DE102010028371A1 - Method for controlling exhaust emission of spark ignited Otto engine, involves obtaining modified lambda nominal value by nominal lambda reference value such that dynamic correction terms are added to nominal lambda reference value - Google Patents

Method for controlling exhaust emission of spark ignited Otto engine, involves obtaining modified lambda nominal value by nominal lambda reference value such that dynamic correction terms are added to nominal lambda reference value Download PDF

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Abstract

The method involves measuring a lambda value at downstream after treatment of an exhaust gas device (120) i.e. nitrogen oxide storage catalyst. A feedback control is performed based on a measured lambda value and a modified lambda reference value. The modified lambda nominal value is obtained by a nominal lambda reference value such that dependent dynamic correction terms are added to the nominal lambda reference value by the operating mode of the exhaust gas after treatment device. The nominal lambda reference value is used below stoichiometric value. An independent claim is also included for a device for controlling exhaust emission of a combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to a method and a device for controlling the exhaust emission of an internal combustion engine.

Die Regelung des Lambda-Wertes im Abgas eines Verbrennungsmotors ist zum einen im Rahmen der generellen Regelung der Abgasemissionen, z. B. im Wege der Begrenzung der Rußerzeugung im Betrieb unter hoher Last, erforderlich. Zum anderen dient die Regelung des Lambda-Wertes im Abgas auch der Aufrechterhaltung der erforderlichen Leistungsfähigkeit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung, etwa bei einem Betrieb eines Dreiwege-Katalysators in Verbindung mit einem Otto-Motor mit Fremdzündung, bei der Regelung des Betriebs eines NOx-Speicherkatalysators (LNT = ”Lean NOx Trap”) mit fettem Luft-Kraftstoff-Gemisch oder bei einem thermischen Schutz einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung bei der Rußverbrennung in einem Dieselpartikelfilter durch Verringerung des Sauerstoffgehaltes im Abgas zwecks Unterdrückung der exothermen Reaktion.The regulation of the lambda value in the exhaust gas of an internal combustion engine is on the one hand in the context of the general regulation of exhaust emissions, eg. B. by way of limiting the production of soot during operation under high load required. On the other hand, the regulation of the lambda value in the exhaust gas also serves to maintain the required performance of an exhaust aftertreatment device, such as when operating a three-way catalyst in conjunction with a gasoline engine with spark ignition, in the regulation of the operation of a NO x storage catalytic converter (LNT = "Lean NO x trap") with rich air-fuel mixture or thermal protection of an exhaust aftertreatment device during soot combustion in a diesel particulate filter by reducing the oxygen content in the exhaust to suppress the exothermic reaction.

Die Regelung des Lambda-Wertes kann dadurch erfolgen, dass eine ”Feedforward”-Vorkalibrierung eines speziellen Verbrennungsmodus für die Einstellungen des Luft-Kraftstoff-Pfades zur Erzielung des gewünschten Lambda-Wertes vorgenommen wird. Hierbei kann auch eine Rückführungsregelung (= ”Feedback-Regelung”) unter Verwendung des gemessenen Lambda-Wertes im Abgas zur weiteren Korrektur durchgeführt werden. Dabei kann die Regelung durch Einflußnahme auf den Kraftstoffpfad erfolgen, um Abweichungen des Lambda-Wertes entweder während transienter Betriebsphasen (unter Berücksichtigung der Luftpfad-Abweichung aufgrund der relativ geringen Ansprechgeschwindigkeit des Luftpfades im Vergleich zum Kraftstoffpfad) oder infolge herstellungsbedingter Schwankungen im Einspritzsystem (gegenüber der nominellen Einspritzklasse) oder eines Drifts des Einspritzsystems infolge Verschleiß oder Verstopfung der Einspritzdüsen zu korrigieren. Der Lambda-Wert im Abgas wird im Wesentlichen durch Einstellung des Kraftstoffpfades gesteuert, um während transienter Betriebsphasen ein schnelles Ansprechen auf Abweichungen im Luftpfad zu gewährleisten. Größere Abweichungen des Lambda-Wertes können allerdings auch durch Anpassung des Ansaufluftmassenstroms kompensiert werden.The regulation of the lambda value may be effected by performing a "feedforward" pre-calibration of a specific combustion mode for the settings of the air-fuel path to obtain the desired lambda value. Here, a feedback control (= "feedback control") using the measured lambda value in the exhaust gas for further correction can be performed. The control can take place by influencing the fuel path to deviations of the lambda value either during transient operating phases (taking into account the air path deviation due to the relatively low response speed of the air path compared to the fuel path) or due to production-related fluctuations in the injection system (compared to the nominal Injection class) or drift of the injection system due to wear or clogging of the injectors. The lambda value in the exhaust gas is controlled essentially by adjusting the fuel path to ensure a fast response to deviations in the air path during transient operating phases. However, larger deviations of the lambda value can also be compensated by adjusting the Ansaufluftmassenstroms.

