftanlage durch wenigstens einen Zylinder hindurch bis zur Abgasanlage gelangt. Auch hier wird eine an der Verbrennungskraftmaschine ohnehin vorgesehene Fördereinrichtung zum Durchführen der Luftspülung genutzt.
  • Optional kann auch vorgesehen sein, dass der elektrische Verdichter bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine, insbesondere im Elektrobetrieb, zum Aufheizen des Dreiwegekatalysators genutzt wird. Dann wird mithilfe des elektrischen Verdichters in Verbindung mit der Spülstellung der Gaswechselventile Luft in die Abgasanlage eingeleitet, die mithilfe des Elektrokatalysators beheizt wird, so dass sie den nachfolgenden Dreiwegekatalysator aufheizt. Somit kann auf ein separates Trägergebläse verzichtet werden.
  • Bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung wird während eines Nachlaufbetriebs des Hybridfahrzeugs eine Luftspülung zur Trocknung der Gaswechselventile durchgeführt. Während des Nachlaufbetriebs sind sowohl die Verbrennungskraftmaschine als auch der Elektroantrieb ausgeschaltet. Beispielsweise kann ein solcher Nachlaufbetrieb beim Abstellen des Fahrzeugs, also nach einem Fahrbetrieb, initiiert werden. Eine Trocknung der Gaswechselventile und zwangsläufig der zugehörigen Ventilsitze und indirekt auch der Zylinder kann einer Vereisung an diesen Stellen entgegenwirken.
  • Besonders zweckmäßig ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher dieser Nachlaufbetrieb in Abhängigkeit von Umgebungsparametern, wie zum Beispiel Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, durchgeführt wird. Auch können vorausgehende Betriebszustände berücksichtigt werden kann, die als Indikation für eine mögliche Vereisung dienen.
  • Ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug weist einen Elektroantrieb zum Antreiben des Hybridfahrzeugs und eine als Ottomotor ausgestaltete Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Hybridfahrzeugs auf. Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei mit einer Abgasanlage ausgestattet, die einen Elektrokatalysator und stromab des Elektrokatalysators einen Dreiwegekatalysator enthält. Das Hybridfahrzeug ist ferner mit einer elektrischen Förderrichtung zum Fördern bzw. zum Antreiben und Einleiten von Luft in die Abgasanlage stromauf des Elektrokatalysators ausgestattet. Das Hybridfahrzeug ist außerdem mit einer Steuereinrichtung zum Betreiben des Hybridfahrzeugs ausgestattet, die so konfiguriert ist, dass sie das Hybridfahrzeug gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren betreiben kann bzw. betreibt. Die Formulierung „konfiguriert“ entspricht im vorliegenden Zusammenhang der Formulierung „programmiert und/oder ausgestaltet“. In der Folge ist, die zur Durchführung des Verfahrens konfigurierte Steuereinrichtung so programmiert und/oder ausgestaltet, dass sie das besagte Verfahren durchführt bzw. durchführen kann.
  • Zweckmäßig kann die Abgasanlage stromab des Dreiwegekatalysators einen Benzinpartikelfilter aufweisen. Die Abgasanlage kann optional ein Trägerluftgebläse aufweisen, das zum Aufheizen des Dreiwegekatalysators Luft stromauf des Elektrokatalysators in die Abgasanlage eingeleitet. Zusätzlich oder alternativ kann die Verbrennungskraftmaschine eine Frischluftanlage und einen in der Frischluftanlage angeordneten elektrischen Verdichter aufweisen, der zum Antreiben von Luft zu den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine dient.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in der Zeichnung anders dargestellt ist.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Hybridfahrzeugs.
