DE10018062B4

DE10018062B4 - Mehrzylindermotor für Kraftfahrzeuge mit einer mehrflutigen Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Steuerung eines Betriebs des Mehrzylindermotors

Info

Publication number: DE10018062B4
Application number: DE2000118062
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Pott; Achim Donnerstag; Fred Thiele; Dr. Theobald Jörg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: DE10018062A1

Abstract

Mehrzylindermotor (10) für Kraftfahrzeuge mit einer mehrflutigen Abgasreinigungsanlage (14), die aus wenigstens zwei Abgassträngen (22, 22', 22'') besteht, in die jeweils ein oder mehrere Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) münden und in denen jeweils zumindest ein NOx-Speicherkatalysator (32, 32', 32'') und ein Gassensor (34, 34', 36, 36', 36'') angeordnet sind, sowie mit wenigstens einer Sauganlage (12, 12'), die für mehrere oder alle Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) gemeinsam Frischgas bereitstellt, wobei die einer gemeinsamen Sauganlage (12, 12') zugeordneten Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) in verschiedene Abgasstränge (22, 22', 22'') der mehrflutigen Abgasreinigungsanlage (14) münden, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mit denen in Abhängigkeit vom Katalysatorzustand der NOx-Speicherkatalysatoren (32, 32', 32'') zumindest eine abgasrelevante Maßnahme durch Beeinflussung der Betriebsparameter der dem betroffenen NOx-Speicherkatalysator (32, 32', 32'') zugeordneten Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) ergriffen wird, wobei ein infolge der Durchführung der zumindest einen abgasrelevanten Maßnahme eintretender Momentensprung durch zumindest eine leistungsrelevante Maßnahme, die eine zylinderselektive Änderung einer Abgasrückführrate und/oder eines Einspritzparameters und/oder eines Zündwinkels umfasst, zumindest weitestgehend kompensiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrzylindermotor für Kraftfahrzeuge mit einer mehrflutigen Abgasreinigungsanlage sowie wenigstens einer Sauganlage, die für mehrere oder alle Zylinder gemeinsam Frischgas bereitstellt und ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs des Mehrzylindermotors mit den im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit Abgasreinigungsanlagen auszustatten, die es erlauben, eine Schadstoffemission des Mehrzylindermotors möglichst gering zu halten. Je nach Motorkonzeption kann ein Abgas des Mehrzylindermotors über einen gemeinsamen Abgasstrang oder aber auch über mehrere Abgasstränge abgeführt werden (mehrflutige Abgasreinigungsanlage). Zur Konvertierung von Schadstoffen werden in den Abgasstrang üblicherweise Katalysatorsysteme angeordnet. Diese Katalysatorsysteme beinhalten Oxidationskatalysatoren, die mit Sauerstoff unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe HC oder Kohlenmonoxid CO aufoxidieren, oder auch Reduktionskatalysatoren, die während der Verbrennung entstehende Stickoxide NO_x wieder zu Stickstoff zersetzen. Darüber hinaus können schadstoffspezifische Sorbentien, wie beispielsweise ein HC- oder NO_x-Speicher, in das Katalysatorsystem integriert sein. Katalytischaktive und sorptionsaktive Komponenten lassen sich in Form eines NO_x-Speicherkatalysators zusammenfassen.
Der NO_x-Speicherkatalysator muss zur Wahrung seiner Funktionalität und zur Erzielung möglichst niedriger Schadstoffemissionen einem spezifischen Betriebsmanagement unterworfen werden. Zur Steuerung und Funktionsüberwachung werden im Allgemeinen stromab des NO_x-Speicherkatalysators Gassensoren angeordnet, die es erlauben, einen Katalysatorzustand zu bestimmen (siehe z. B.: Ottomotor-Management/Robert Bosch GmbH [Hrsg.], 1. Aufl., Braunschweig; Wiesbaden: Vierweg, 1998, ISBN 3-528-03877-2, S. 365). Anhand des Katalysatorzustands werden dann spezifische Maßnahmen, insbesondere durch motorische Eingriffe, eingeleitet. So kann beispielsweise unter bestimmten Randbedingungen als eine solche abgasrelevante Maßnahme eine NO_x-Regeneration, eine Entschwefelung oder eine Katalysatorheizmaßnahme ergriffen werden. Derartige Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren lassen sich dem Stande der Technik entnehmen und werden, da nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, nicht näher erläutert.