Bei herkömmlichen Ansätzen ist die Anordnung eines Lambda-Sensors stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators erforderlich, um ein schnelles Ansprechen sicherzustellen und im Integratorterm in einer klassischen Reglerstruktur, insbesondere beim Übergang vom Betrieb mit magerem Luft-Kraftstoff-Gemisch zu einem Betrieb mit fettem Luft-Kraftstoff-Gemisch, einen sogenannten ”Wind-up-Effekt” zu vermeiden, der aus großen Abweichungen zwischen dem Lambda-Sollwert und dem gemessenem Lambda-Wert resultieren kann. Beim ”Wind-up-Effekt” nimmt der I-Regler einen Wert oberhalb der Möglichkeiten des Stellgliedes ein und verursacht beim Rücklauf ungewollte Verzögerungen. Darüber hinaus wird eine Messung des Lambda-Wertes im Abgas beim Austritt aus dem Verbrennungsmotor durchgeführt, um eine Rückführungsregelung (”Feedback-Regelung”) zu realisieren. Typischerweise wird ein zweites Signal für den Lambda-Wert, welches stromabwärts der Abgasnachbehandlungskomponente bestimmt wird, als Maß für die Robustheit der Regelung und zur Minimierung des Durchbruchs von Reduktanden z. B. in dem zum Reinigen des NOx-Speicherkatalysators erforderlichen Betrieb mit fettem Luft-Kraftstoff-Gemisch verwendet.In conventional approaches, it is necessary to have a lambda sensor upstream of the NO x storage catalyst to ensure rapid response and to operate in the integrator term in a classical governor structure, particularly at the transition from lean air-fuel ratio operation to rich air mode operation. Fuel mixture, a so-called "wind-up effect" to avoid, which can result from large deviations between the lambda setpoint and the measured lambda value. In the "wind-up effect", the I-controller assumes a value above the possibilities of the actuator and causes unwanted delays on the return. In addition, a measurement of the lambda value in the exhaust gas when exiting the internal combustion engine is carried out in order to realize a feedback control ("feedback control"). Typically, a second signal for the lambda value, which is determined downstream of the exhaust aftertreatment component, as a measure of the robustness of the control and to minimize the breakdown of reductants z. B. in the required for purifying the NO x storage catalytic converter operation with a rich air-fuel mixture.

Aus der US 7 225 612 B2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umwandeln von NOx in einem NOx-Speicherkatalysator bekannt, in welchem NOx aus dem Abgas bei einer Temperatur unterhalb eines vorbestimmten Temperaturwerts bis zu einem vorherbestimmten Absorptionswert adsorbiert wird, wobei der NOx-Speicherkatalysator auf den vorbestimmten Temperaturwert erhitzt und danach unter Zugabe eines Reduktionsmittels ein Regenerationsprozeß durchgeführt wird.From the US Pat. No. 7,225,612 B2 For example, there are known a method and apparatus for converting NO x to a NO x storage catalyst in which NO x is adsorbed from the exhaust gas at a temperature below a predetermined temperature value to a predetermined absorbance value, the NO x storage catalyst being at the predetermined level Temperature value is heated and then carried out with the addition of a reducing agent, a regeneration process.

