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DE10333210A1 - Hybrid vehicle and method for operating a hybrid vehicle - Google Patents

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DE10333210A1
DE10333210A1 DE10333210A DE10333210A DE10333210A1 DE 10333210 A1 DE10333210 A1 DE 10333210A1 DE 10333210 A DE10333210 A DE 10333210A DE 10333210 A DE10333210 A DE 10333210A DE 10333210 A1 DE10333210 A1 DE 10333210A1
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DE
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internal combustion
electric motor
combustion engine
catalyst
torque
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Withdrawn
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DE10333210A
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German (de)
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Ekkehard Dr. Pott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
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Priority to PCT/EP2004/006985 priority patent/WO2005000617A1/en
Publication of DE10333210A1 publication Critical patent/DE10333210A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (20) und einem Elektromotor (10), die jeweils ein Drehmoment abgeben können, insbesondere, um zumindest ein Fahrzeugrad anzutreiben. DOLLAR A Dem Verbrennungsmotor (20) ist eine Abgasanlage (50) mit einem Katalysatorsystem (60, 70) zugeordnet, dessen Konversionsaktivität von vorgegebenen Aktivitätsparametern abhängig ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird in einem vorgegebenen Zeitintervall T_Kat der Wert der Konversionsaktivität ermittelt. Zur Erreichung eines vorgegebenen Konversionsschwellwertes der Konversionsaktivität des Katalysatorsystems (60, 70) wird, falls der Wert der Konversionsaktivität unter dem besagten Schwellwert liegt, die Drehmomentabgabe des Elektromotors (10) vorzugsweise bedarfsabhängig erhöht und die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors (20) vermindert. Hierzu ist eine Einrichtung (90a) zur Steuerung der Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors (20) und des Elektromotors (10) vorgesehen. DOLLAR A Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs.The invention relates to a hybrid vehicle with an internal combustion engine (20) and an electric motor (10), each of which can output a torque, in particular in order to drive at least one vehicle wheel. DOLLAR A The internal combustion engine (20) is associated with an exhaust system (50) with a catalyst system (60, 70) whose conversion activity is dependent on predetermined activity parameters. DOLLAR A According to the invention, the value of the conversion activity is determined in a predetermined time interval T_Kat. To achieve a predetermined conversion threshold of the conversion activity of the catalyst system (60, 70), if the value of the conversion activity is below said threshold value, the torque output of the electric motor (10) is preferably increased as needed and the torque output of the internal combustion engine (20) is reduced. For this purpose, a device (90a) for controlling the torque output of the internal combustion engine (20) and the electric motor (10) is provided. DOLLAR A The invention further comprises a method for operating a hybrid vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The The invention relates to a hybrid vehicle and a method of operation a hybrid vehicle according to the preambles the independent one Claims.

Fahrzeuge mit Parallelhybridantrieben verfügen über einen Verbrennungsmotor sowie zumindest einen Elektromotor, der über denselben oder einen anderen Antriebsstrang des Verbrennungsmotors zumindest ein Fahrzeugrad antreibt. Soweit der Elektromotor auch als Generator betrieben werden kann, ist in nahezu jedem Punkt des Fahrzeugbetriebskennfeldes dadurch eine motorische Unterstützung oder generatorische Zusatzbelastung durch den Elektromotor und eine gewisse Entkoppelung vom Verbrennungsmotorbetrieb möglich.vehicles with parallel hybrid drives have one Internal combustion engine and at least one electric motor, the same over or another drive train of the internal combustion engine, at least a vehicle wheel drives. As far as the electric motor as a generator can be operated is in almost every point of the vehicle operating map thereby a motor support or regenerative additional load by the electric motor and a certain Decoupling from internal combustion engine operation possible.

Damit geht eine Änderung der Abgasqualität einher, insbesondere hinsichtlich des Abgasmassenstroms, der Abgastemperatur sowie der Schadstoffzusammensetzung. Eine derartige Änderung der Abgasqualität hat Auswirkungen auf die Funktion und Effizienz eines dem Verbrennungsmotor nachgeschalteten Katalysatorsystems. Aus der EP 1 182 074 A2 ist bekannt, bei einer Katalysatortemperatur unterhalb einer charakteristischen Anspringtemperatur (Light-Off-Temperatur) durch generatorischen Betrieb des Elektromotors die Last des Verbrennungsmotors zu erhöhen und damit eine erhöhte Abgastemperatur und ein schnelleres Anspringen des Katalysatorsystems nach einem Kaltstart zu erreichen. Ferner wird vorgeschlagen, bei betriebswarmem Motor bzw. betriebswarmen Katalysatorsystem durch motorischen Betrieb des Elektromotors eine Entlastung des Verbrennungsmotors herbeizuführen.This is accompanied by a change in the exhaust gas quality, in particular with regard to the exhaust gas mass flow, the exhaust gas temperature and the pollutant composition. Such a change in the exhaust gas quality has an effect on the function and efficiency of a catalytic converter connected downstream of the engine. From the EP 1 182 074 A2 It is known to increase the load of the internal combustion engine at a catalyst temperature below a characteristic light-off temperature (light-off temperature) by regenerative operation of the electric motor and thus to achieve an increased exhaust gas temperature and a faster popping of the catalyst system after a cold start. It is also proposed to bring about a discharge of the internal combustion engine when the engine warm or warm catalytic converter system by motor operation of the electric motor.

Diese Betriebsweise ist sehr einseitig auf eine Verkürzung der Light-Off-Phase ausgelegt, da nicht berücksichtigt wird, dass mit der Last des Verbrennungsmotors auch die Rohemissionen, insbesondere die Rohemissionen an Kohlenwasserstoffen, deutlich ansteigen. Die Verminderung von Schadstoffemissionen, insbesondere an Kohlenwasserstoffen, durch eine Verkürzung der Light-Oft-Phase des Katalysatorsystems kann daher durch einen Anstieg der Rohemissionen überkompensiert werden und unter Umständen insgesamt zu erhöhten Gesamtemissionen stromab des Katalysatorsystems (Tail-Pipe-Emissionen) führen.These Operation is very one-sided designed to shorten the light-off phase, because not considered is that with the load of the internal combustion engine also the raw emissions, especially the raw emissions of hydrocarbons, clearly increase. The reduction of pollutant emissions, in particular of hydrocarbons, by shortening the light-often phase of the Catalyst system can therefore overcompensated by an increase in raw emissions and under circumstances increased overall Total emissions downstream of the catalyst system (tail pipe emissions) to lead.