  • Entsprechend 1 umfasst ein Hybridfahrzeug 1 einen Elektroantrieb 2, der in einen Antriebsstrang 3 des Hybridfahrzeugs 1 eingebunden ist und der wenigstens einen hier nicht näher dargestellten Elektromotor aufweist. Der Antriebsstrang 3 führt zu hier nicht gezeigten angetriebenen Rädern des Hybridfahrzeugs 1. Das Hybridfahrzeug 1 weist außerdem eine Verbrennungskraftmaschine 4 auf, die als Ottomotor ausgestaltet ist und die ebenfalls in den Antriebsstrang 3 eingebunden ist. Dabei kann zumindest für die Verbrennungskraftmaschine 4 eine Kupplung 5 vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Verbrennungskraftmaschine 4 vom Antriebsstrang 3 entkoppelt werden kann. Auch für den Elektroantrieb 2 kann eine solche Kupplung vorgesehen sein. Beim Elektroantrieb 2 kann die Entkopplung vom Antriebsstrang 3 auch elektronisch bzw. elektrisch realisiert werden. Elektroantrieb 2 und Verbrennungskraftmaschine 4 dienen jeweils zum Antreiben des Hybridfahrzeugs 1. Eine Batterie zur Versorgung des Elektroantriebs 2 mit elektrischer Energie ist hier nicht gezeigt.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 4 ist mit einer Frischluftanlage 6 zum Zuführen von Luft zu Zylindern 7 der Verbrennungskraftmaschine 4 ausgestattet. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist die Verbrennungskraftmaschine 4 hier exemplarisch mit drei Zylindern 7 ausgestattet. Es ist klar, dass die Verbrennungskraftmaschine 4 auch mehr oder weniger Zylinder 7 aufweisen kann. Des Weiteren ist die Verbrennungskraftmaschine 4 mit einer Abgasanlage 8 ausgestattet, die Verbrennungsabgase von den Zylindern 7 abgeführt. Die Abgasanlage 8 weist einen Elektrokatalysator 9 und stromab davon einen Dreiwegekatalysator 10 auf. Der Elektrokatalysator 9 ist elektrisch beheizbar.
  • Das Hybridfahrzeug 1 ist außerdem mit einer elektrischen Förderrichtung 11 ausgestattet, mit deren Hilfe Luft stromauf des Elektrokatalysators 9 in die Abgasanlage 8 eingeleitet werden kann. Ferner ist das Hybridfahrzeug 1 mit einer Steuereinrichtung 12 ausgestattet, die zum Betreiben des Hybridfahrzeugs 1 dient. Hierzu ist die Steuereinrichtung 12 über entsprechende Leitungen mit 13 mit diversen Komponenten der Verbrennungskraftmaschine 4 bzw. des Hybridfahrzeugs 1 gekoppelt.
  • Optional kann die Abgasanlage 8 stromab des Dreiwegekatalysators 10 einen Benzinpartikelfilter 14 aufweisen. Ferner kann die Abgasanlage 8 optional ein Trägerluftgebläse 15 aufweisen, das zum Aufheizen des Dreiwegekatalysators 10 dient und hierzu Luft stromauf des Elektrokatalysators 9 in die Abgasanlage 8 eingeleitet. Eine entsprechende Einleitstelle 16 befindet sich im Beispiel der 1 in der Abgasanlage 8 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und den Elektrokatalysator 9. Das Trägerluftgebläse 15 ist elektrisch angetrieben und kann hierzu mit einem Elektromotor 17 gekoppelt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Verbrennungskraftmaschine 4 in der Frischluftanlage 6 einen elektrischen Verdichter 18 aufweisen, der im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 4 zum Antreiben der Luft zu den Zylindern 7 dient. In Verbindung mit Gaswechselventilen 19, die Einlassventile und Auslassventile der Zylinder 7 repräsentieren, kommt es dabei zu einer Aufladung der Frischluft. Der elektrische Verdichter 18 ist elektromotorisch angetrieben und kann hierzu mit einem Elektromotor 20 gekoppelt sein.
  • Des Weiteren kann die Abgasanlage 8 mit mehreren Sensoren 21 ausgestattet sein, die mit der Steuereinrichtung 12 gekoppelt sind und von denen in 1 rein exemplarisch und ohne Beschränkung der Allgemeinheit lediglich drei angedeutet sind.