Aus DE 197 58 018 A1 ist ein Verfahren zur NO_x-Regeneration oder zur Entschwefelung eines NO_x-Speicherkatalysators in einer einflutigen Abgasanlage bekannt, wobei ein Teil der Zylinder mit einem fetten und der andere Teil der Zylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben wird und ein insgesamt im Wesentlichen stöchiometrisches Abgas erzeugt wird. Die Lambdawerte der einzelnen Zylinder sind so gewählt, dass die Regeneration beziehungsweise Entschwefelung mit nur geringen Drehmomentschwankungen erfolgt. Die Lambdaeinstellung wird über eine Korrektur der Luftmasse und/oder der Kraftstoffeinspritzmenge bewirkt.
Bei dem in EP 0 926 327 A2 beschriebenen Verfahren wird zur NO_x-Regeneration eines NO_x-Speicherkatalysators in einer einflutigen Abgasanlage das Luft-Kraftstoff-Gemisch sämtlicher Zylinder durch Erhöhung der Einspritzmenge angefettet und eine Momentenkompensation durch Beeinflussung der Luftmasse oder der Abgasrückführrate durchgeführt. Hingegen beschreibt DE 198 44 745 C1 Momentenschwankungen beim Umschalten zwischen Mager- und Fettbetrieb zur Regeneration eines NO_x-Speicherkatalysators in einer einflutigen Abgasanlage durch Variation der Zylinderfüllung und/oder des Zündwinkels zu minimieren.
Weist der Mehrzylindermotor eine mehrflutige Abgasreinigungsanlage auf, die aus wenigstens zwei Abgassträngen besteht und in die jeweils ein oder mehrere Zylinder münden, so müssen die abgasrelevanten Maßnahmen an den NO_x-Speicherkatalysatoren getrennt voneinander durchgeführt werden. Ist beispielsweise eine NO_x-Regeneration an einem der NO_x-Speicherkatalysatoren beendet, so wäre es wenig sinnvoll, die Regenerationsbedingungen unnötig lange aufrecht zu erhalten, weil die NO_x-Regeneration in anderen Abgassträngen noch nicht abgeschlossen ist. Ein solches Vorgehen würde dann eine zylinderselektive Anpassung der Verbrennungsparameter erfordern. Verfügt der Mehrzylindermotor nun über eine Sauganlage, die für mehrere oder alle Zylinder gemeinsam Frischgas bereitstellt, so scheidet eine herkömmliche Adaption, bei der der Frischgasanteil geregelt wird, aus. Infolgedessen werden alle von der wenigstens eine Sauganlage gespeisten Zylinder unter den selben Bedingungen betrieben. Da die Zylinder aber in unterschiedliche Abgasstränge münden und die dort angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoren im Allgemeinen einen unterschiedlichen Katalysatorzustand aufweisen, muss im Realbetrieb ein erheblicher Sicherheitsabstand festgelegt werden, um Schadstoffdurchbrüche zu vermeiden.
