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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Abgassystems sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei einer unvollständigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer Brennkraftmaschine, wie z.B. einem Ottomotor, werden neben Stickstoff (N2), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) eine Vielzahl von Verbrennungsprodukten ausgestoßen, von denen Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickstoffoxide (NOx) gesetzlich limitiert sind. Die geltenden Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge können typischerweise nur mit einer katalytischen Abgasnachbehandlung eingehalten werden. Durch die Verwendung eines Dreiwegekatalysators (engl. three-way catalyst, TWC) können die genannten Schadstoffkomponenten konvertiert werden.
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Eine gleichzeitig hohe Konvertierungsrate für HC, CO und NOx wird bei Dreiwegekatalysatoren nur in einem engen Bereich um den stöchiometrischen Betriebspunkt (Lambda = 1), dem sogenannten „Katalysatorfenster“, erreicht.
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Zum Betrieb des Katalysators im Katalysatorfenster wird typischerweise eine Lambdaregelung eingesetzt, die auf den Signalen von Lambdasonden vor und hinter dem Katalysator basiert. Für die Regelung des Lambdawerts vor dem Katalysator kann der Sauerstoffgehalt des Abgases vor dem Katalysator mit einer Lambdasonde gemessen werden. Abhängig von diesem Messwert kann die Kraftstoffmenge korrigiert werden. Für eine genauere Regelung kann zusätzlich das Abgas hinter dem Katalysator mit einer weiteren Lambdasonde analysiert werden. Dieses Signal kann für eine Führungsregelung verwendet werden, die der Lambdaregelung vor dem Katalysator überlagert ist. Als Lambdasonde hinter dem Katalysator kann eine Sprung-Lambdasonde verwendet werden, die bei Lambda = 1 eine sehr steile Kennlinie besitzt und deshalb Lambda = 1 sehr genau anzeigen kann.
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Neben der Führungsregelung, die im allgemeinen nur kleine Abweichungen von Lambda = 1 ausregelt und vergleichsweise langsam ausgelegt ist, kann nach großen Abweichungen von Lambda = 1 eine Lambda-Vorsteuerung dafür verwendet werden, das Katalysatorfenster schnell wieder zu erreichen, z.B. nach Phasen mit Schubabschaltung („Katalysator-Ausräumen“).
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Solche Regelungskonzepte haben den Nachteil, dass sie ein Verlassen des Katalysatorfensters anhand der Spannung der Sprung-Lambdasonde hinter dem Katalysator erst spät erkennen.
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Eine Alternative zur Regelung des Dreiwegekatalysators auf Basis des Signals einer Lambdasonde hinter dem Katalysator ist eine Regelung des mittleren Sauerstofffüllstands des Katalysators. Da dieser mittlere Füllstand nicht messbar ist, kann er nur modelliert werden. Eine entsprechende modellbasierte Regelung des Füllstands eines Dreiwegekatalysators ist in der
DE 10 2016 222 418 A1 beschrieben. Eine Vorsteuerung für eine modellbasierte Regelung des Füllstands eines Dreiwegekatalysators ist in der
DE 10 2018 208 683 A1 beschrieben, eine modellbasierte Vorhersage des beim Wiedereinsetzen nach einer Phase mit inaktivem Stelleingriff erforderlichen Vorsteuer-Lambdawerts ist in der
DE 10 2018 217 307 A1 beschrieben.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines Abgassystems sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird zum Betreiben eines Abgassystems einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine, die zur Bereitstellung von Drehmoment an einen Antriebsstrang des Fahrzeugs eingerichtet ist, wobei das Abgassystem zumindest einen ersten und einen zweiten Katalysator umfasst, wobei der zweite Katalysator stromab des ersten Katalysators angeordnet ist, genutzt. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln eines Sauerstoff-Füllstands des zweiten Katalysators, ein Vergleichen des ermittelten Sauerstoff-Füllstands mit einem Sollwert, ein Ermitteln eines Schubbedarfs in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem ermittelten Sauerstoff-Füllstand und dem Sollwert, ein Ermitteln einer aktuellen Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine, ein Reduzieren oder Abschalten einer Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines mageren Abgases, und ein Steuern der elektrischen Maschine zur Bereitstellung eines Drehmoments in Abhängigkeit von der aktuellen Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine und von dem ermittelten Schubbedarf.