  • Die Steuereinrichtung 12 ist so konfiguriert, also so programmiert und/oder ausgestaltet, dass sie das Hybridfahrzeug 1 in einem Verbrennungsmotorbetrieb und in einem Elektrobetrieb betreiben kann. Während des Verbrennungsmotorbetriebs kann der Elektromotor 2 als Generator betrieben werden und von der Verbrennungskraftmaschine 4 mitgeschleppt werden. Während des Verbrennungsmotorbetriebs ist dann zumindest die Verbrennungskraftmaschine 4 mit dem Antriebsstrang 3 gekoppelt. Das Hybridfahrzeug 1 wird dann von der Verbrennungskraftmaschine 4 angetrieben. Im Elektrobetrieb wird dagegen das Hybridfahrzeug 1 vom Elektroantrieb 2 angetrieben, der zumindest dann mit dem Antriebsstrang 3 gekoppelt ist. Während des Elektrobetriebs ist die Verbrennungskraftmaschine 4 ausgeschaltet und vom Antriebsstrang 3 entkoppelt.
  • Die Steuereinrichtung 12 kann nun außerdem so konfiguriert sein, dass sie während des Elektrobetriebs eine Luftspülung der Abgasanlage 8 durchführt. Für diese Luftspülung bzw. während dieser Luftspülung wird Luft mittels der Förderrichtung 11 gefördert, also angetrieben und stromauf des Elektrokatalysators 9 in die Abgasanlage 8 eingeleitet. In der Folge kann diese Luft den Elektrokatalysator 9 und anschließend den Dreiwegekatalysator 10 durchströmen. Sofern der Benzinpartikelfilter 14 vorgesehen ist, wird auch dieser während der Luftspülung von Luft durchströmt.
  • Mithilfe der Luftspülung kann einer Versottung der Komponenten der Abgasanlage 8 entgegengewirkt werden. Des Weiteren kann eine Diagnose wenigstens einer Komponente der Abgasanlage 8 durchgeführt werden. Insbesondere lassen sich während der Luftspülung diverse Sensoren 21 kalibrieren. Ebenso ist denkbar, den Druckabfall an den einzelnen Komponenten der Abgasanlage 8 zu Messen, beispielsweise um deren Verunreinigungszustand bzw. Beladungszustand zu ermitteln.
  • Bei einer ersten Variante der Luftspülung kann das Trägerluftgebläse 15 als Förderrichtung 11 verwendet werden, um die Luft für die Luftspülung anzutreiben. Bei einer zweiten Variante der Luftspülung kann dagegen der elektrische Verdichter 18 als Förderrichtung 11 verwendet werden, um die Luft für die Luftspülung anzutreiben. Für den Fall, dass der elektrische Verdichter 18 als Förderereinrichtung 11 dient, kann die Steuereinrichtung 12 die Verbrennungskraftmaschine 4 außerdem so ansteuern, dass die Gaswechselventile 19 zumindest für die Luftspülung in eine Spülstellung verstellt werden. In der Spülstellung ermöglichen die Gaswechselventile 19 zumindest für einen Zylinder 7 eine Durchströmung, sodass Luft von der Frischluftanlage 6 durch den jeweiligen Zylindern 7 hindurch zur Abgasanlage 8 strömen kann. Somit wird die von dem als Fördereinrichtung 11 dienenden elektrischen Verdichter 18 angetriebene Luft stromauf des Elektrokatalysators 9 in die Abgasanlage 8 eingeleitet. Zweckmäßig steuert die Steuereinrichtung 12 die Verbrennungskraftmaschine 4 bzw. einen entsprechenden, hier nicht näher gezeigten Ventiltrieb dabei so an, dass bei allen Zylindern 7 die Gaswechselventile 19 in diese Spülstellung verstellt werden, sodass in der Folge alle Zylinder 7 durchströmbar sind.
  • Optional kann die Steuereinrichtung 12 auch so konfiguriert sein, dass sie bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine 4 mithilfe des elektrischen Verdichters 18 ein Aufheizen des Dreiwegekatalysators 10 und des Elektrokatalysators 9 auf Betriebstemperatur, also auf Light-off-Temperatur bewirkt. In der Folge kann auf das Trägerluftgebläse 15 verzichtet werden. Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 12 hierzu den elektrischen Verdichter 18 zum Antreiben der Luft in der Frischluftanlage 6 an. Ferner steuert die Steuereinrichtung 12 die Gaswechselventile 19 bzw. einen zugehörigen Ventiltrieb so an, dass die Gaswechselventile 19 in die Spülstellung verstellt werden. In der Folge strömt die Luft durch den oder die Zylinder 7 hindurch in die Abgasanlage 8. Dort kann die Luft mit Hilfe des Elektrokatalysators 9 aufgeheizt werden. Die aufgeheizte Luft strömt dann weiter zum Dreiwegekatalysator 10 und heizt diesen auf. Somit lassen sich der Dreiwegekatalysator 10 und der Elektrokatalysator 9 vor dem Einschalten der Verbrennungskraftmaschine 4 auf Betriebstemperatur aufheizen, so dass ihre abgasreinigende Wirkung schon beim Start der Verbrennungskraftmaschine 4 gegeben ist.