Aber selbst dann, wenn die Zylinder in einem gemeinsamen Abgasstrang münden und die abgasrelevanten Maßnahmen an den Zylindern durch Eingriffe in die gemeinsame Frischgaszufuhr erfolgen, können Probleme auftreten. Insbesondere bei Mehrzylindermotoren mit engwinkliger V-Bauweise sind aufgrund unterschiedlicher Strömungsverhältnisse, unterschiedlich langer Saugwege oder asymmetrischer Auslegung der Sauganlagen die aus Regelung der Frischgaszufuhr resultierenden Effekte schwer beherrschbar. Darüber hinaus sind die abgasrelevanten Maßnahmen häufig nicht momentenneutral durchführbar. Das heißt, werden die Betriebsparameter lediglich mit Hinsicht auf die zu ergreifende abgasrelevante Maßnahme verändert, so können unter Umständen Momentensprünge auftreten. Neben einer unnötigen Verlängerung abgasrelevanter Maßnahmen und damit einer Inkaufnahme eines Mehrverbrauches wird demnach auch ein Fahrkomfort gemindert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mehrzylindermotor für Kraftfahrzeuge mit einer mehrflutigen Abgasreinigungsanlage sowie mit wenigstens einer Sauganlage, die für mehrere oder alle Zylinder gemeinsam Frischgas bereitstellt, zur Verfügung zu stellen, die die geschilderten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Ferner soll ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs des erfindungsgemäßen Mehrzylindermotors geschaffen werden, das es erlaubt, abgas- und leistungsrelevante Maßnahmen koordiniert durchzuführen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Mehrzylindermotor mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen sowie dem Verfahren zur Steuerung eines Betriebs des Mehrzylindermotors mit den im Anspruch 9 genannten Merkmalen gelöst. Der Mehrzylindermotor zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel vorhanden sind, mit denen in Abhängigkeit vom Katalysatorzustand der NO_x-Speicherkatalysatoren abgasrelevante Maßnahmen durch Beeinflussung der Betriebsparameter der jeweils zugeordneten Zylinder ergriffen werden, wobei die infolge der Durchführung der abgasrelevanten Maßnahmen eintretenden Momentensprünge zumindest weitestgehend durch eine zylinderselektive Änderung einer Abgasrückführrate und/oder eines Einspritzparameters (leistungsrelevante Maßnahmen) kompensiert werden (koordinierte Steuerung von abgas- und leistungsrelevanten Maßnahmen). Durch die aufgezeigte Ausgestaltung ist es möglich, zumindest kurzfristig auf eine Adaption der Frischgaszufuhr durch die Sauganlage zu verzichten und anstelle dessen die Abgasrückführrate und/oder die Einspritzparameter an den jeweils ausgewählten Zylindern direkt zu beeinflussen. Die beanspruchten Mittel ermöglichen eine Durchführung des Verfahrens.
Nach dem Verfahren werden vorzugsweise abgasrelevante Maßnahmen, wie die NO_x-Regeneration, die Entschwefelung oder eine Katalysatorheizmaßnahme initiiert. Selbstverständlich ist die Durchführung des Verfahrens nicht auf die aufgezählten Maßnahmen beschränkt. Diese stellen jedoch im Allgemeinen die weit überwiegende Anzahl an Maßnahmen dar, die zur Wahrung der Funktionalität des NO_x-Speicherkatalysators ergriffen werden müssen.
Als bevorzugte leistungsrelevante Maßnahmen kommen ein Homogen- oder Schichtbetrieb des Mehrzylindermotors in magerer, fetter oder stöchiometrischer Atmosphäre in Frage. So lassen sich beispielsweise motorspezifisch im Voraus über Kennfelder Momentabgabe, Abgaszusammensetzung und Abgastemperatur abschätzen. Wenn demnach eine abgasrelevante Maßnahme an einem zu betrachtenden Zylinder eingeleitet wird und damit eine Änderung eines Betriebsmodus resultiert, so kann hieraus eine erste Abschätzung auch auf das während der Durchführung der abgasrelevanten Maßnahmen durch den Zylinder bereitgestellte Moment erfolgen. Als leistungsrelevante Maßnahme kann vorzugsweise auch eine Änderung eines Einspritzparameters eines Einspritzsystems vorgenommen werden. Dabei umfassen die Einspritzparameter einen Zündwinkel, eine Einspritzmenge, eine Einspritzdauer, eine innere Abgasrückführrate und gegebenenfalls die Nacheinspritzungsparameter. Weiterhin ist denkbar, eine äußere Abgasrückführrate durch eine Abgasrückführeinrichtung zu beeinflussen.