Aus der DE 100 41 535 A1 ist ferner ein Hybridfahrzeug bekannt, bei dem bei nicht aktiviertem Katalysator ein Generator elektrische Energie erzeugt und damit die Last der Verbrennungsmaschine erhöht. Damit wird die Temperatur der Maschine, die Temperatur des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgases oder die Temperatur des Kühlwassers der Verbrennungskraftmaschine für eine beschleunigte Aktivierung des Katalysators erhöht.From the DE 100 41 535 A1 Furthermore, a hybrid vehicle is known in which, when the catalyst is not activated, a generator generates electrical energy and thus increases the load of the internal combustion engine. Thus, the temperature of the engine, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine or the temperature of the cooling water of the internal combustion engine for accelerated activation of the catalyst is increased.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Hybridfahrzeuges sowie eines Verfahrens zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges, bei dem durch eine optimierte Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors und des Elektromotors eine Konversionsaktivität eines dem Verbrennungsmotor zugeordneten Katalysatorsystems zur Erreichung eines vorgegebenen Konversionsschwellwertes beeinflusst werden kann.task The present invention is to provide a hybrid vehicle and a method of operating a hybrid vehicle, in which by an optimized torque output of the internal combustion engine and the electric motor has a conversion activity of the internal combustion engine associated Catalyst system to achieve a predetermined conversion threshold can be influenced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.These The object is achieved by the independent claims solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Steuerung der Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors und des Elektromotors vorgesehen, mittels der der Wert der Konversionsaktivität des Katalysatorsystems ermittelt und in Abhängigkeit von diesem Wert für ein vorgegebenes Zeitintervall T_Kat die Drehmomentabgabe des Elektromotors erhöht und die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors gegenüber einem Betrieb des Hybridfahrzeugs ohne Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor vermindert wird. Vorzugsweise erfolgt diese Steuerung bedarfsabhängig in Hinblick auf eine Drehmomentvorgabe.at the hybrid vehicle according to the invention is a device according to the invention for controlling the torque output of the internal combustion engine and the Electric motor provided by means of the value of the conversion activity of the catalyst system determined and depending from this value for a predetermined time interval T_Kat the torque output of the electric motor elevated and the torque output of the internal combustion engine compared to a Operation of the hybrid vehicle without providing a torque is reduced by the electric motor. Preferably, this control is done depending on demand with regard to a torque specification.

Durch die Verminderung der Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors kann für das vorgegebene Zeitintervall eine Rohemission, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, vermindert werden, während gleichzeitig die Konversionsaktivität des Katalysatorsystems günstig zur Erreichung des vorgegebenen Konversionsschwellwertes beeinflusst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt einen optimierten Einsatz der Drehmomentabgabe von Verbrennungsmotor und Elektromotor in Hinblick auf die Erreichung eines vorgegebenen Konversionsschwellwertes.By the reduction of the torque output of the internal combustion engine can for the given time interval a raw emission, in particular of hydrocarbons, be diminished while at the same time the conversion activity of the catalyst system favorable to Achievement of the predetermined conversion threshold influenced becomes. The inventive method allows an optimized use of the torque output of internal combustion engine and electric motor with regard to the achievement of a given Konversionsschwellwertes.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Ermittlung einer Abgasemission stromab des Katalysatorsystems erfolgt und die Erhöhung bzw. Verminderung der Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors bzw. des Elektromotors derart erfolgt, dass ein vorgegebener Emissionsgrenzwert stromab des Katalysatorsystems unterschritten wird. Dies zielt auf eine Überwindung der einseitigen Auslegung der Betriebsweise eines Hybridfahrzeugs sowie auf eine Verkürzung einer Light-Off-Phase und berücksichtigt das Wechselverhältnis von Rohemission und Konversionsaktivität bei der Begrenzung der tatsächlich in die Umwelt abgegebenen Abgasemissionen.Particularly preferred is an embodiment of the invention in which a determination of an exhaust emission takes place downstream of the catalyst system and the increase or decrease in the torque output of the internal combustion engine or the electric motor is such that a predetermined emission limit downstream of the catalyst system is exceeded. This aims at overcoming the one-sided interpretation of the operation of a hybrid vehicle as well as a shortening of a light-off phase and takes into account the ratio of raw emission and conversion activity in the limitation of actually in the environment given exhaust emissions.

Besonders zweckmäßig ist eine Erhöhung der Katalysatortemperatur durch eine Verlegung des Zündwinkels nach spät. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Wirkungsgradverschlechterung des Verbrennungsmotors, insbesondere aufgrund einer Verlegung des Zündwinkels nach spät, durch Betrieb mit einer höheren Luftfüllung erfolgen. Hiermit kann der Abgasmassenstrom gleichzeitig mit einer Erhöhung der Katalysatortemperatur vergrößert werden.Especially is appropriate an increase in the Catalyst temperature by a shift of the ignition angle to late. In a another preferred embodiment can an efficiency deterioration of the internal combustion engine, in particular due to a shift of the ignition angle to late, through Operation with a higher air filling respectively. This allows the exhaust gas mass flow simultaneously with a increase the catalyst temperature can be increased.

Um eine merkliche Entlastung eines typischen Verbrennungsmotors zu erreichen, wird es bevorzugt, wenn der Elektromotor eine maximale Leistung von zumindest 2 KW, vorzugsweise 3,5, besonders bevorzugt 5 KW, jeweils pro Tonne Fahrzeugleergewicht bereitstellt, vorzugsweise in einem Drehzahlbereich von 700-1.500, optimal 1.000/min bis 1.500/min.Around a noticeable relief of a typical internal combustion engine reach, it is preferred that the electric motor has a maximum Power of at least 2 KW, preferably 3.5, particularly preferred 5 KW, each per ton of vehicle empty weight provides, preferably in a speed range of 700-1,500, Optimal 1,000 / min to 1,500 / min.

Besonders hohe Abgasreinigungsleistungen lassen sich mit einem Katalysator erreichen, welcher zumindest einen motornahen Vorkatalysator und zumindest einen stromab des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator umfasst. Erfindungsgemäß wird insbesondere die Konversionsaktivität des Vorkatalysators schnell und effektiv erhöht.Especially high exhaust gas cleaning performance can be achieved with a catalyst reach, which at least one close to the engine pre-catalyst and at least one main catalytic converter arranged downstream of the primary catalytic converter includes. In particular, according to the invention the conversion activity of the precatalyst increases rapidly and effectively.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Die Zeichnungen zeigen inFurther embodiments and advantages of the invention are also independent of their summary in the claims the following description and the drawings. The Drawings show in

1 einen Hybridantrieb mit Steuersystem für ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug 1 a hybrid drive with control system for a hybrid vehicle according to the invention

2 einen zeitlichen Verlauf von Motormomenten und Fahrgeschwindigkeit für einen Kaltstart nach dem Stand der Technik ohne elektrische Unterstützung 2 a time course of engine torque and speed for a cold start according to the prior art without electrical assistance

3 einen zeitlichen Verlauf von Motormomenten und Fahrgeschwindigkeit für einen Kaltstart gemäß dem Stand der Technik mit zusätzlicher elektrischer Generatorlast 3 a time course of engine torque and vehicle speed for a cold start according to the prior art with additional electrical generator load

4 einen zeitlichen Verlauf von Motormomenten und Fahrgeschwindigkeit gemäß der Erfindung 4 a time course of engine torque and driving speed according to the invention

5 einen zeitlichen Verlauf der kumulierten Kohlenwasserstoffemissionen nach einem motornahen Vorkatalysator bei verschiedenen Kaltstartbetriebsweisen. 5 a time course of the cumulative hydrocarbon emissions after a near-engine precatalyst at different cold start modes.