Aus der US 7 628 063 B2 ist ein Verfahren zur ”On Board”-Diagnostik eines NOx-Speicherkatalysators für einen Dieselmotor bekannt, bei welchem ein erster Lambda-Sensor stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators und ein zweiter Lambda-Sensor stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators eingesetzt werden, wobei ein vorhandener Unterschied zwischen den Ausgangssignalen dieser Lambda-Sensoren während der Regeneration des NOx-Speicherkatalysators mit einer Betriebsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators korreliert wird, wohingegen ein nicht vorhandener Unterschied in den Ausgangssignalen der Lambda-Sensoren mit einer Betriebsunfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators korrigiert wird.From the US Pat. No. 7,628,063 B2 a method for "on-board" diagnostics of a NO x storage catalytic converter for a diesel engine is known in which a first lambda sensor upstream of the NO x storage catalytic converter and a second lambda sensor downstream of the NO x storage catalytic converter are used, wherein a existing difference between the output signals of these lambda sensors during the regeneration of the NO x storage catalytic converter is correlated with an operability of the NO x storage catalytic converter, whereas a non-existent difference in the output signals of the lambda sensors is corrected with an inoperability of the NO x storage catalytic converter ,

Aus der US 6 823 843 B1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Minimierung der von einem NOx-Speicherkatalysator freigesetzten NOx-Menge bekannt, wobei ein Grenzwert für die NOx-Speicherung basierend auf der Temperatur und der Sauerstoffspeicherkapazität eines NOx-Speicherkatalysators bestimmt und der Motorbetrieb bei magerem Luft-Kraftstoff-Gemisch beendet wird, wenn die gespeicherte NOx-Menge den Grenzwert erreicht.From the US Pat. No. 6,823,843 B1 For example, there is known an apparatus and method for minimizing the amount of NO x released from an NO x storage catalyst, wherein a NO x storage limit is determined based on the temperature and oxygen storage capacity of an NO x storage catalyst and engine operation in lean air Fuel mixture is terminated when the stored NO x amount reaches the limit.

Aus der US 2006/0075740 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit Fremdzündung und einem Dreiwege-Katalysator mit einer NOx-Speicherkomponente bekannt, bei welchem eine verbleibende NOx-Speicherkapazität des Dreiwege-Katalysators ermittelt wird und wobei eine Steuereinheit dazu programmiert ist, zu einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zurückzukehren, wenn die NOx-Speicherkapazität einen vorbestimmten Wert unterschreitet.From the US 2006/0075740 A1 a spark ignition internal combustion engine and a three-way catalyst with a NO x storage component is known in which a remaining NO x storage capacity of the three-way catalyst is determined and wherein a control unit to is programmed to return to a stoichiometric air-fuel ratio when the NO x storage capacity falls below a predetermined value.

Aus der DE 44 02 850 A1 ist ein System zur Überwachung und Steuerung der Abgasemissionen eines Verbrennungsmotors bekannt, wobei ein erster NOx-Sensor stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators und ein zweiter NOx-Sensor stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordnet werden. Anhand der von diesen NOx-Sensoren gelieferten Ausgangssignale wird ein Wirkungsgrad des NOx-Speicherkatalysators ermittelt, welcher wiederum mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird, wobei für den Fall, dass der so ermittelte Wirkungsgrad den Schwellenwert übersteigt, ein Ausgangssignal angezeigt wird.From the DE 44 02 850 A1 A system for monitoring and controlling the exhaust emissions of an internal combustion engine is known, wherein a first NO x sensor upstream of the NO x storage catalytic converter and a second NO x sensor downstream of the NO x storage catalytic converter are arranged. On the basis of the output signals supplied by these NO x sensors, an efficiency of the NO x storage catalytic converter is determined, which in turn is compared with a predetermined threshold, wherein in the event that the efficiency thus determined exceeds the threshold, an output signal is displayed.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, welche mit vergleichsweise geringem Aufwand eine effektive Regelung des Lambda-Wertes ermöglichen.It is an object of the present invention to provide a method and a device for controlling the exhaust emission of an internal combustion engine, which allow effective control of the lambda value with comparatively little effort.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.This object is achieved by the method according to the features of independent patent claim 1 and the device according to the features of patent claim 7.

