DE4308179C2 - Verfahren zum elektrischen Beheizen eines Abgaskatalysators in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zum elektrischen Beheizen eines Abgaskatalysators in Kraftfahrzeugen

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Abstract

Bei einem Verfahren zum elektrischen Beheizen eines Abgaskatalysators in Kraftfahrzeugen, bei dem ein Heizvorgang bei ungenügendem Ladezustand der Bordnetzbatterie unterbunden wird, wird nach einer vorgegebenen Anzahl von Heizvorgängen eine daraus resultierende maximal zu erwartende Entladung der Bordnetzbatterie angenommen. Entsprechend dieser Entladung wird eine Wiederaufladezeit in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl bestimmt und der nächste Heizvorgang unterbunden, wenn diese Wiederaufladezeit seit dem Ende des letzten Heizvorgangs noch nicht vergangen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektri­ schen Beheizen eines Abgaskatalysators in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.
Ein Verfahren zum elektrischen Beheizen eines Abgaskata­ lysators in Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit vom Ladezu­ stand der Bordnetzbatterie ist beispielsweise aus der EP 0 511 654 A2 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die durch einen Generator erzeugte elektrische Ener­ gie zum Beheizen der Brennkraftmaschine oder des Abgaskatalysators verwendet, wenn eine ausreichende La­ dung der Bordnetzbatterie vorliegt. Anderenfalls wird diese durch den Generator erzeugte elektrische Energie zum Laden der Bordnetzbatterie eingesetzt.
Weiterhin ist aus der US 51 63 290 ein System zum Vorhei­ zen eines Abgaskatalysators in Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem der Abgaskatalysator ebenfalls mittels der Bord­ netzbatterie beheizt wird. Die Bordnetzbatterie wird bei diesem bekannten System jedoch nur dann zum Beheizen des Abgaskatalysators eingesetzt, wenn deren momentane Lade­ zustand für einen erneuten Motorstart ausreichen würde.
In beiden bekannten Systemen wird ein elektrisches Behei­ zen eines Abgaskatalysators in Abhängigkeit vom Ladezu­ stand der Bordnetzbatterie vorgenommen, wobei die Art und Weise der Bestimmung des momentanen Ladezustands nicht angegeben wird.
Es ist jedoch bekannt, den Ladezustand der Bordnetzbatte­ rie beispielsweise über eine Spannungs- oder Strommessung an den Anschlüssen der Bordnetzbatterie vorzunehmen. Dies erfordert jedoch eine eigens dafür vorgesehene Meßvor­ richtung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und kosten­ günstiges Verfahren zum elektrischen Beheizen eines Ab­ gaskatalysators zu schaffen, bei dem der Ladezustand der Bordnetzbatterie berücksichtigt wird, ohne dazu zusätzli­ che Meßvorrichtungen zu verwenden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des einzigen Pa­ tentanspruchs gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum elektrischen Be­ heizen eines Abgaskatalysators in Kraftfahrzeugen, bei dem ein Heizvorgang bei ungenügendem Ladezustand der Bordnetzbatterie unterbunden wird, wird nach einer vorge­ gebenen Anzahl von Heizvorgängen eine daraus resultie­ rende maximal zu erwartende Entladung der Bordnetzbatte­ rie angenommen, entsprechend dieser Entladung eine Wie­ deraufladezeit in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschi­ nendrehzahl bestimmt und der nächste Heizvorgang unter­ bunden, wenn diese Wiederaufladezeit seit dem Ende des letzten Heizvorgangs noch nicht vergangen ist.
Die Erfindung geht davon aus, daß zunächst zwar eine vor­ gegebene Anzahl von Heizvorgängen erlaubt ist, daß danach jedoch eine bestimmte Fahrzeit ohne Heizvorgang vorliegen muß, die notwendig ist, um die durch die erlaubte Anzahl von Heizvorgängen entnommene Ladung aus der Bordnetzbat­ terie wieder aufzufüllen. Da ein Aufladevorgang der Bord­ netzbatterie von der Brennkraftmaschinendrehzahl abhängt, wird keine konstante für die Wiederaufladung notwendige Fahrzeit vorgegeben, sondern diese abhängig von der Brennkraftmaschinendrehzahl bestimmt. Ist die für die Wiederaufladung notwendige Fahrzeit, Wiederaufladezeit, seit dem Ende des letzten Heizvorgangs noch nicht ver­ strichen bevor der nächste Heizvorgang angefordert wird, wird dieser nächste Heizvorgang unterbunden. Die Wieder­ aufladezeit kann jedoch nicht nur ausschließlich in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl bestimmt werden, sondern auch in Abhängigkeit von zusätzlichen Fahrbetriebs- oder Umweltparametern, wie z. B. der Umgebungstemperatur oder der Bordnetzspannung.