1 zeigt in schematischer Darstellung einen Hybridantrieb 1 für ein ansonsten nicht dargestelltes Hybridfahrzeug. Ein Elektromotor 10 und ein Verbrennungsmotor 20 sind mit einem Getriebe 30 gekoppelt, das mit zumindest einem – in der 1 nicht dargestellten – Fahrzeugrad gekoppelt ist. Bevorzugt ist eine Anordnung des Elektromotors 10 zwischen einem Kurbelwellenausgang des Verbrennungsmotors 20 und einem Getriebeeingang. Der Elektromotor 10 ist mit einer elektrischen Energiespeichereinrichtung, beispielsweise einer aufladbaren Batterie oder dergleichen, elektrisch gekoppelt. Dem Verbrennungsmotor 20 ist eine Abgasanlage 50 mit einem motornahen Vorkatalysator 60 und einem stromab angeordneten Hauptkatalysator 70 zugeordnet. Ein Motorsteuergerät 90 empfängt von Steuersensoren 80, beispielsweise dem Fahrpedalmodul oder einem Antiblockiersystem, Steuersignale sowie von Sensoren 100 Werte von Betriebsparametern des Hybridfahrzeugs, insbesondere des Elektromotors 10, des Verbrennungsmotors 20, der Abgasanlage 50 sowie weiterer Fahrzeugkomponenten. 1 shows a schematic representation of a hybrid drive 1 for an otherwise not shown hybrid vehicle. An electric motor 10 and an internal combustion engine 20 are with a gearbox 30 coupled with at least one - in the 1 not shown - vehicle wheel is coupled. Preferred is an arrangement of the electric motor 10 between a crankshaft output of the internal combustion engine 20 and a transmission input. The electric motor 10 is electrically coupled to an electrical energy storage device, such as a rechargeable battery or the like. The internal combustion engine 20 is an exhaust system 50 with a close to the engine pre-catalyst 60 and a downstream main catalyst 70 assigned. An engine control unit 90 receives from control sensors 80 , For example, the accelerator pedal module or an antilock braking system, control signals and sensors 100 Values of operating parameters of the hybrid vehicle, in particular of the electric motor 10 , the internal combustion engine 20 , the exhaust system 50 as well as other vehicle components.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Verbrennungsmotor 20 ein magerlauffähiger direkt einspritzender Otto-Motor. Besonders bevorzugt ist ein schichtladefähiger direkt einspritzender Otto-Motor, da damit in unteren Last-Drehzahlbereichen beträchtliche Einsparungen am Kraftstoffverbrauch gegenüber einem konventionellen Otto-Motor zu erreichen sind. Insbesondere bei diesen Ausbildungsformen der Erfindung ist es zweckmäßig, das Katalysatorsystem derart auszubilden, dass der Vorkatalysator 60 ein 3-Wegekatalysator und der Hauptkatalysator 70 ein NOx-Speicherkatalysator ist. Der Vorkatalysator 60 dient vorzugsweise zur Reinigung eines stöchiometrischen Abgases, zur Konvertierung von Kohlenwasserstoffen (HC) bei magerem Abgas und zur Verbesserung der Abgasreinigung bei einem Kaltstart. Insbesondere um eine schnelle Aufheizung des Vorkatalysators zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Vorkatalysator 60 in einem Abstand von weniger als 500 mm, optional weniger als 400 mm, besonders bevorzugt weniger als 300 mm mittlerer Abgaslauflänge der Zylinderkopfflansch in der Abgasanlage 50 angeordnet ist. Der NOx-Speicherkatalysator 70 ist vorzugsweise zur Speicherung von Stickoxiden (NOx) bei magerem Abgas ausgelegt. In Abhängigkeit von der Beladung mit NOx und unter Umständen noch weiteren Randbedingungen ist eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators mit einem stöchiometrischen bis fetten Abgas erforderlich.In a preferred embodiment of the invention, the internal combustion engine 20 a lean-running direct-injection gasoline engine. Particularly preferred is a stratified charge directly injecting gasoline engine, since it can be achieved in lower load speed ranges considerable savings in fuel consumption over a conventional gasoline engine. In particular, in these embodiments of the invention, it is expedient to form the catalyst system such that the precatalyst 60 a 3-way catalyst and the main catalyst 70 is a NOx storage catalyst. The precatalyst 60 is preferably used for the purification of a stoichiometric exhaust gas, for the conversion of hydrocarbons (HC) in lean exhaust gas and to improve the exhaust gas purification at a cold start. In particular, in order to enable rapid heating of the precatalyst, it is provided that the precatalyst 60 at a distance of less than 500 mm, optionally less than 400 mm, more preferably less than 300 mm average exhaust run length of the cylinder head flange in the exhaust system 50 is arranged. The NOx storage catalyst 70 is preferably designed for storing nitrogen oxides (NOx) with lean exhaust gas. Depending on the load of NOx and possibly even further boundary conditions, a regeneration of the NOx storage catalyst with a stoichiometric to rich exhaust gas is required.

Die Konversionsaktivität des Katalysatorsystems bzw. seiner Komponenten Vorkatalysator 60 und NOx-Speicherkatalysator 70 ist von Aktivitätsparametern, insbesondere der Katalysatortemperatur, abhängig. Die Konvertierungsrate überschreitet erst ab einer minimalen Temperatur, der sogenannten Light-Off-Temperatur, eine Grenze von 50 %. Im allgemeinen ist die Light-Off-Temperatur eines Katalysators für verschiedene Schadstoffkomponenten wie HC oder NOx unterschiedlich.The conversion activity of the catalyst system or its components precatalyst 60 and NOx storage catalyst 70 is dependent on activity parameters, in particular the catalyst temperature. The conversion rate only exceeds a minimum temperature, the so-called Light-off temperature, a limit of 50%. In general, the light-off temperature of a catalyst is different for different pollutant components such as HC or NOx.

Weitere Aktivitätsparameter des Katalysatorsystems sind Werte eines Abgasmassenstroms, die Rohemission von Abgaskomponenten sowie die Beladung mit NOx und/oder Schwefeloxiden (SOx). Die Werte dieser Aktivitätsparameter werden in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Verbrennungsmotors, ggf. unter Verwendung eines Modells des Katalysatorsystems unter Zuhilfenahme von Signalen der Sensoren 100, ermittelt und in dem Steuergeräte 90 ausgewertet.Further activity parameters of the catalyst system are values of an exhaust gas mass flow, the raw emission of exhaust gas components as well as the loading with NOx and / or sulfur oxides (SOx). The values of these activity parameters are dependent on the operating parameters of the internal combustion engine, possibly using a model of the catalyst system with the aid of signals from the sensors 100 , determined and in the control units 90 evaluated.

Das Steuergerät 90 beinhaltet in einer bevorzugten Ausführungsform einen oder mehrere Mikroprozessoren, Datenspeicher und Schnittstellen sowie eine Einrichtung 90a mittels der in Abhängigkeit von den Steuersignalen der Sensoren 80 das Gesamtdrehmoment bestimmt wird, welches vom Elektromotor 10 und dem Verbrennungsmotor 20 geliefert und zumindest teilweise dem Getriebe 30 zur Verfügung gestellt wird. Die Kopplung zwischen dem Elektromotor 10 und dem Verbrennungsmotor 20 ermöglicht sowohl eine negative als auch eine positive Drehmomentübertragung zwischen diesen beiden Komponenten.The control unit 90 includes in a preferred embodiment, one or more microprocessors, data storage and interfaces, and means 90a by means of in dependence on the control signals of the sensors 80 the total torque is determined by the electric motor 10 and the internal combustion engine 20 delivered and at least partially the gearbox 30 is made available. The coupling between the electric motor 10 and the internal combustion engine 20 allows both negative and positive torque transmission between these two components.