Ein Verfahren zur Regelung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors, wobei im Abgassystem des Verbrennungsmotors eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet ist, weist folgende Schritte auf:

  • – Messen des Lambda-Wertes stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung; und
  • – Durchführen einer Rückführungsregelung auf Basis dieses gemessenen Lambda-Wertes und eines modifizierten Lambda-Sollwertes, wobei dieser modifizierte Lambda-Sollwert dadurch erhalten wird, dass zu einem nominellen Lambda-Sollwert ein vom Betriebszustand der Abgasnachbehandlungsvorrichtung abhängiger dynamischer Korrekturterm addiert wird.
A method for regulating the exhaust emission of an internal combustion engine, wherein an exhaust gas aftertreatment device is arranged in the exhaust system of the internal combustion engine, comprises the following steps:
  • - measuring the lambda value downstream of the exhaust aftertreatment device; and
  • Performing a feedback control on the basis of this measured lambda value and a modified lambda desired value, wherein this modified lambda desired value is obtained by adding to a nominal lambda nominal value a dynamic correction term dependent on the operating state of the exhaust gas averaging device.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Rückführungsregelung realisiert, welche lediglich eine Messung des Lambda-Wertes stromabwärts einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung erfordert. Die Erfindung beinhaltet hierbei eine Verlagerung der Position zur Bestimmung bzw. Einstellung des Lambda-Sollwertes von einer Anordnung stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu einer Anordnung stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung.By the present invention, a feedback control is realized, which requires only a measurement of the lambda value downstream of an exhaust aftertreatment device. In this case, the invention includes a displacement of the position for determining or setting the desired lambda value from an arrangement upstream of the exhaust gas aftertreatment device to an arrangement downstream of the exhaust gas aftertreatment device.

Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist vorzugsweise ein NOx-Speicherkatalysator.The exhaust aftertreatment device is preferably a NO x storage catalyst.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, einen modifizierten Sollwert zu verwenden, welcher durch Addition eines dynamischen additiven Korrekturterms zu einem nominellen (konstanten) Lambda-Sollwert erhalten wird, wobei der additive Korrekturterm vom Betriebszustand der Abgasnachbehandlungsvorrichtung abhängt. Dabei kann der additive Korrekturterm mit einem Wert Δλ korrelieren, welcher der Differenz zwischen dem für Speicherung/Freisetzung/Verbrauch von Sauerstoff und Reduktanden in dem NOx-Speicherkatalysator angepaßten Lambda-Wert und dem Lambda-Wert stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung entspricht.In particular, the invention is based on the concept of using a modified nominal value which is obtained by adding a dynamic additive correction term to a nominal (constant) lambda nominal value, the additive correction term depending on the operating state of the exhaust gas after-treatment device. In this case, the additive correction term can correlate with a value Δλ, which corresponds to the difference between the lambda value adapted for storage / release / consumption of oxygen and reductants in the NO x storage catalytic converter and the lambda value upstream of the exhaust gas aftertreatment device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Einstellung des Lambda-Wertes etwas unterhalb des stöchiometrischen Wertes (d. h. kleiner als Eins) vorgenommen, um einerseits ein ausreichendes Maß an Reduktanden stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu dessen Reinigung und zur Umwandlung des in der Abgasnachbehandlungsvorrichtung gespeicherten NOx zu gewährleisten, und um zum anderen das Ausmaß des Durchbruchs an Reduktanden zu minimieren.According to a preferred embodiment, an adjustment of the lambda value is made somewhat below the stoichiometric value (ie smaller than one) in order, on the one hand, to ensure a sufficient amount of reductants upstream of the exhaust aftertreatment device for its purification and for conversion of the NO x stored in the exhaust aftertreatment device, and, secondly, to minimize the extent of reductant breakdown.