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Ein bevorzugtes Abgassystem weist mehrere hintereinander angeordnete Katalysatoren auf, die jeweils zur Minimierung spezifischer Schadstoffe optimal eingestellt werden können. Zur Einhaltung zukünftiger gesetzlicher Emissionsgrenzwerte kann eine sehr genaue Regelung der einzelnen Katalysatoren, beispielsweise der TWCs eines Ottomotors, erforderlich werden. Insbesondere kann es erforderlich sein, die Katalysatoren sehr leicht unterschiedlich einzustellen um optimale Gesamtkonvertierungen zu erreichen. So kann es zum Beispiel sinnvoll sein, den ersten Katalysator etwas mehr fett (NOx optimal) und den zweiten Katalysator sehr leicht mager (HC und CO optimal) einzustellen. Dies ist durch unterschiedliche Sauerstoff-Füllstände (OSC- Oxigen storage capacity) und/oder Spannungswerte von Lambdasonden stromab des jeweiligen Katalysators zu bestimmen bzw. zu beschreiben. Ein einmal eingestellter (optimaler) Zustand soll möglichst gehalten werden. Durch diverse Einflüsse und Anforderungen während der Fahrt kann es jedoch zu Störungen der Einstellungen kommen und eine Neueinstellung erforderlich werden.
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Die Erfindung dient nun dazu, den zweiten Katalysator, beispielsweise einen TWC, leicht mager einzustellen. Dafür wird durch Schub oder Magerverstellung des Abgasgemisches Sauerstoff in das System gebracht. Dieses magere Abgas bzw. Luft strömt erst durch den ersten Katalysator, beispielsweise einen TWC, und dann in den zweiten. Die Magerphase soll dabei genau so lang anhalten, bis der hintere Katalysator seinen optimalen Sauerstofffüllstand erreicht hat. Anschließend wird der vordere (erste) Katalysator durch sogenanntes Katausräumen (leicht fetter Betrieb) solange betrieben, bis der erste Katalysator seinen Ziel-Sauerstoff-Füllstand (der insbesondere niedriger ist als der des zweiten Katalysators) erreicht hat. Dieses genaue Einstellen auch des zweiten Katalysators auf einen Sollwert ist grundsätzlich technisch möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert dies unter stark dynamischen Betriebszuständen erheblich bzw. ermöglicht eine präzise Einstellung überhaupt erst. Im Falle einer unpräzisen Einstellung bzw. eines Übersteuerns kann es zu Emission während der Einstellphase kommen, da bei großer Gas- und Lambdadynamik (dies ist oft der Zustand nach real vorkommenden Schubphasen) ein optimaler (emissionsarmer) Ablauf nicht sichergestellt werden kann.
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Zweckmäßigerweise werden zur Magerkonditionierung des zweiten Katalysators Schubphasen genutzt. Das Auftreten eines Schubzustandes ist allerdings derzeit (bei durch menschliche Fahrer gesteuerten Fahrzeugen) hauptsächlich durch das Fahrprofil (Streckenprofil) und den Fahrer (dessen Fahrstil) vorgegeben. Unter ungünstigen Betriebsbedingungen kommt es so nur sehr selten oder gar nicht zu Schubzuständen, die zu einer Einstellung des zweiten Katalysators genutzt werden können. Hiermit kann der zweite Katalysator unter Umständen dauerhaft in einer unvorteilhaften Einstellung verharren. Dieses Problem wird unter Verwendung der Erfindung umgangen, indem die elektrische Maschine ggf. fehlendes Drehmoment ausgleicht und so bedarfsgerecht künstlich Schubphasen zur Verfügung stellt.
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Über die Abhängigkeit des Schubbedarfs von der Differenz zwischen tatsächlichem (Ist-) und Soll-Füllstand ergibt sich eine Priorisierungs- bzw. Gewichtungsfunktion dergestalt, dass bei hoher Abweichung und/oder länger anhaltender Abweichung ein höherer Schubbedarf festgestellt wird, was zu einer ggf. intensiveren Nutzung der elektrischen Maschine zur Schubunterstützung führt.