Die genannten leistungsrelevanten Maßnahmen können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. Ziel ist es dabei, das infolge der abgasrelevanten Maßnahme geänderte Moment weitestgehend auszugleichen. Zur Begrenzung eines Steuerungsaufwandes hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen, die leistungsrelevanten Maßnahmen zunächst nur an den jeweils die abgasrelevante Maßnahme durchführenden Zylindern zu ergreifen und erst, wenn dieses Vorgehen nicht zum gewünschten Effekt führt, auch die Betriebsparameter anderer Zylinder zu beeinflussen.
Die Mittel, mit denen das vorgenannte Verfahren durchgeführt werden kann, umfassen bevorzugt ein Steuergerät, in dem ein Algorithmus zur koordinierten Steuerung von abgas- und leistungsrelevanten Maßnahmen in digitalisierter Form hinterlegt ist. Das Steuergerät kann als selbstständige Steuereinheit realisiert werden oder aber auch in ein zumeist bereits vorhandenes Motorsteuergerät integriert werden.
Weiterhin ist der Mehrzylindermotor bevorzugt in engwinkliger V-Bauweise mit einem Winkel ≤ 30°, insbesondere ≤ 20°, realisiert, da sich hier die geschilderten Asymmetrien besonders nachteilig für eine Adaption der Frischgaszufuhr auswirken. Weiterhin ist bevorzugt, dass der Mehrzylindermotor ein Ottomotor ist, insbesondere ein direkteinspritzender Ottomotor. Letztere eröffnen aufgrund des bereits besonders vorteilhaft ausgebildeten Einspritzsystems eine sehr genaue Steuerung der leistungsrelevanten Maßnahmen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze eines Mehrzylindermotors mit einer einteiligen Sauganlage und einer doppelsträngigen Abgasreinigungsanlage und
2 eine Prinzipskizze eines Mehrzylindermotors mit zwei Sauganlagen und einer dreisträngigen Abgasreinigungsanlage.
Die 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Mehrzylindermotors 10, dem eine einteilige Sauganlage 12 und eine mehrflutige Abgasreinigungsanlage 14 zugeordnet ist. Der Mehrzylindermotor 10 kann beispielsweise ein direkt einspritzender Ottomotor sein. Ferner verfügt der Mehrzylindermotor 10 über ein hier nicht dargestelltes Einspritzsystem, mit dem Einspritzparameter wie ein Zündwinkel, eine Einspritzmenge, eine Einspritzdauer, eine innere Abgasrückführrate oder aber auch Nacheinspritzungsparameter beeinflussbar sind. Neben der Möglichkeit, über das Einspritzsystem beziehungsweise die Ansteuerung der Ventile des Mehrzylindermotors 10 eine innere Abgasrückführrate zu beeinflussen, kann vorgesehen sein, dass auch eine äußere Abgasrückführrate durch eine ebenfalls hier nicht dargestellte Abgasrückführeinrichtung beeinflussbar ist. Derartige Abgasrückführeinrichtungen können gegebenenfalls auch derart ausgestaltet sein, dass sie es erlauben, die äußeren Abgasrückführraten an einzelnen oder ausgewählten Gruppen von Zylindern zu ändern. Die geschilderten Komponenten lassen sich in ihrer jeweils notwendigen Ausgestaltung dem Stande der Technik entnehmen und werden daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Der Mehrzylindermotor 10 ist sechszylindrig ausgeführt, wobei die Zylinder 16, 18, 20 in einem ersten Abgasstrang 22 und die Zylinder 24, 26, 28 in einem zweiten Abgasstrang 22' münden. Die beiden Abgasstränge 22, 22' beinhalten jeweils ein Katalysatorsystem, das einen Vorkatalysator 30 beziehungsweise 30' sowie einen NO_x-Speicherkatalysator 32 beziehungsweise 32' umfasst. Ferner ist den Abgassträngen 22 und 22' eine Sensorik zugeordnet, mit der die Konzentration einer Schadstoffkomponente, eine Abgaszusammensetzung oder eine Abgastemperatur ermittelbar ist. Exemplarisch sind hier jeweils eine vordere und eine hintere Lambdasonde 34, 34', 36, 36' in die Abgasstränge 22, 22' integriert. Mit Hilfe der Sonden 34, 36 ist es beispielsweise möglich, einen Katalysatorzustand des NO_x-Speicherkatalysators 32 zu diagnostizieren. Gegebenenfalls ist es infolge des diagnostizierten Katalysatorzustands notwendig, abgasrelevante Maßnahmen zu ergreifen, um auch weiterhin eine möglichst hohe Schadstoffkonvertierung zu gewähren.