  • Die Steuereinrichtung 12 kann optional auch so konfiguriert sein, dass sie das Hybridfahrzeug 1 gemäß einem Nachlaufbetrieb betreibt. Dieser Nachlaufbetrieb kann nach einem Fahrbetrieb des Hybridfahrzeugs 1 beim Abstellen des Hybridfahrzeugs 1 initiiert werden, wenn entsprechende, vorbestimmte Randbedingungen erfüllt sind. Während des Nachlaufbetriebs wird ebenfalls eine Luftspülung durchgeführt, jedoch mit dem Ziel, die Gaswechselventile 19 zu trocknen. Es ist klar, dass auch während der Luftspülung im Nachlaufbetrieb der Versottung der Komponenten der Abgasanlage 8 entgegengewirkt wird und/oder eine Diagnose von Komponenten der Abgasanlage 8 durchführbar ist. Beispielsweise kann ein solcher Nachlaufbetrieb mit Luftspülung zur Trocknung der Gaswechselventile 19 dann durchgeführt werden, wenn in einer Umgebung des Hybridfahrzeugs 1 die aktuelle Lufttemperatur in einem vorbestimmten Wertebereich liegt und/oder die aktuelle Luftfeuchtigkeit in einem vorbestimmten Wertebereich liegt. Innerhalb dieser Wertebereiche kann eine erhöhte Tendenz zur Kondensatbildung und/oder Vereisung vorliegen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs (1), das zum Antreiben des Hybridfahrzeugs (1) eine als Ottomotor ausgestaltete Verbrennungskraftmaschine (4) und einen Elektroantrieb (2) aufweist, wobei die Verbrennungskraftmaschine (4) eine Abgasanlage (8) aufweist, die einen Elektrokatalysator (9) und stromab des Elektrokatalysators (9) einen Dreiwegekatalysator (10) aufweist, bei dem während eines Elektrobetriebs des Hybridfahrzeugs (1) eine Luftspülung der Abgasanlage (8) durchgeführt wird, indem Luft mittels einer elektrischen Fördereinrichtung (11) angetrieben und stromauf des Elektrokatalysators (9) in die Abgasanlage (8) eingeleitet wird, sodass die Luft den Elektrokatalysator (9) und den Dreiwegekatalysator (10) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass während der Luftspülung eine Diagnose wenigstens einer Komponente der Abgasanlage (8) durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (8) stromab des Dreiwegekatalysators (10) einen Benzinpartikelfilter (14) aufweist, der bei der Luftspülung von Luft durchströmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Luftspülung eine Diagnose des Dreiwegekatalysators (10) und/oder eines Benzinpartikelfilters (14) und/oder wenigstens eines Sensors (21) durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, - dass die Abgasanlage (8) ein Trägerluftgebläse (15) aufweist, das zum Aufheizen des Dreiwegekatalysators (10) Luft stromauf des Elektrokatalysators (9) in die Abgasanlage (8) einleitet, - dass das Trägerluftgebläse (15) für die Luftspülung als Fördereinrichtung (11) dient.