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Insbesondere wird das Ermitteln des Sauerstoff-Füllstands auf Basis eines Füllstands-Modells und/oder unter Verwendung eines Sensors stromauf und/oder stromab und/oder innerhalb des zweiten Katalysators durchgeführt. Insbesondere kann der Sauerstoff-Füllstand des zweiten Katalysators unter Verwendung einer Lambdasonde (z.B. Sprung- oder Breitbandlambdasonde) und/oder eines NOx-Sensors oder eines anderen Sensors, dessen Signal einen Rückschluss auf den Sauerstoffgehalt des Abgases erlaubt, ermittelt werden. Der jeweilige Sensor kann innerhalb oder stromab des zweiten Katalysators angeordnet sein, um eine direkte Bestimmung des Füllstands zu ermöglichen, oder stromauf des Katalysators angeordnet sein, wodurch eine Modellierung des Sauerstoff-Füllstands ermöglicht wird (z.B. mittels Integration der Sauerstoffanteile). Auch eine Modellierung ohne Sensordaten kann ggf. vorteilhaft sein. Dazu können beispielsweise Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Einspritzmenge, Stellung einer Drosselklappe, Drehzahl und dergleichen herangezogen werden, um den Sauerstoffanteil des Abgases und daraus den Füllstand des Katalysators zu berechnen. Selbstverständlich ist auch eine Kombination der geschilderten Vorgehensweisen möglich.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner ein Ermitteln eines Ladezustands eines die elektrische Maschine speisenden Energiespeichers und ein Berücksichtigen des Ladezustands beim Steuern der elektrischen Maschine zum Bereitstellen des Drehmoments. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine angeforderte (künstliche) Schubphase auch tatsächlich durchgeführt und erfolgreich beendet werden kann.
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Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren zudem ein Betreiben der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines fetten Abgases nach dem Steuern der elektrischen Maschine zum Bereitstellen des Drehmoments. Dies dient zur Einstellung des optimalen Betriebspunkts des ersten Katalysators, der nach einer Schubphase typischerweise einen zu hohen Sauerstoff-Füllstand aufweist. Dies wird auch als Katalysator-Ausräumen bezeichnet.
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Dabei umfasst das Verfahren ferner ein Ermitteln eines weiteren Sauerstoff-Füllstands des ersten Katalysators und Beenden des Steuerns der Brennkraftmaschine zur Erzeugung des fetten Abgases, wenn der weitere Sauerstoff-Füllstand einen weiteren Sollwert erreicht. So kann das Katalysator-Ausräumen gezielt gesteuert werden und ein Durchbruch fetten Abgases durch den ersten Katalysator verhindert werden, wodurch sich insgesamt das Emissionsverhalten und der Energieverbrauch des Abgassystems verbessern.
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Dabei kann das Verfahren vorteilhafterweise ein Steuern der elektrischen Maschine zur Aufnahme von Drehmoment in Abhängigkeit von der aktuellen Drehmomentanforderung und einer Differenz zwischen dem weiteren Sauerstoff-Füllstand und dem weiteren Sollwert umfassen. So kann durch das Katalysator-Ausräumen ggf. überschüssiges Drehmoment sinnvoll genutzt werden, beispielsweise um den die elektrische Maschine speisenden Energiespeicher wieder aufzuladen. Dies kann insbesondere so gesteuert werden, dass die aktuelle Drehmomentanforderung möglichst exakt erfüllt wird, also das Drehmoment, das an die Räder übertragen wird, möglichst exakt der Stellung des Fahrpedals entspricht.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit Brennkraftmaschine und Abgassystem, wie es im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann.
- 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung in Form eines vereinfachten Blockdiagramms.