Ein NO_x-Speicherkatalysator 32 besteht üblicherweise aus einer Katalysatorkomponente, die es auf Basis von 3-Wege-Katalysatoren erlaubt, einerseits Stickoxide NO_x zu reduzieren und andererseits unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe HC und Kohlenmonoxid CO zu oxidieren. Weiterhin weist der NO_x-Speicherkatalysator 32 eine sorptionsfähige Speicherkomponente auf, die es ermöglicht, in mageren Betriebsphasen des Mehrzylindermotors 10 NO_x einzulagern. Sowohl die katalytischen Komponenten als auch die Speicherkomponenten müssen zum optimalen Betrieb in bestimmten Temperaturfenstern betrieben werden. Demnach besteht häufig die Notwendigkeit, eine Katalysatorheizmaßnahme durchzuführen. Weiterhin besitzt der NO_x-Speicherkatalysator 32 nur eine begrenzte NO_x-Speicherkapazität, das heißt, er muss in regelmäßigen Abständen durch Wechsel in fetter oder stöchiometrischer Atmosphäre regeneriert werden. Beim Einsatz schwefelhaltiger Kraftstoffe muss zudem in regelmäßigen Abständen eine Entschwefelung durchgeführt werden. Die geschilderten abgasrelevanten Maßnahmen können durch motorische Eingriffe, beispielsweise über die Abgasrückführeinrichtung, das Einspritzsystem oder die Ansauganlage 12 bewerkstelligt werden. Konstruktive Einzelheiten und Verfahren zur Steuerung der genannten abgasrelevanten Maßnahmen lassen sich dem Stande der Technik entnehmen.
Besteht nun beispielsweise in dem NO_x-Speicherkatalysator 32 eine NO_x-Regenerationsnotwendigkeit, so muss der Betriebsmodus der Zylinder 16, 18, 20 dahingehend geändert werden, dass der NO_x-Speicherkatalysator 32 mit einem stöchiometrischen oder fetten Abgas beaufschlagt wird. Die einteilige Sauganlage 12 versorgt allerdings auch die Zylinder 24, 26, 28 mit Frischgas, so dass beispielsweise eine Änderung einer Drosselklappenstellung in der Sauganlage 12 sich auch auf den zweiten Abgasstrang 22' auswirkt, obwohl hier unter Umständen noch gar keine NO_x-Regenerationsnotwendigkeit besteht. Daneben wirkt sich die Durchführung der abgasrelevanten Maßnahmen auch auf ein durch die jeweiligen Zylinder zur Verfügung gestelltes Moment aus, das heißt, es können unter Umständen Momentensprünge auftreten. Prinzipiell stehen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Wege offen, diese Momentensprünge weitestgehend auszugleichen und gleichzeitig die abgasrelevante Maßnahme lediglich in den betreffenden Abgasstrang 22 einzuleiten.
Zum einen können die leistungsrelevanten Maßnahmen zunächst nur an den jeweils die abgasrelevanten Maßnahmen durchführenden Zylindern – also hier den Zylindern 16, 18, 20 – ergriffen werden. Zum anderen ist es denkbar, die Momentenneutralität durch Änderung der Betriebsparameter der Zylinder 24, 26, 28 sicherzustellen. Letztere Maßnahme erfordert im Allgemeinen jedoch eine etwas aufwendigere Steuerung und sollte daher nur in dem Fall eingeleitet werden, wenn die leistungsrelevanten Maßnahmen im Bereich der Zylinder 16, 18, 20 zu keinem positiven Effekt führen.