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren werden ohnehin vorhandene Informationen über Fahrbetriebs- oder Umweltparameter, die indirekt einen Rückschluß auf den Ladezustand der Bordnetzbatterie erlauben, ausgewertet. Kostenintensive zusätzliche Meßvorrichtungen zur direkten Ermittlung des Ladezustands der Bordnetzbatterie werden dadurch eingespart.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung beschrieben. Sie zeigt eine Bestimmungsmethode der Wiederaufladezeit in Abhängigkeit von der Brennkraft­ maschinendrehzahl.
Im Diagramm 1 ist auf der Ordinate eine vorgegebene An­ zahl von Heizvorgängen ZHV aufgetragen. Diese vorgegebene Anzahl von Heizvorgängen ZHV entspricht einer maximalen Anzahl von Heizvorgängen, die ohne Wiederaufladung der Bordnetzbatterie zugelassen wird. Diese vorgegebene An­ zahl von Heizvorgängen ZHV wird dadurch bestimmt, daß für jeden Heizvorgang eine maximal zu erwartende Entladung der Bordnetzbatterie angenommen wird. Die erlaubte Anzahl von Entladungsvorgängen mit dieser maximal zu erwartenden Entladung richtet sich nach einer maximal zulässigen Ent­ ladung der Bordnetzbatterie.
In diesem Beispiel ist die maximal zulässige Anzahl von Heizvorgängen ohne Wiederaufladung der Bordnetzbatterie 4. Dieser vorgegebenen Anzahl von Heizvorgängen ZHV wird eine Bewertungssumme SUMME B, hier 4,0, zugeordnet. Diese Bewertungssumme SUMME B ergibt sich aus der Addition ein­ zelner Bereichsbewertungen B.
In Diagramm 2 ist auf der Ordinate die Brennkraftmaschi­ nendrehzahl nM aufgetragen. Die Werte der Brennkraftma­ schinendrehzahl nM sind in aneinandergrenzende Bereiche eingeteilt, auf die die Bereichsbewertung B bezogen ist. Auf der Abszisse des Diagramms 2 ist die Zeit t aufgetra­ gen. Die Brennkraftmaschinendrehzahl nM wird in äquidi­ stanten Abtastintervallen δt erfaßt und mit einer Be­ reichsbewertung B versehen. Beispielsweise ergeben sich nach dem ersten und zweiten Abtastintervall δt jeweils eine Bereichsbewertung von B = 0,2. Nach dem dritten Ab­ tastintervall δt wird eine Brennkraftmaschinendrehzahl nM erfaßt, der die Bereichsbewertung B = 0,6 zugeordnet ist. Aus dem vierten bis zehnten Abtastintervall δt ergeben sich jeweils die Bereichsbewertungen B = 0,4, 0,6, 0,6, 0,2, 0,2, 0,8, 0,4. Werden die einzelnen Bereichsbewer­ tungen addiert, wird nach dem zehnten Abtastintervall δt erstmals die vorgegebene Bewertungssumme SUMME B von 4,0 erreicht. Damit ergibt sich eine minimale Wiederauflade­ zeit der Bordnetzbatterie aus der Multiplikation des Ab­ tastintervalls δt mit der Anzahl der Abtastintervalle, die notwendig sind, um die SUMME B aller einzelnen Bereichsbewertungen B für jedes einzelne Abtastintervall zu erreichen, hier 10 . δt.
Die minimale Wiederaufladezeit ist umso kürzer, je größer die Werte der Brennkraftmaschinendrehzahl nM bei den ein­ zelnen Abtastintervallen δt sind; denn auch die Bereichs­ bewertungen B steigen mit steigender Brennkraftmaschinen­ drehzahl nM. Würden beispielsweise in den ersten Ab­ tastintervallen δt bereits Werte der Brennkraftmaschinen­ drehzahl nM vorliegen, denen die Bereichsbewertung B = 1 zugeordnet wäre, würde die minimale Wiederaufladezeit be­ reits nach 4 Abtastintervallen δt beendet sein.
Erst nach dem Verstreichen der minimalen Wiederauflade­ zeit wird der nächste Heizvorgang wieder zugelassen. Würde beispielsweise die Brennkraftmaschine in dem Ausführungsbeispiel nach Diagramm 2 nach dem siebten Ab­ tastintervall δt wieder abgestellt werden, wäre ein elek­ trisches Vorheizen des Abgaskatalysators bei einem erneu­ ten Kaltstart der Brennkraftmaschine unterbunden. In die­ sem Falle müßte die Brennkraftmaschine so lange erneut im Betrieb sein, bis die vorgegebene SUMME B, ausgehend von der beim siebten Abtastintervall δt erzielten SUMME B, erreicht wird.
Treten beispielsweise so niedrige Brennkraftmaschinen­ drehzahlen nM wie beim 13 und 14. Abtastintervall auf, führen diese zu keiner Erhöhung der SUMME B, da davon ausgegangen wird, daß keine Aufladung der Bordnetz­ batterie zu erwarten ist.
Mit diesem erfindunggemäßen Verfahren wird eine einfache und kostengünstige Vorgehensweise geschaffen, um das Be­ heizen eines Abgaskatalysators abhängig vom Ladezustand der Bordnetzbatterie zu steuern.

Claims (1)

1. Verfahren zum elektrischen Beheizen eines Abgaskatalysators in Kraftfahrzeugen, bei dem ein Heizvorgang bei ungenügendem Ladezustand der Bordnetzbatterie unterbunden wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach einer vorgegebenen Anzahl von Heizvorgängen (ZHV) eine daraus resultierende maximal zu erwartende Entladung der Bordnetz­ batterie angenommen wird, daß entsprechend dieser Entladung eine Wiederaufladezeit in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl (nM) bestimmt wird und daß der nächste Heizvorgang unterbunden wird, wenn diese Wiederaufladezeit seit dem Ende des letzten Heizvorgangs noch nicht vergangen ist.
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