- 3 zeigt schematisch eine Lastverteilung in Form eines Diagramms, wie sie unter Verwendung der Erfindung beobachtet werden kann.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist ein Fahrzeug, wie es im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Brennkraftmaschine 110, hier beispielsweise mit sechs angedeuteten Zylindern, ein Abgassystem 120, das einen ersten 122 und einen zweiten 124 Katalysator aufweist, sowie eine Recheneinheit 130, die zur Steuerung von Brennkraftmaschine 110 und Abgassystem 120 eingerichtet und mit diesen datenleitend verbunden ist. Ferner ist die Recheneinheit 130 in dem dargestellten Beispiel mit Sensoren 121, 123, 127 datenleitend verbunden, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 110 und/oder des Abgassystems 120 erfassen. Es versteht sich, dass weitere Sensoren vorhanden sein können, die nicht dargestellt sind. Das Abgassystem 120 kann ggf. auch noch weitere Reinigungskomponenten, wie beispielsweise Partikelfilter und/oder weitere Katalysatoren, aufweisen, die hier jedoch der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.
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Die Recheneinheit 130 umfasst in dem hier dargestellten Beispiel einen Datenspeicher 132, in dem beispielsweise Rechenvorschriften und/oder Parameter (z.B. Schwellwerte, Kenngrößen der Brennkraftmaschine 110 und/oder des Abgassystems 120 o.Ä.) abgelegt sein können.
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Die Brennkraftmaschine 110 treibt Räder 140 an und kann in bestimmten Betriebsphasen auch von den Rädern angetrieben werden (z.B. sog. Schubbetrieb).
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Das Fahrzeug umfasst ferner eine elektrische Maschine 150, die in dem gezeigten Beispiel ebenfalls mittels der Recheneinheit 130 angesteuert werden kann, und die aus einem Energiespeicher 155, beispielsweise einem Fahrakkumulator, gespeist wird. Die elektrische Maschine 150 ist zur Bereitstellung von Drehmoment an die Räder 140 und/oder die Brennkraftmaschine 110 eingerichtet.
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In 2 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung am Beispiel eines Verfahrens schematisch in Form eines Blockdiagramms dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet.
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In der Beschreibung des Verfahrens 200 verwendete Verweise auf Komponenten eines Fahrzeugs bzw. eines Teils eines Fahrzeugs beziehen sich insbesondere auf das in 1 dargestellte Fahrzeug 100.
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Das Verfahren 200 ist im Folgenden schrittweise dargestellt, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. Dies ist jedoch nicht so zu verstehen, dass die Erfindung auf eine schrittweise Durchführung des Verfahrens 200 beschränkt ist. Vielmehr können einzelne Schritte auch gleichzeitig oder in anderer, beispielsweise umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, wenn dies nicht ausdrücklich anders angegeben ist. Auch eine im Wesentlichen kontinuierliche Durchführung mancher der beschriebenen Schritte kann gegebenenfalls vorteilhaft sein.
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In dem in 2 dargestellten Beispiel beginnt das Verfahren 200 mit einem ersten Schritt 210, in dem die Brennkraftmaschine 110 gemäß einer Drehmomentanforderung und insbesondere zur Erzeugung eines im Wesentlichen stöchiometrischen oder leicht fetten Abgases mit einem ersten Fettgasanteil gesteuert wird. Dazu werden beispielsweise geeignete Steuersignale von dem Steuergerät 130 an die Brennkraftmaschine, insbesondere eine Einspritzanlage und/oder Drosselklappenverstellung (nicht gesondert dargestellt), gesandt. Beispielsweise kann das Abgas mit dem ersten Fettgasanteil einen Lambdawert in einem Bereich von 0,99 bis 1,005, beispielsweise einen Lambdawert von 0,998, aufweisen.
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In einem Schritt 220 wird ein Füllstand des zweiten Katalysators 124 in Bezug auf zumindest eine Magergaskomponente, insbesondere Sauerstoff, ermittelt. Dazu kann insbesondere ein Füllstandsmodell, das Parameter des zweiten Katalysators 124 sowie Eingangsgrößen, beispielsweise Lambdawerte stromauf und/oder stromab des Katalysators, Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, Abgasmassenstrom und dergleichen berücksichtigt, verwendet werden. In Bezug auf die genaue Ausgestaltung eines solchen Füllstandsmodells sei hier nochmals auf die eingangs erwähnte Literatur verwiesen.