Insbesondere kann als nomineller Lambda-Sollwert ein Wert von 0.99 ± 0.02, weiter insbesondere 0.99 ± 0.01, verwendet werden.In particular, a value of 0.99 ± 0.02, more particularly 0.99 ± 0.01, can be used as the nominal lambda nominal value.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der dynamische Korrekturterm einen positiven Wert im Falle der Sauerstofffreisetzung und einen negativen Wert im Falle der Reduktandenfreisetzung durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung. Beim Umschalten von einem Betrieb mit magerem Luft-Kraftstoff-Gemisch auf einen Betrieb mit fettem Luft-Kraftstoff-Gemisch wird der im NOx-Speicherkatalysator gespeicherte Sauerstoff freigesetzt. In diesem Falle ist der korrigierte Lambda-Sollwert höher als der nominelle Lambda-Sollwert, bis sämtlicher gespeicherter Sauerstoff in dem NOx-Speicherkatalysator verbraucht worden ist. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Verwendung des stromabwärts vom NOx-Speicherkatalysator angeordneten Lambda-Sensors bei der Rückführungsregelung insofern von wesentlichem Vorteil, als auf diese Weise vermieden wird, dass der in einer Reglerstruktur verwendete Integrationsterm beim Umschalten vom mageren zum fetten Betrieb einen ”Wind-up-Effekt” zeigt.In a preferred embodiment, the dynamic correction term has a positive value in the case of oxygen release and a negative value in the case of reductant release by the exhaust aftertreatment device. When switching from a lean air-fuel mixture operation to a rich air-fuel mixture operation, the oxygen stored in the NO x storage catalyst is released. In this case, the corrected lambda setpoint is higher than the nominal lambda setpoint until all stored oxygen in the NO x storage catalyst has been consumed. This is in the inventive use of the downstream of the NO x storage arranged lambda sensor in the feedback control of a significant advantage in that it is avoided in this way that the term used in a controller structure when switching from lean to rich operation a "Wind- up effect "shows.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Regelung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors. Zu Vorteilen und bevorzugten Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren verwiesen.The invention further relates to a device for controlling the exhaust emission of an internal combustion engine. For advantages and preferred embodiments of the device, reference is made to the above statements in connection with the method.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment and with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Abschnitts im Abgassystem eines Verbrennungsmotors, in welchem ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung realisierbar ist; 1 a schematic representation of a portion in the exhaust system of an internal combustion engine, in which a method according to the present invention can be realized;

2 ein Diagramm zur Erläuterung des Verhaltens einer herkömmlichen Regelung bei Verwendung eines stromaufwärts zum NOx-Speicherkatalysator angeordneten Lambda-Sensors; und 2 a diagram for explaining the behavior of a conventional control using a lambda sensor arranged upstream of the NO x storage catalytic converter; and

3 ein Diagramm zur Erläuterung des Verhaltens eines erfindungsgemäß stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordneten Lambda-Wertes und bei dynamischer Korrektur des nominellen Lambda-Sollwertes. 3 a diagram for explaining the behavior of a lambda value according to the invention arranged downstream of the NO x storage catalytic converter and with dynamic correction of the nominal lambda nominal value.

Gemäß 1 ist im Abgassystem eines Verbrennungsmotors 110 eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 in Form eines NOx-Speicherkatalysators 120 angeordnet. Stromabwärts dieses NOx-Speicherkatalysators 120 befindet sich ein Lambda-Sensor 130, mittels dessen der Lambda-Wert stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 120 bestimmbar ist.According to 1 is in the exhaust system of an internal combustion engine 110 an exhaust aftertreatment device 120 in the form of a NO x storage catalytic converter 120 arranged. Downstream of this NO x storage catalytic converter 120 there is a lambda sensor 130 by means of which the lambda value downstream of the NO x storage catalytic converter 120 is determinable.

2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Verhaltens einer herkömmlichen Regelung, und 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Verhaltens einer erfindungsgemäßen Regelung mit dynamischer Anpassung des Lambda-Sollwertes. 2 shows a diagram for explaining the behavior of a conventional control, and 3 shows a diagram for explaining the behavior of a control according to the invention with dynamic adjustment of the lambda setpoint.