  5. Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs (1), das zum Antreiben des Hybridfahrzeugs (1) eine als Ottomotor ausgestaltete Verbrennungskraftmaschine (4) und einen Elektroantrieb (2) aufweist, wobei die Verbrennungskraftmaschine (4) eine Abgasanlage (8) aufweist, die einen Elektrokatalysator (9) und stromab des Elektrokatalysators (9) einen Dreiwegekatalysator (10) aufweist, bei dem während eines Elektrobetriebs des Hybridfahrzeugs (1) eine Luftspülung der Abgasanlage (8) durchgeführt wird, indem Luft mittels einer elektrischen Fördereinrichtung (11) angetrieben und stromauf des Elektrokatalysators (9) in die Abgasanlage (8) eingeleitet wird, sodass die Luft den Elektrokatalysator (9) und den Dreiwegekatalysator (10) durchströmt - wobei die Verbrennungskraftmaschine (4) mehrere Zylinder (7), eine Frischluftanlage (6) und einen in der Frischluftanlage (6) angeordneten elektrischen Verdichter (18) zum Antreiben der Luft zu den Zylindern (7) aufweist, - wobei der elektrische Verdichter (18) für die Luftspülung als Fördereinrichtung (11) dient, - wobei Gaswechselventile (19) der Verbrennungskraftmaschine (4) für den Elektrobetrieb und/oder für die Luftspülung in eine Spülstellung verstellt werden, in der Luft durch wenigstens einen Zylinder (7) von der Frischluftanlage (6) zur Abgasanlage (8) strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Nachlaufbetriebs des Hybridfahrzeugs (1) eine Luftspülung zur Trocknung der Gaswechselventile (19) durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachlaufbetrieb in Abhängigkeit von Umgebungsparametern, wie zum Beispiel Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufheizen des Dreiwegekatalysators (10) die Gaswechselventile (19) in die Spülstellung verstellt werden, der elektrische Verdichter (18) zum Fördern von Luft angesteuert wird und der Elektrokatalysator (9) zum Heizen der ihn durchströmenden Luft angesteuert wird.
  8. Hybridfahrzeug (1), - mit einem Elektroantrieb (2) zum Antreiben des Hybridfahrzeugs (1), - mit einer als Ottomotor ausgestalteten Verbrennungskraftmaschine (4) zum Antreiben des Hybridfahrzeugs (1), die eine Abgasanlage (8) aufweist, die einen Elektrokatalysator (9) und stromab des Elektrokatalysators (9) einen Dreiwegekatalysator (10) enthält, - mit einer Förderrichtung (11) zum Einleiten von Luft in die Abgasanlage (8) stromauf des Elektrokatalysators (9), - mit einer Steuereinrichtung (12) zum Betreiben des Hybridfahrzeugs (1), die so konfiguriert ist, dass sie das Hybridfahrzeug (1) gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche betreiben kann oder betreibt.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010046747A1 (de) 2009-09-29 2011-03-31 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Benzinpartikelfilterregeneration und Diagnose
DE102013013663A1 (de) 2013-08-16 2015-02-19 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102015015794A1 (de) 2015-12-02 2016-08-11 Daimler Ag Verfahren zum Aufheizen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Hybridfahrzeugs
DE102016115322A1 (de) 2016-08-18 2018-02-22 Volkswagen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters
DE102018107743A1 (de) 2017-04-05 2018-10-11 GM Global Technology Operations LLC Aufwärmverfahren für Abgasbehandlungssysteme
DE102017213004A1 (de) 2017-07-27 2019-01-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
DE102018217569A1 (de) 2018-10-15 2019-11-07 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum elektrischen Aufheizen von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage einer Verbrennungskraftmaschine
DE102021201320A1 (de) 2021-02-12 2022-02-24 Vitesco Technologies GmbH Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010046747A1 (de) 2009-09-29 2011-03-31 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Benzinpartikelfilterregeneration und Diagnose
DE102013013663A1 (de) 2013-08-16 2015-02-19 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102015015794A1 (de) 2015-12-02 2016-08-11 Daimler Ag Verfahren zum Aufheizen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Hybridfahrzeugs
DE102016115322A1 (de) 2016-08-18 2018-02-22 Volkswagen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters
DE102018107743A1 (de) 2017-04-05 2018-10-11 GM Global Technology Operations LLC Aufwärmverfahren für Abgasbehandlungssysteme
DE102017213004A1 (de) 2017-07-27 2019-01-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
DE102018217569A1 (de) 2018-10-15 2019-11-07 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum elektrischen Aufheizen von Komponenten einer Abgasnachbehandlungsanlage einer Verbrennungskraftmaschine
DE102021201320A1 (de) 2021-02-12 2022-02-24 Vitesco Technologies GmbH Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

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