Die im Einzelnen in 1 nicht genauer dargestellten Sensoren 100 umfassen Sensoren zur Messung oder Ermittlung von Betriebsparametern, vorzugsweise der Speichereinrichtung 40, des Elektromotors 10, des Verbrennungsmotors 20 und der Abgasanlage 50. Insbesondere können Lambda-Sonden in der Abgasanlage 50 stromaufwärts des Vorkatalysators 60, stromabwärts des Vorkatalysators 60, stromaufwärts des Hauptkatalysators 70 oder stromabwärts des Hauptkatalysators 70 angeordnet sein. Ferner können an verschiedenen Stellen der Abgasanlagen NOx-, SOx- oder Kohlenwasserstoffsensoren angeordnet sein. Zur Messung der Temperatur des Abgases oder des Katalysatorsystems können an verschiedenen Einbauorten Temperatursensoren vorgesehen sein.The detailed in 1 not shown in detail sensors 100 include sensors for measuring or determining operating parameters, preferably the memory device 40 , the electric motor 10 , the internal combustion engine 20 and the exhaust system 50 , In particular, lambda probes in the exhaust system 50 upstream of the precatalyst 60 , downstream of the precatalyst 60 , upstream of the main catalyst 70 or downstream of the main catalyst 70 be arranged. Furthermore, NOx, SOx or hydrocarbon sensors can be arranged at different locations of the exhaust systems. To measure the temperature of the exhaust gas or of the catalyst system, temperature sensors may be provided at various installation locations.

Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors und des Elektromotors zur Erreichung eines vorgegebenen Konversionsschwellwertes und die Konversionsaktivität des Katalysatorsystems 60, 70 zu optimieren. Eine derartige Optimierung ist bevorzugt in einem Zeitintervall Temp_K nach einem Kaltstart des Fahrzeugs vorgesehen, kann jedoch, falls erforderlich, auch in anderen Betriebsphasen des Verbrennungsmotors 20 erfolgen. Nach einem Kaltstart liegt die Temperatur des Katalysatorsystems zunächst unterhalb der Light-Off-Temperatur. Die Konversionsaktivität liegt in diesem Fall unterhalb eines Light-Off-Wertes von 50 % oder 80 % und muss daher für einen umweltgerechten Betrieb des Verbrennungsmotors 20 erhöht werden.The method according to the invention aims at the torque output of the internal combustion engine and the electric motor for achieving a predetermined conversion threshold and the conversion activity of the catalyst system 60 . 70 to optimize. Such optimization is preferably provided in a time interval Temp_K after a cold start of the vehicle, but can, if necessary, also in other operating phases of the internal combustion engine 20 respectively. After a cold start, the temperature of the catalyst system is initially below the light-off temperature. The conversion activity is in this case below a light-off value of 50% or 80% and therefore must be for environmentally sound operation of the internal combustion engine 20 increase.

Im Folgenden werden zunächst anhand der 2 und 3 bereits aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrensweisen bei einem Kaltstart beschrieben.The following are first based on the 2 and 3 already known from the prior art procedures at a cold start described.

In 2 ist der zeitliche Verlauf eines Motormoments M eines konventionellen Verbrennungsmotors bei einem Kaltstartvorgang dargestellt. Das Moment M umfasst insbesondere die für Motorstart, Reibung, Betrieb von Nebenaggregaten und Vortrieb erforderlichen Momente. F bezeichnet die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit.In 2 the time profile of an engine torque M of a conventional internal combustion engine during a cold start process is shown. In particular, the moment M includes the moments required for engine start, friction, operation of ancillaries and propulsion. F denotes the driving speed as a function of time.

Bei dem gezeigten Startvorgang beginnt nach einer Leerlaufphase ab dem Zeitpunkt T_A ein Anfahrvorgang mit einer Beschleunigung und einem entsprechenden Anstieg des Moments M. Der Verbrennungsmotor hat so nach relativ kurzer Zeit nach dem Start eine maximal realisierbare Momentreserve M_Max, die an sich zur Katalysatorbeheizung genutzt werden kann. Nach einer Standfahrphase wird die Fahrgeschwindigkeit zum Zeitpunkt T_S wieder auf Null reduziert. Dementsprechend sinkt die Motorlast.at The starting process shown starts after an idling phase from the Time T_A a startup process with an acceleration and a corresponding Increase of the moment M. The combustion engine is so relative to a short time after starting a maximum achievable torque reserve M_Max, which can be used for catalyst heating. After a Standstill phase, the vehicle speed at time T_S again Zero reduced. Accordingly, the engine load decreases.

Bei dem in 2 dargestellten Kaltstartvorgang liegt die Temperatur des Katalysatorsystems zunächst unter der Light-Off-Temperatur, so dass beträchtliche Teile der Rohemission des Verbrennungsmotors an die Umwelt abgegeben werden. Erst mit Aufheizung des Motors bzw. des Abgases kommt es auch zu einer Erwärmung des Katalysatorsystems, soweit nicht eine separate Katalysatorheizung vorgesehen ist.At the in 2 shown cold start process, the temperature of the catalyst system is initially below the light-off temperature, so that considerable parts of the raw emission of the engine are released to the environment. Only with heating of the engine or the exhaust gas, it also comes to a heating of the catalyst system, unless a separate catalyst heating is provided.

Die in 3 genauer dargestellte, aus dem Stand der Technik bekannte Betriebsweise beim Kaltstart zielt darauf ab, die jeweils aktuell vorhandene Momentreserve für eine Beheizung des Katalysatorsystems nutzbar zu machen. In 3 ist für dieselbe Fahrkurve F wie in 2 ein Kaltstarvorgang mit zusätzlicher elektrischer Generatorlast dargestellt, wobei angenommen ist, dass die Katalysatortemperatur unterhalb einer Light-Off-Temperatur liegt. Im Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten T_A und T_B wird zur Erzielung besonders kurzer Katalysatorheizzeiten die üblicherweise Füllung des noch kalten Motors bis an die Grenzen eines stabilen Motorlaufs erhöht. Das Lastmoment des Verbrennungsmotors wird also bis an die maximal realisierbare Momentreserve geführt. Allerdings steigen üblicherweise mit der Motorlast des Verbrennungsmotors auch die Rohemissionen, insbesondere für Kohlenwasserstoffe, deutlich an. Die durch die Verkürzung der Light-Oft-Phase reduzierten Emissionen können daher durch einen Anstieg der Rohemissionen überkompensiert werden und zu einer insgesamt erhöhten Tail-Pipe-Emission führen.In the 3 shown in detail, known from the prior art operation at cold start aims to make each of the currently available torque reserve for heating the catalyst system available. In 3 is for the same travel curve F as in 2 a cold start operation is shown with additional electrical generator load, it being assumed that the catalyst temperature is below a light-off temperature. In the time interval between times T_A and T_B, to achieve particularly short catalyst heating times, the usually filling of the still cold engine is increased to the limits of stable engine operation. The load torque of the internal combustion engine is thus guided up to the maximum achievable torque reserve. However, usually with the engine load of the internal combustion engine, the raw emissions, especially for hydrocarbons, increase significantly. Reduced emissions due to the shortening of the light-often phase can therefore be explained by an increase in raw emissions be compensated and lead to an overall increased tailpipe emission.