Die Bedeutung der Kurven ”1”–”6” in den 2 und 3 ist jeweils wie folgt: Kurve ”1”: CO-Emissionen (in Einheiten von ppm) stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators. Kurve ”2”: HC-Emissionen (in Einheiten von ppm) stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators. Kurve ”3”: Lambda-Sensorwert (dimensionslos) stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators. Kurve ”4”: Lambda-Sensorwert (dimensionslos) stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators. Kurve ”5”: Lambda-Sollwert (dimensionslos) nach Anpassung. Kurve ”6”: Kraftstoffkorrekturwert (in Einheiten von mg pro Zylinder) für geschlossene Regelung. The meaning of the curves " 1 "-" 6 " in the 2 and 3 is each as follows: Curve " 1 ": CO emissions (in units of ppm) upstream of the NO x storage catalyst. Curve " 2 ": HC emissions (in units of ppm) upstream of the NO x storage catalyst. Curve " 3 ": Lambda sensor value (dimensionless) upstream of the NO x storage catalytic converter. Curve " 4 ": Lambda sensor value (dimensionless) downstream of the NO x storage catalytic converter. Curve " 5 ": Lambda setpoint (dimensionless) after adjustment. Curve " 6 ": Fuel correction value (in units of mg per cylinder) for closed control.

Gemäß 2 erfolgt eine herkömmliche Regelung bei Verwendung eines stromaufwärts zum NOx-Speicherkatalysator angeordneten Lambda-Sensors zur Rückführungsregelung und unter Einstellung des Lambda-Sollwertes auf einen Wert von 0.96, ohne dass eine dynamische Korrektur vorgenommen wird.According to 2 Conventional control is carried out using a lambda sensor for feedback control arranged upstream of the NO x storage catalytic converter and setting the lambda setpoint value to a value of 0.96, without a dynamic correction taking place.

Gemäß 3 erfolgt eine erfindungsgemäße Rückführungsregelung unter Verwendung eines modifizierten Lambda-Sollwertes, wobei dieser modifizierte Lambda-Sollwert dadurch erhalten wird, dass zu einem nominellen bzw. konstanten Lambda-Sollwert ein vom Betriebszustand der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 von 1 abhängiger dynamischer Korrekturterm addiert wird, wobei der nominelle Lambda-Sollwert beispielsweise auf einen Wert von 0.99 eingestellt werden kann. Dabei ist der Bereich, in welchem die erfindungsgemäße dynamische Anpassung des Lambda-Sollwertes erfolgt, mit ”A” gekennzeichnet.According to 3 there is a feedback control according to the invention using a modified lambda setpoint value, wherein this modified lambda desired value is obtained by the fact that at a nominal or constant Lambda setpoint from the operating state of the exhaust aftertreatment device 120 from 1 dependent dynamic correction term is added, wherein the nominal lambda target value can be set, for example, to a value of 0.99. In this case, the region in which the dynamic adjustment of the desired lambda value according to the invention takes place is marked with "A".

Der bei der Anpassung des Lambda-Sollwertes verwendete additive Korrekturterm hängt vom Betriebszustand der Abgasnachbehandlungsvorrichtung ab und kann insbesondere mit einem Wert Δλ korrelieren, welcher der Differenz zwischen dem für Speicherung/Freisetzung/Verbrauch von Sauerstoff und Reduktanden in dem NOx-Speicherkatalysator angepaßten Lambda-Wert und dem Lambda-Wert stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung entspricht. Hierbei weist der dynamische Korrekturterm während einer Phase der Sauerstofffreisetzung durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 einen positiven Wert auf, wohingegen er während einer Phase der Reduktandenfreisetzung durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 einen negativen Wert aufweist.The additive correction term used in the adaptation of the desired lambda value depends on the operating state of the exhaust gas aftertreatment device and can in particular correlate with a value Δλ corresponding to the difference between the lambda adapted for storage / release / consumption of oxygen and reductants in the NO x storage catalytic converter. Value and the lambda value upstream of the exhaust aftertreatment device corresponds. Here, the dynamic correction term during a phase of the oxygen release by the exhaust aftertreatment device 120 a positive value, whereas during a phase of reductant release by the exhaust aftertreatment device 120 has a negative value.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7225612 B2 [0005] US 7225612 B2 [0005]
  • US 7628063 B2 [0006] US 7628063 B2 [0006]
  • US 6823843 B1 [0007] US 6823843 B1 [0007]
  • US 2006/0075740 A1 [0008] US 2006/0075740 A1 [0008]
  • DE 4402850 A1 [0009] DE 4402850 A1 [0009]