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In einem Schritt 230 wird der ermittelte Füllstand mit einem Minimalfüllstand verglichen. Ist der ermittelte Füllstand des zweiten Katalysators 124 größer als der Minimalfüllstand, so kehrt das Verfahren 200 zu dem Schritt 210 zurück. Der Minimalfüllstand kann beispielsweise in Bezug auf eine maximal einspeicherbare Menge der Magergaskomponente und/oder in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Abgassystems 120 und/oder der Brennkraftmaschine 110, wie z.B. Alterungszustand, Temperatur, Dynamik der Drehmomentanforderung o.Ä., gewählt werden.
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Wird jedoch in dem Schritt 230 festgestellt, dass der Minimalfüllstand unterschritten wird, so fährt das Verfahren 200 mit einem Schritt 240 fort, in dem ein Schubbetriebsmodus angefordert wird. In einem solchen Schubbetriebsmodus wird eine Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine 110 reduziert oder ganz abgeschaltet, so dass die Brennkraftmaschine ein mageres Abgas erzeugt bzw. als Luftpumpe fungiert. Dabei verringert sich zwangsläufig das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Drehmoment. Dabei wird auf einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 110, beispielsweise eine aktuelle Drehmomentanforderung, Rücksicht genommen. Ein ggf. fehlendes Drehmoment wird durch die elektrische Maschine 150 bereitgestellt, wie auch in 3 dargestellt. Dadurch wird eine spürbare Drehmomentveränderung vermieden und ggf. ein Schubbetriebsmodus überhaupt erst ermöglicht. Beispielsweise kann es bei längeren Bergauffahrten erforderlich sein, zwischendurch den zweiten Katalysator (wieder) auf seinen optimalen Sauerstoff-Füllstand zu bringen. Herkömmlicherweise wäre dazu eine zumindest vorrübergehende Bergabfahrt nötig oder es würde ein erheblicher und spürbarer Leistungseinbruch erforderlich, um die notwendige Magerbetriebsphase der Brennkraftmaschine darzustellen. Unter Verwendung der elektrischen Maschine kann hingegen auch in derart ungünstigen Betriebssituationen ein künstlicher Schubbetriebsmodus durchgeführt werden. Dadurch wird die Brennkraftmaschine 110 zum Erzeugen eines mageren Abgases gesteuert. Dabei kann in bestimmten Situationen die Brennkraftmaschine 110 während des Schubbetriebsmodus kurzzeitig von den Rädern 140 getrennt werden. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn die elektrische Maschine 150 (nahe) an ihrer maximalen Leistungsfähigkeit betrieben wird und die Schleppleistung der Brennkraftmaschine 110 zu einer Reduktion des an den Rädern 140 anliegenden Drehmoments führen würde. Ist der Füllstand des zweiten Katalysators 124 mittels des Magerbetriebs 240 so weit angestiegen, dass eine Betriebsschwelle des zweiten Katalysators 124 überschritten ist (z.B. 90% Füllstand), fährt das Verfahren 200 mit einem Schritt 250 fort.
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Um sicherzustellen, dass ausreichend Energie zur Bereitstellung des erforderlichen Drehmoments durch die elektrische Maschine zur Verfügung steht, kann vor der Durchführung des Schritts 240 ein Ladezustand des Energiespeichers 155 überprüft werden. Zur Bewertung des voraussichtlichen Energiebedarfs kann beispielsweise ein Steigungsprofil eines vorausliegenden Streckenabschnitts berücksichtigt werden, das z.B. über Navigationsdaten abrufbar sein kann.