Wird wie in der EP 1 182 074 der Zündwinkel nach spät verstellt, kann damit die Temperatur des Abgases erhöht werden. Erfolgt allerdings eine weitere Lastanforderung, beispielsweise durch einen Anfahrvorgang, so wird die Luftfüllung des Verbrennungsmotors nicht zurückgenommen. Vielmehr wird der Zündwinkel so weit in Richtung früh verschoben, dass die geforderte Last durch die damit einhergehende Wirkungsgradverbesserung erbracht werden kann. Dieser Energieanteil steht dann nicht zur Beheizung des Katalysatorsystems zur Verfügung. Daher kann – wenn die Last des Verbrennungsmotors durch generatorischen Betrieb des Elektromotors noch weiter angehoben wird – die zur Katalysatorheizung zur Verfügung stehende Leistung gesenkt werden.Will like in the EP 1 182 074 the firing angle retarded, so that the temperature of the exhaust gas can be increased. However, if a further load request, for example by a start-up, so the air charge of the engine is not withdrawn. Rather, the ignition angle is shifted so far in the direction of early, that the required load can be provided by the associated improvement in efficiency. This energy fraction is then not available for heating the catalyst system. Therefore, when the load of the internal combustion engine is further increased by regenerative operation of the electric motor, the power available for catalyst heating can be lowered.

In 4 ist der zeitliche Verlauf eines Moments M sowie eine Fahrgeschwindigkeit F bei einem Kaltstartbetrieb gemäß der Erfindung dargestellt. Es wird dabei angenommen, dass das Katalysatorsystem eine Temperatur unter einer Light-Off- Temperatur aufweist und daher seine Konversionsaktivität unterhalb eines Konversionsschwellwertes liegt. Nach dem Start des Verbrennungsmotors gibt dieser zunächst ein Leerlaufdrehmoment M_L ab, welches insbesondere zur Durchführung des Motorstarts, Überwindung von Reibung, Versorgung von Nebenaggregaten zur Verfügung gestellt wird. Bevorzugt wird M_L so gewählt, dass ein akzeptabler Wert an Rohemissionen in dem betreffenden Punkt des Betriebskennfeldes nicht überschritten wird.In 4 is the time course of a moment M and a travel speed F at a cold start operation according to the invention shown. It is assumed that the catalyst system has a temperature below a light-off temperature and therefore its conversion activity is below a conversion threshold. After the start of the internal combustion engine, this initially emits an idling torque M_L, which is made available in particular for carrying out the engine start, overcoming friction, and supplying ancillary equipment. Preferably, M_L is chosen so that an acceptable value of raw emissions in the relevant point of the operating map is not exceeded.

Zum Zeitpunkt T_A erfolgt eine Drehmomentanforderung, um einen Anfahrvorgang durchzuführen. Zum Zeitpunkt T_B ist der Anfahrvorgang beendet und es erfolgt eine Konstantfahrt mit einer konstanten Fahrgeschwindigkeit bis zum Zeitpunkt T_S. In dem Zeitintervall T_A bis T_B ist erfindungsgemäß eine elektromotorische Unterstützung des Verbrennungsmotors 20 durch den Elektromotor 10 vorgesehen. In dem besagten Zeitintervall wird daher nur ein Teil der insgesamt erforderlichen Drehmomentabgabe für den Anfahrvorgang vom Verbrennungsmotor 20 zur Verfügung gestellt, während der übrige erforderliche Aufwand an Drehmoment von dem Elektromotor 10 geleistet wird. Voraussetzung hierfür ist, dass durch die elektrische Speichereinrichtung 40 zur Verfügung stehende elektrische Leistung dies erlaubt. Zum Zeitpunkt T_S zeigt die Fahrkurve F eine Verminderung der Fahrgeschwindigkeit, die zu einem Übergang zu einem Leerlauf zu einem späteren Zeitpunkt führt. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wird die Momentabgabe des Verbrennungsmotors 20 wieder auf den Wert M_L zurückgeführt.At time T_A, a torque request is made to perform a startup operation. At the time T_B the starting process is completed and there is a constant travel at a constant speed until the time T_S. In the time interval T_A to T_B according to the invention is an electromotive assistance of the internal combustion engine 20 through the electric motor 10 intended. In the said time interval, therefore, only a part of the total required torque output for the starting operation of the internal combustion engine 20 provided while the remaining required amount of torque from the electric motor 10 is done. The only prerequisite is that by the electrical storage device 40 available electric power allows this. At time T_S, the travel curve F shows a reduction in the vehicle speed, which leads to a transition to an idling at a later time. At this time at the latest, the torque output of the internal combustion engine 20 returned to the value M_L.

Erfindungsgemäß kann eine derartige Optimierung der Momentabgabe des Elektromotors 10 und des Verbrennungsmotors 20 innerhalb eines Zeitintervalls T_Kat erfolgen, welches erforderlich ist, um das Katalysatorsystem in einen Zustand zu bringen, in dem der Konversionsschwellwert erreicht oder überschritten worden ist. Üblicherweise ist dieser Zustand durch eine oberhalb der Light-Off-Temperatur für Kohlenwasserstoff liegende Katalysatortemperatur charakterisiert.According to the invention, such an optimization of the torque output of the electric motor 10 and the internal combustion engine 20 within a time interval T_Kat, which is necessary to bring the catalyst system into a state in which the conversion threshold has been reached or exceeded. Typically, this condition is characterized by a catalyst temperature above the hydrocarbon light-off temperature.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Momentabgabe des Verbrennungsmotors 20 während des Zeitintervalls T_Kat auf den Wert M_L beschränkt, so dass jede zusätzliche hierüber hinausgehende Momentanforderung von dem Elektromotor 10 bedient wird. Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass innerhalb von T_Kat eine Drehmomentanforderung zu mindestens 60 %, vorzugsweise zu mindestens 80 %, ideal zu mindestens 90 % vom Elektromotor 10 bedient wird.In a preferred embodiment of the invention, the torque output of the internal combustion engine 20 during the time interval T_Kat is limited to the value M_L, so that any additional torque request from the electric motor 10 is served. Preferably, it is further provided that within T_Kat a torque requirement of at least 60%, preferably at least 80%, ideally at least 90% of the electric motor 10 is served.

Innerhalb des Zeitintervalls T_Kat wird erfindungsgemäß zur Erhöhung einer Abgastemperatur der Verbrennungswirkungsgrad des Verbrennungsmotors 20 gezielt verschlechtert. Eine derartige Wirkungsgradverschlechterung wird zu einer Erhöhung der Abgastemperatur genutzt. Eine mögliche Methode zur Wirkungsgradverschlechterung ist eine Verlegung des Zündwinkels nach spät. Damit gelangt ein höherer Anteil der im Brennraum umgesetzten Kraftstoffenergie ins Abgas. Ein Teil der Wirkungsgradminderung des Motors kann durch einen Betrieb mit höherer Füllung kompensiert werden, indem der Motor mit einem vergrößerten Luftmassenstrom betrieben wird. Damit wird ein höherer Abgasmassenstrom erzeugt, der die Beheizung des Katalysators weiter beschleunigt.Within the time interval T_Kat, the combustion efficiency of the internal combustion engine is increased according to the invention to increase an exhaust gas temperature 20 purposefully deteriorated. Such deterioration in efficiency is used to increase the exhaust gas temperature. One possible method of degrading efficiency is to delay the firing angle. This results in a higher proportion of the fuel energy converted in the combustion chamber into the exhaust gas. Part of the efficiency reduction of the engine can be compensated for by a higher charge operation by operating the engine at an increased mass air flow. Thus, a higher exhaust gas mass flow is generated, which further accelerates the heating of the catalyst.