Claims (7)

Verfahren zur Regelung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors, wobei im Abgassystem des Verbrennungsmotors eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: Messen des Lambda-Wertes stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120), und Durchführen einer Rückführungsregelung auf Basis dieses gemessenen Lambda-Wertes und eines modifizierten Lambda-Sollwertes, wobei dieser modifizierte Lambda-Sollwert dadurch erhalten wird, dass zu einem nominellen Lambda-Sollwert ein vom Betriebszustand der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120) abhängiger dynamischer Korrekturterm addiert wird.Method for regulating the exhaust emission of an internal combustion engine, wherein an exhaust gas aftertreatment device is arranged in the exhaust system of the internal combustion engine, characterized in that the method comprises the following steps: measuring the lambda value downstream of the exhaust aftertreatment device ( 120 ), and carrying out a feedback control on the basis of this measured lambda value and a modified desired lambda value, wherein this modified lambda desired value is obtained by determining a nominal lambda nominal value from the operating state of the exhaust gas after-treatment device ( 120 ) dependent dynamic correction term is added. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als nomineller Lambda-Sollwert ein Wert unterhalb des stöchiometrischen Wertes verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that a value below the stoichiometric value is used as the nominal lambda desired value. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als nomineller Lambda-Sollwert ein Wert von 0.99 ± 0.02, insbesondere 0.99 ± 0.01, verwendet wird.A method according to claim 2, characterized in that a value of 0.99 ± 0.02, in particular 0.99 ± 0.01, is used as the nominal lambda desired value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Korrekturterm während einer Phase der Sauerstofffreisetzung durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120) einen positiven Wert aufweist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the dynamic correction term during a phase of the oxygen release by the exhaust aftertreatment device ( 120 ) has a positive value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Korrekturterm während einer Phase der Reduktandenfreisetzung durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120) einen negativen Wert aufweist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the dynamic correction term during a phase of Reduktandenfreisetzung by the exhaust aftertreatment device ( 120 ) has a negative value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120) ein NOx-Speicherkatalysator ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust aftertreatment device ( 120 ) is an NO x storage catalyst. Vorrichtung zur Regelung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.Device for controlling the exhaust emission of an internal combustion engine, characterized in that the device is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4402850A1 (en) 1993-02-10 1994-08-18 Hitachi Ltd System for monitoring and controlling internal combustion engines and their exhaust gas emissions, using gas sensors
US6823843B1 (en) 2004-01-13 2004-11-30 Ford Global Technologies, Llc System and method to minimize the amount of NOx released from a NOx trap
US20060075740A1 (en) 2002-05-24 2006-04-13 Twigg Martyn V Spark ignition engine including three-way catalyst with nox storage component
US7225612B2 (en) 2004-11-23 2007-06-05 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for conversion of NOx
US7628063B2 (en) 2007-01-11 2009-12-08 Cummins Inc. Method for on-board diagnostics of diesel engine NOx adsorber catalysts

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4402850A1 (en) 1993-02-10 1994-08-18 Hitachi Ltd System for monitoring and controlling internal combustion engines and their exhaust gas emissions, using gas sensors
US20060075740A1 (en) 2002-05-24 2006-04-13 Twigg Martyn V Spark ignition engine including three-way catalyst with nox storage component
US6823843B1 (en) 2004-01-13 2004-11-30 Ford Global Technologies, Llc System and method to minimize the amount of NOx released from a NOx trap
US7225612B2 (en) 2004-11-23 2007-06-05 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for conversion of NOx
US7628063B2 (en) 2007-01-11 2009-12-08 Cummins Inc. Method for on-board diagnostics of diesel engine NOx adsorber catalysts

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