Als leistungsrelevante Maßnahmen kommen dabei zylinderselektive Änderungen der Abgasrückführrate und/oder der Einspritzparameter in Frage. Weist beispielsweise die Abgasrückführeinrichtung zylinderindividuelle Abgasrückführpfade auf, so kann die äußere Abgasrückführrate für jeden Zylinder 16, 18, 20 beziehungsweise 24, 26, 28 einzeln festgelegt werden. Alternativ oder in Kombination dazu lassen sich Einspritzparameter wie der Zündwinkel, die Einspritzmenge, die Einspritzdauer, die innere Abgasrückführrate oder auch Nacheinspritzungsparameter, wie Spritzbeginn und Spritzdauer, zylinderselektiv über das Einspritzsystem festlegen. Werden die Maßnahmen im Bereich der Zylinder 16, 18, 20 ergriffen, so muss sichergestellt sein, dass sie nicht die abgasrelevanten Maßnahme stören. Denkbar ist auch, alternativ oder in Kombination dazu einen Betriebsmodus des Mehrzylindermotors 10 zu ändern. So kann beispielsweise ein erzeugtes Moment durch Übergang von einem Schicht- in einen homogenen Betrieb verändert werden.
Ein Umfang der geschilderten leistungsrelevanten Maßnahmen wird unter der Prämisse einer möglichst weitestgehenden Momentenkompensation ohne Störung der abgasrelevanten Maßnahme durchgeführt. Anhand bekannter Modelle lassen sich die einzelnen Einflüsse der geschilderten Maßnahmen quantitativ abschätzen und mit den Momentenwirkungen der abgasrelevanten Maßnahmen abgleichen.
Zur Verdeutlichung ist der 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel zu entnehmen, bei dem der Mehrzylindermotor 10 durch zwei getrennt voneinander agierende Sauganlagen 12, 12' mit Frischgas versorgt wird. Dabei speist die Sauganlage 12 die Zylinder 16, 18, 20 ein, während die Sauganlage 12' den Zylindern 24, 26, 28 Frischgas zuführt. Die Zylinderpaare 16, 18 beziehungsweise 20, 24 beziehungsweise 26, 28 münden jeweils in separate Abgasstränge 22, 22', 22''. In den Abgassträngen 22, 22', 22'' ist zumindest jeweils ein NO_x-Speicherkatalysator 32, 32' beziehungsweise 32'' vorhanden, dessen Katalysatorzustand in bereits geschilderter Art und Weise über eine vorhandene Sensorik bestimmbar ist.
Besteht nun Regenerationsnotwendigkeit im NO_x-Speicherkatalysator 32 und befindet sich der Mehrzylindermotor 10 in einer mageren Betriebsphase, so muss im Abgasstrang 22 ein Wechsel in stöchiometrische oder fette Atmosphäre erfolgen. Dies kann derart durchgeführt werden, dass lediglich für die Zylinder 16 und 18 eine Abgasrückführrate oder ein Einspritzparameter verändert wird, die Frischgaszufuhr durch die Sauganlage 12 jedoch weitestgehend beibehalten wird. Dies hat den Vorteil, dass die Verbrennung im Bereich des Zylinders 20 nicht beeinflusst wird, die abgasrelevante Maßnahme also selektiv nur für den Abgasstrang 22 initiiert wird.
Die abgasrelevante Maßnahme an den Zylindern 16, 18 wird dabei derart durchgeführt, dass sie geringstmögliche Auswirkungen auf das durch diese Zylinder bereitgestellte Moment hat. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass bei fester Frischgaszufuhr anhand von Kennfeldern eine Kombination von Einzelmaßnahmen, die in ihrer Gesamtheit die abgasrelevante Maßnahme charakterisieren, ausgewählt wird. Eine derartige Auswahl wird unter dem Gesichtspunkt des dann zur Verfügung gestellten Momentes bestimmt. Ist dennoch mit einer Auswirkung der abgasrelevanten Maßnahme auf das Gesamtmoment des Mehrzylindermotors 10 zu rechnen, so werden die geschilderten leistungsrelevanten Maßnahmen im Bereich der Zylinder 20, 24, 26, 28 eingeleitet, so dass weitestgehende Momentenneutralität gewährleistet ist.