Wie an sich bekannt ist, treten bei einer Verlegung des Zündwinkels nach spät aufgrund der erhöhten Abgastemperatur niedrigere Kohlenwasserstoffkonzentrationen stromauf des Katalysatorsystems auf. Das erfindungsgemäße Verfahren hat daher neben einem höheren Energieeintrag in die Abgasanlage und das Katalysatorsystem demnach den Vorteil von niedrigeren Rohemissionen.As is known per se, occur at a relocation of the ignition angle after late due to the increased Exhaust temperature lower hydrocarbon concentrations upstream of the catalyst system. The inventive method therefore has in addition a higher one Energy input into the exhaust system and the catalyst system accordingly the advantage of lower raw emissions.

Durch den höheren Energieeintrag in die Abgasanlage wird eine schnellere Durchwärmung zumindest eines insbesondere motornahen Teils des Katalysatorsystems ermöglicht. Damit kann die Beheizung des Katalysatorsystems vermindert werden. Bevorzugt ist erfindungsgemäß eine Minderung des für die Beheizung des Katalysatorsystems erzeugten zusätzlichen chemisch-thermischen Energieeintrags in die Abgasanlage. Zusätzlich oder alternativ kann das Zeitintervall T_Kat mehr als 10 %, vorzugsweise 25 %, besonders bevorzugt 40 % gegenüber einer konventionellen Beheizung des Katalysatorsystems reduziert werden.By the higher one Energy input into the exhaust system will cause a faster through-heating at least allows a particular near-engine part of the catalyst system. Thus, the heating of the catalyst system can be reduced. Prefers is a reduction according to the invention of for the heating of the catalyst system produced additional chemical-thermal energy input into the exhaust system. Additionally or alternatively, the time interval T_Kat may be more than 10%, preferably 25 %, more preferably 40% compared to a conventional heating of the catalyst system can be reduced.

Da in den meisten Staaten der Erde die Reinigungswirkung der Abgasanlage durch gesetzliche Vorschriften für Abgasemissions-Grenzwerte vorgegeben sind, ist das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug vorzugsweise so ausgelegt, dass die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte erreicht oder unterschritten werden. In den EU-Ländern wird von dem Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) ein Geschwindigkeitsprofil vorgegeben, das einem typischen Stadt- und Überlandverkehrsaufkommen entsprechen soll. Die erwähnte Auslegung erfolgt daher derart, dass im NEFZ die Emissionen bei erfindungsgemäßer elektrischer Unterstützung das Niveau in einem konventionellen Betriebsmodus eines gleichen Verbrennungsmotors bzw. Hybridfahrzeugs zumindest nicht übersteigen.There In most countries of the world the cleaning effect of the exhaust system by legal regulations for Exhaust emission limits are given, is the inventive method as well as the hybrid vehicle according to the invention preferably designed so that the statutory Limit values are reached or fallen below. In the EU countries will from the New European Driving cycle (NEDC) given a speed profile, the one typical city and overland traffic should correspond. The mentioned The interpretation is therefore such that in the NEDC the emissions at electrical according to the invention support the level in a conventional operating mode of a same At least not exceed internal combustion engine or hybrid vehicle.

In 5 ist der zeitliche Verlauf von kumulierten Kohlenwasserstoffemissionen stromab eines Vorkatalysators schematisch dargestellt. Dargestellt wird jeweils ein Kaltstartvorgang mit der gleichen mit F bezeichneten Fahrkurve. Die mit A bezeichnete Emissionskurve bezeichnet ein konventionelles Katalysator-Heizverfahren wie es in 2 dargestellt wurde. Kurve B bezeichnet ein Katalysatorheizverfahren, bei dem ein negatives Drehmoment in der Kaltstartphase angewendet wird, während die Kurve C einen Betrieb nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bezeichnet. Der auf jeder der Kurven A bis C von oben gesetzte Pfeil bezeichnet den Zeitpunkt, zu dem eine 80 %ige HC-Konvertierungsrate am Vorkatalysator überschritten ist.In 5 the time course of cumulative hydrocarbon emissions downstream of a precatalyst is shown schematically. In each case, a cold start procedure is shown with the same travel curve designated by F. The emission curve denoted by A denotes a conventional catalyst heating method as shown in FIG 2 was presented. Curve B denotes a catalyst heating method in which negative torque is applied in the cold start phase, while curve C denotes operation according to the method of the present invention. The arrow from the top of each of the curves A to C indicates the time at which an 80% HC conversion rate at the precatalyst is exceeded.

Wie die Darstellung in 5 zeigt, ermöglicht die erfindungsgemäße Betriebsweise eine niedrigere kumulierte Kohlenwasserstoffemission sowie ein früheres Erreichen einer 80 %-Kohlenwasserstoff-Konvertierungsrate am Vorkatalysator.Like the illustration in 5 shows, the operation of the invention allows a lower cumulative hydrocarbon emission and earlier reaching an 80% hydrocarbon conversion rate at the primary catalyst.

Da die Erfindung das Erreichen eines Light-Off-Wertes des Katalysatorsystems oder zumindest eines seiner Komponenten erleichtert, kann der Edelmetallgehalt der in einem derartigen Hybridfahrzeug eingesetzten Katalysatoren reduziert werden. Dies gilt insbesondere für Fahrzeuge mit direkt einspritzendem und/oder schichtladefähigem Otto-Motor. Im Stand der Technik werden bei direkt einspritzenden und/oder schichtladefähigen Otto-Motoren wie im NEFZ mit thermisch-ungeschädigten Katalysatorsystemen, die bei einem zeitlichen Schichtbetriebsanteil von zumindest 250 Sekunden eine Kohlenwasserstoffemission von 0,07 g/km und eine NOx-Emission von > 0,05 g/km erreichen, Katalysatoren mit einem Edelmetallgehalt von < 110 g/km/ft3 (3,95 g/dm3) oder sogar < 130 g/ft3 (4,76 g/dm3) eingesetzt. Das Katalysatorsystem besteht in diesem Fall aus einem motornahen Vorkatalysator und zumindest einem stromab angeordneten NOx-Speicherkatalysator mit einer gespeicherten Schwefelmasse von > 0,2 Gramm/pro Liter Katalysatorvolumen.Since the invention facilitates the achievement of a light-off value of the catalyst system or at least one of its components, the noble metal content of the catalysts used in such a hybrid vehicle can be reduced. This applies in particular to vehicles with directly injecting and / or stratified charge Otto engine. In the prior art, direct injection and / or stratified charge Otto engines, such as in the NEDC with thermally-undamaged catalyst systems, which at a temporal Schichtbetriebsanteil of at least 250 seconds, a hydrocarbon emission of 0.07 g / km and a NOx emission of> 0 , 05 g / km, catalysts with a noble metal content of <110 g / km / ft 3 (3.95 g / dm 3 ) or even <130 g / ft 3 (4.76 g / dm 3 ) are used. In this case, the catalyst system consists of a pre-catalyst close to the engine and at least one downstream NOx storage catalytic converter with a stored sulfur mass of> 0.2 grams / liter of catalyst volume.