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In dem Schritt 250 wird der erste Katalysator 122 wieder in seinen Sollbetriebszustand versetzt. Wie eingangs erläutert, wird der erste Katalysator 122 leicht fett betrieben, so dass dessen Füllstand in Bezug auf Magergaskomponenten, der nach der Magerbetriebsphase 240 nahe 100% liegt, wieder gesenkt werden muss, um den Katalysator in das Katalysatorfenster zu bringen (=Katalysator-Ausräumen). Dazu steuert das Steuergerät 130 die Brennkraftmaschine 110 zum Erzeugen eines fetten Abgases mit einem zweiten Fettgasanteil, der höher ist als der oben erläuterte erste Fettgasanteil. Dieser zweite Fettgasanteil wird beispielsweise in Abhängigkeit von aktuellem Betriebspunkt, konkreter Ausgestaltung der Brennkraftmaschine 110 bzw. des Abgassystems 120 und/oder Strategie zur Emissionsreduktion gewählt. Dadurch kann der erste Katalysator schnell wieder in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden. Unterschreitet der Füllstand des ersten Katalysators 122 eine Betriebsschwelle des ersten Katalysators 122 (z.B. Füllstand <25%), kehrt das Verfahren 200 zu dem Schritt 210 zurück, in dem wieder das fette Abgas mit dem ersten Fettgasanteil erzeugt wird.
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Es versteht sich, dass das Verfahren 200 nicht zwangsläufig ununterbrochen während der gesamten Betriebsdauer der Brennkraftmaschine 110 durchgeführt werden muss oder kann. Beispielsweise kann es erforderlich sein, am Anfang einer Betriebsphase der Brennkraftmaschine 110 ein Heizprogramm für das Abgassystem 120 durchzuführen, das ggf. andere Anforderungen an die Abgaszusammensetzung stellt, als das vorliegende Verfahren 200. Demenentsprechend kann das hier erläuterte Verfahren 200 auch in Kombination oder abwechselnd mit anderen Betriebsweisen durchgeführt werden, ohne von dem der Erfindung zugrundeliegenden Konzept abzuweichen.
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In 3 ist schematisch eine Lastverteilung, wie sie im Rahmen der Erfindung zwischen der elektrischen Maschine 150 und der Brennkraftmaschine 110 eingestellt werden kann, schematisch als Diagramm einer Leistung P über der Zeit t dargestellt. Der Anteil der elektrischen Leistung an der Gesamtleistung ist dabei jeweils mit 301 bezeichnet, während der Anteil der durch die Brennkraftmaschine 110 bereitgestellten Leistung jeweils mit 302 bezeichnet ist.
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In einem Normalbetriebsmodus 310 trägt sowohl die elektrische Maschine 150, als auch die Brennkraftmaschine 110 einen positiven Beitrag zur Systemleitung bei. Es sind jedoch auch Situationen denkbar, in denen die Brennkraftmaschine 110 beispielsweise allein die gesamte Leistung aufbringt.
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In einem Schubbetriebsmodus 320 nimmt die Brennkraftmaschine 110 hingegen Leistung 302 auf bzw. trägt ein negatives Drehmoment bei, was durch eine entsprechende Erhöhung der durch die elektrische Maschine 150 beigetragenen Leistung 301 ausgeglichen wird, so dass insgesamt die Systemleistung konstant bleibt. Dadurch wird ein besonders gleichförmiges Fahrverhalten des Fahrzeugs 100 bereitgestellt. Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Schubbetriebsmodus 320 nur angefordert bzw. durchgeführt wird, wenn das angeforderte Drehmoment auch von der elektrische Maschine 150 alleine bereitgestellt werden kann.
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Nach Beendigung des Schubbetriebsmodus 320 folgt ein Betriebsmodus330, in der die Brennkraftmaschine 110 wieder einen positiven Beitrag 302 zur Systemleistung leistet, weshalb der Leistungsanteil 301 der elektrischen Maschine 150 wieder gesenkt werden kann. In dem Betriebsmodus 330 kann insbesondere das Katalysator-Ausräumen des ersten Katalysators 122 erfolgen. Ist dazu eine erhöhte Leistung der Brennkraftmaschine 110 erforderlich, kann ggf. ein über die erforderliche Systemleistung hinausgehender Anteil der Leistung 302 der Brennkraftmaschine durch eine entsprechende Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine 150 (negativer Leistungsbeitrag 301, nicht in der Figur dargestellt) kompensiert werden. Die durch die elektrische Maschine 150 aufgenommene Leistung kann in einem solchen Fall beispielsweise zum Laden des Energiespeichers 155 genutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016222418 A1 [0007]
- DE 102018208683 A1 [0007]
- DE 102018217307 A1 [0007]