Erfindungsgemäß wird der Edelmetallgehalt zumindest des oder der Vorkatalysatoren auf weniger als 100 g/ft3 (3,59 g/dm3), insbesondere auf ≥ 80 g/ft3 (2,87 g/dm3) abgesenkt. Bevorzugt ist eine Absenkung auf weniger als 60 g/ft3 (2,16 g/dm3). Damit wird ermöglicht, dass auch nach Ofenalterung des zumindest einen Vorkatalysators mit abgesenktem Edelmetallgehalt für vier Stunden bei 1.100 Grad Celsius in einer Atmosphäre von 2 % O2 und 10 % H2O und eines NOx-Speicherkatalysators mit abgesenktem Edelmetallgehalt für vier Stunden bei 850 Grad Celsius in einer Atmosphäre von 2 % O2 und 10 % H2O bei ansonsten gleichem Fahrzeug durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens im NEFZ eine Kohlenwasserstoffemission von nicht mehr als 0,1 g/km und eine NOx-Emission von 0,08 g/km erreicht wird.According to the invention, the noble metal content of at least one or the precatalysts is lowered to less than 100 g / ft 3 (3.59 g / dm 3 ), in particular to ≥ 80 g / ft 3 (2.87 g / dm 3 ). Preference is given to lowering to less than 60 g / ft 3 (2.16 g / dm 3 ). This makes it possible that even after aging of the at least one pre-catalyst with lowered precious metal content for four hours at 1,100 degrees Celsius in an atmosphere of 2% O2 and 10% H2O and a NOx storage catalyst with lowered precious metal content for four hours at 850 degrees Celsius in a Atmosphere of 2% O2 and 10% H2O in otherwise the same vehicle by using the method according to the invention in NEDC a hydrocarbon emission of not more than 0.1 g / km and a NOx emission of 0.08 g / km is achieved.

Der Elektromotor 20 weist eine maximale Leistung von zumindest 2 KW, vorzugsweise 3,5 KW, besonders bevorzugt 5 KW pro Tonne Fahrzeugleergewicht auf. Bevorzugt ist ein Drehzahlbereich von 700-1.500, ideal 1.000 1/min bis 1.500 1/min.The electric motor 20 has a maximum power of at least 2 KW, preferably 3.5 KW, more preferably 5 KW per ton of vehicle empty weight. Preferred is a speed range of 700-1,500, ideally 1,000 1 / min to 1,500 1 / min.

11
Hybridantrieb mit Steuersystemhybrid drive with control system
1010
Elektromotorelectric motor
2020
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
3030
Getriebetransmission
4040
Batteriebattery
5050
Abgasanlageexhaust system
6060
Vorkatalysatorprecatalyzer
7070
Hauptkatalysatormain catalyst
8080
Sensorensensors
9090
MotorsteuergerätEngine control unit
90a90a
Einrichtung zur Steuerung der DrehmomentabgabeFacility for controlling the torque output
100100
Sensorensensors

Claims (21)

Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs mit – einem Verbrennungsmotor und zumindest einem Elektromotor, jeweils zur Abgabe eines Drehmoments, insbesondere um zumindest ein Fahrzeugrad antreiben zu können, – wobei dem Verbrennungsmotor eine Abgasanlage mit einem Katalysatorsystem für zumindest eine Abgaskomponente zugeordnet ist, dessen Konversionsaktivität von vorgegebenen Aktivitätsparametern abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung eines vorgegebenen Konversionsschwellwerts der Konversionsaktivität für zumindest eine Abgaskomponente in einem vorgegebenen Zeitintervall T_Kat der Wert der Konversionsaktivität ermittelt und falls dieser Wert unter dem besagten Schwellwert liegt, die Drehmomentabgabe des Elektromotors, vorzugsweise bedarfsabhängig, erhöht und die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors gegenüber einem Betrieb des Hybridfahrzeugs ohne Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor vermindert wird.A method for operating a hybrid vehicle with - an internal combustion engine and at least one electric motor, each for outputting a torque, in particular for driving at least one vehicle wheel, - wherein the internal combustion engine, an exhaust system is associated with a catalyst system for at least one exhaust gas component whose conversion activity of predetermined activity parameters is dependent, characterized in that to achieve a predetermined conversion threshold of the conversion activity for at least one exhaust gas component in a predetermined time interval T_Kat the value of the conversion activity determined and if this value is below said threshold value is, the torque output of the electric motor, preferably on demand, increased and the torque output of the internal combustion engine compared to an operation of the hybrid vehicle without providing a torque is reduced by the electric motor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung einer Abgasemission stromab des Katalysatorsystems erfolgt und die Erhöhung bzw. Verminderung der Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors bzw. des Elektromotors derart erfolgt, dass ein vorgegebener Emissionsgrenzwert stromab des Katalysatorsystems unterschritten wird.Method according to claim 1, characterized in that that a determination of exhaust emission downstream of the catalyst system done and the increase or reduction of the torque output of the internal combustion engine or the electric motor is such that a predetermined emission limit Below the catalyst system is below. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivitätsparameter zumindest eine Katalysatortemperatur oder einen Abgasmassenstrom umfassen.Method according to claim 1 or 2, characterized that the activity parameters at least one catalyst temperature or an exhaust gas mass flow include. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass T_Kat sich an einen Kaltstart anschließt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that T_Kat is followed by a cold start. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb von T_Kat eine Drehmomentanforderung zu mind. 60 %, bevorzugt zu mind. 80 %, besonders bevorzugt zu mind. 90 %, vom Elektromotor bedient wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that within T_Kat a torque request at least 60%, preferably at least 80%, more preferably at least. 90%, is operated by the electric motor. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb von T_Kat der Verbrennungswirkungsgrad des Verbrennungsmotors zur Erhöhung einer Abgastemperatur und eines Abgasmassenstroms gezielt verschlechtert wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that within T_Kat the combustion efficiency of the internal combustion engine to increase a Exhaust gas temperature and an exhaust gas mass flow deliberately deteriorated becomes. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Katalysatortemperatur eine Verlegung des Zündwinkels nach spät erfolgt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that to increase the catalyst temperature a displacement of the ignition angle after late he follows. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur zumindest teilweisen Kompensation einer Wirkungsgradverschlechterung des Verbrennungsmotors, insbesondere aufgrund einer Verlegung des Zündwinkels nach spät, der Verbrennungsmotor mit einer höheren Luftfüllung betrieben wird.Method according to claim 6 or 7, characterized that for at least partial compensation of a deterioration in efficiency of the internal combustion engine, in particular due to a relocation of the firing angle after late, the internal combustion engine is operated with a higher air charge. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Katalysatorbeheizung mit einem gegenüber einem Betrieb ohne Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor verminderten um zumindest 10 %, 25 % oder bevorzugt 40 % chemisch-thermischen Energieeintrags in die Abgasanlage vorgesehen ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that a catalyst heating with a across from an operation without providing a torque by the electric motor reduced by at least 10%, 25% or preferably 40% chemical-thermal energy input is provided in the exhaust system. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Katalysatorbeheizung mit einem um zumindest 10 %, 25 % oder 40 % gegenüber einem Betrieb ohne Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor zeitlich verminderten Wert vorgesehen ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that a catalyst heating with a by at least 10%, 25% or 40% compared to a non-provisioned operation a torque through the electric motor time-reduced value is provided. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor eine maximale Leistung von zumindest 2 KW, vorzugsweise 3,5 KW, besonders bevorzugt 5 KW, jeweils pro Tonne Fahrzeugleergewicht bereitstellt, vorzugsweise in einem Drehzahlbereich von 700-1.55, ideal 1.000 1/min bis 1.500 1/min.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the electric motor has a maximum power of at least 2 KW, preferably 3.5 KW, more preferably 5 KW, each provides per ton of vehicle empty weight, preferably in a speed range of 700-1.55, ideal 1,000 rpm to 1,500 rpm. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor zwischen einem Kurbelwellenausgang des Verbrennungsmotors und einem Getriebe-Eingang angeordnet ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the electric motor is between a crankshaft output of the internal combustion engine and a transmission input is arranged. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorsystem zumindest einen motornahen Vorkatalysator und zumindest einen stromab des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator umfasst.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the catalyst system at least one close to the engine pre-catalyst and at least one downstream of the primary catalyst arranged main catalyst comprises. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der motornahe Vorkatalysator in einem Abstand von weniger als 500 mm optional weniger als 400 mm, besonders bevorzugt, weniger als 300 mm mittlerer Abgaslauflänge vom Zylinderkopfflansch angeordnet ist.Method according to claim 13, characterized in that that the close-coupled precatalyst at a distance of less than 500 mm optionally less than 400 mm, more preferably, less as 300 mm medium exhaust run length is arranged from the cylinder head flange. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konversions-Schwellwert ein Light-Off-Wert für zumindest eine der Abgaskomponenten Kohlenwasserstoff, Kohlenmonoxid oder Stickoxid des Vor- und Hauptkatalysators ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the conversion threshold value is a light-off value for at least one of the exhaust gas components hydrocarbon, carbon monoxide or Nitrogen oxide of the pilot and main catalyst is. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor ein vorzugsweise magerlauffähiger direkt einspritzender Otto-Motor ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the internal combustion engine preferably lean executable directly injecting gasoline engine is. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor ein vorzugsweise magerlauffähiger direkt einspritzender schichtladefähiger Otto-Motor ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine, preferably a mauflauffähiger directly Injecting stratified charge Otto engine is. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor im Neuen Europäischen Fahrzyklus mit thermisch ungeschädigtem Katalysatorsystem, welches zumindest einen motornahen Vorkatalysator und zumindest einen stromab angeordneten NOx-Speicherkatalysator aufweist, wobei zumindest einer der Katalysatoren ein Edelmetallgehalt von > 110 g/ft3 hat und in einem zeitlichen Schichtbetriebsanteil von zumindest 250 sek. eine Kohlenwasserstoffemission von < 0,07 g/km und eine Stickoxydemission von < 0,05 g/km ohne Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor erreicht und bei Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor und einem Edelmetallgehalt des Vorkatalysators von < 100 g/ft3 bevorzugt, < 80 g/ft3, besonders bevorzugt < 60 g/ft3, im Neuen Europäischen Fahrzyklus eine Kohlenwasserstoffemission von weniger als 0,1 g/km und eine Stickoxydemission von weniger 0,08 g/km erreicht.A method according to claim 17, characterized in that the internal combustion engine in the New European driving cycle with thermally undamaged catalyst system, which at least one close to the engine pre-catalyst and at least one downstream NOx storage catalyst wherein at least one of the catalysts has a noble metal content of> 110 g / ft 3 and in a temporal Schichtbetriebsanteil of at least 250 sec. achieves a hydrocarbon emission of <0.07 g / km and a nitrogen oxide emission of <0.05 g / km without providing torque by the electric motor and is preferable when providing a torque by the electric motor and a noble metal content of the precatalyst of <100 g / ft 3 , <80 g / ft 3 , more preferably <60 g / ft 3 , achieved in the New European Driving Cycle a hydrocarbon emission of less than 0.1 g / km and a nitrogen oxide emission of less than 0.08 g / km. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkatalysator mit abgesenktem Edelmetallgehalt einer Ofenalterung für 4 Stunden bei 1100°C einer Atmosphäre von 2 % O2 und 10 % H2O und der NOx-Speicherkatalysator mit abgesenktem Edelmetallgehalt für 4 Stunden bei 850°C in einer Atmosphäre von 2 % O2 und 10 % H2O unterzogen wurde.A method according to claim 18, characterized in that the precatalyst with lowered noble metal content of a furnace aging for 4 hours at 1100 ° C an atmosphere of 2% O 2 and 10% H 2 O and the NOx storage catalyst with lowered precious metal content for 4 hours at 850 ° C in an atmosphere of 2% O 2 and 10% H 2 O was subjected. Hybridfahrzeug mit – einem Verbrennungsmotor und zumindest einem Elektromotor, die jeweils ein Drehmoment abgeben können, insbesondere, um zumindest ein Fahrzeugrad anzutreiben, – wobei dem Verbrennungsmotor eine Abgasanlage mit einem Katalysatorsystem zugeordnet ist, dessen Konversionsaktivität von vorgegebenen Aktivitätsparametern abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Steuerung der Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors und des Elektromotors vorgesehen ist, mittels der zur Erreichung eines vorgegebenen Konversionsschwellwerts der Konversionsaktivität des Katalysatorsystems für zumindest eine Abgaskomponente in einem vorgegebenen Zeitintervall T_Kat den Wert der Konversionsaktivität ermittelt und falls dieser Wert unter dem besagten Schwellwert liegt, die Drehmomentabgabe des Elektromotors, vorzugsweise bedarfsabhängig, erhöht und die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors gegenüber einem Betrieb des Hybridfahrzeugs ohne Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor vermindert wird.Hybrid vehicle with - an internal combustion engine and at least one electric motor, each of which can deliver a torque, in particular, to drive at least one vehicle wheel, - being the internal combustion engine an exhaust system is associated with a catalyst system whose conversion activity of predetermined activity parameters dependent is characterized in that a means for controlling the torque output of the engine and the electric motor is provided, by means of which to achieve a predetermined conversion threshold the conversion activity of the catalyst system for at least one exhaust gas component in a predetermined time interval T_Kat determines the value of the conversion activity and if so Value is below the said threshold, the torque output of the Electric motor, preferably on demand, increases and the torque output the internal combustion engine an operation of the hybrid vehicle without providing a torque through the electric motor is reduced. Hybridfahrzug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor im Neuen Europäischen Fahrzyklus mit thermisch ungeschädigtem Katalysatorsystem, welches zumindest einen motornahen Vorkatalysator und zumindest einen stromab angeordneten NOx-Speicherkatalysator aufweist, wobei zumindest einer der Katalysatoren einen Edelmetallgehalt von > 110 g/ft3 haben und in einem zeitlichen Schichtbetriebsanteil von zumindest 250 sek. eine Kohlenwasserstoffemission von < 0,07 g/km und eine Stickoxydemission von < 0,05 g/km ohne Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor erreicht und bei Bereitstellung eines Drehmoments durch den Elektromotor und einem Edelmetallgehalt des Vorkatalysators von < 100 g/ft3, bevorzugt, < 80 g/ft3, besonders bevorzugt < 60 g/ft3 im Neuen Europäischen Fahrzyklus eine Kohlenwasserstoffemission von weniger als 0,1 g/km und eine Stickoxydemission von weniger 0,08 g/km erreicht.Hybridfahrzug according to claim 20, characterized in that the internal combustion engine in the New European driving cycle with thermally undamaged catalyst system which has at least one near the engine pre-catalyst and at least one downstream NOx storage catalyst, wherein at least one of the catalysts have a noble metal content of> 110 g / ft 3 and in a time shift portion of at least 250 sec. achieved a hydrocarbon emission of <0.07 g / km and a nitrogen oxide emission of <0.05 g / km without providing torque by the electric motor and providing a torque by the electric motor and a noble metal content of the precatalyst of <100 g / ft 3 , preferably, <80 g / ft 3 , more preferably <60 g / ft 3 in the New European Driving Cycle achieves a hydrocarbon emission of less than 0.1 g / km and a nitrogen oxide emission of less than 0.08 g / km.
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