Bezugszeichenliste

10: Mehrzylindermotor
12, 12': Sauganlage
14: Abgasreinigungsanlage
16, 18, 20, 24, 26, 28: Zylinder
22, 22', 22'': Abgasstrang
30, 30': Vorkatalysator
32, 32', 32'': NO_x-Speicherkatalysator
34, 34': vordere Lambdasonde
36, 36': hintere Lambdasonde
38, 40: Sauganlage

Claims

Mehrzylindermotor (10) für Kraftfahrzeuge mit einer mehrflutigen Abgasreinigungsanlage (14), die aus wenigstens zwei Abgassträngen (22, 22', 22'') besteht, in die jeweils ein oder mehrere Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) münden und in denen jeweils zumindest ein NO_x-Speicherkatalysator (32, 32', 32'') und ein Gassensor (34, 34', 36, 36', 36'') angeordnet sind, sowie mit wenigstens einer Sauganlage (12, 12'), die für mehrere oder alle Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) gemeinsam Frischgas bereitstellt, wobei die einer gemeinsamen Sauganlage (12, 12') zugeordneten Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) in verschiedene Abgasstränge (22, 22', 22'') der mehrflutigen Abgasreinigungsanlage (14) münden, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mit denen in Abhängigkeit vom Katalysatorzustand der NO_x-Speicherkatalysatoren (32, 32', 32'') zumindest eine abgasrelevante Maßnahme durch Beeinflussung der Betriebsparameter der dem betroffenen NO_x-Speicherkatalysator (32, 32', 32'') zugeordneten Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) ergriffen wird, wobei ein infolge der Durchführung der zumindest einen abgasrelevanten Maßnahme eintretender Momentensprung durch zumindest eine leistungsrelevante Maßnahme, die eine zylinderselektive Änderung einer Abgasrückführrate und/oder eines Einspritzparameters und/oder eines Zündwinkels umfasst, zumindest weitestgehend kompensiert wird.
Mehrzylindermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Steuergerät umfassen, in dem ein Algorithmus zur koordinierten Steuerung von abgas- und leistungsrelevanter Maßnahmen in digitalisierter Form hinterlegt ist.
Mehrzylindermotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät in ein Motorsteuergerät integriert ist.
Mehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrzylindermotor (10) in engwinkliger V-Bauweise mit einem Winkel ≤ 30° realisiert ist.
Mehrzylindermotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ≤ 20° beträgt.
Mehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrzylindermotor (10) ein Ottomotor, insbesondere ein direkt einspritzender Ottomotor, ist.
Mehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Einspritzsystem umfassen mit dem zylinderselektiv Einspritzparameter, insbesondere eine Einspritzmenge, eine Einspritzdauer, eine innere Abgasrückführrate und die Nacheinspritzungsparameter, beeinflussbar sind.
Mehrzylindermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Abgasrückführeinrichtung umfassen, mit der eine äußere Abgasrückführrate beeinflussbar ist.
Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Mehrzylindermotors (10) für Kraftfahrzeuge mit einer mehrflutigen Abgasreinigungsanlage (14), die aus wenigstens zwei Abgassträngen (22, 22', 22'') besteht, in die jeweils ein oder mehrere Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) münden und in denen jeweils zumindest ein NO_x-Speicherkatalysator (32, 32', 32'') und ein Gassensor (34, 34', 36, 36', 36'') angeordnet ist, sowie mit wenigstens einer Sauganlage (12, 12'), die für mehrere oder alle Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) gemeinsam Frischgas bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Katalysatorzustand der NO_x-Speicherkatalysatoren (32, 32', 32'') zumindest eine abgasrelevante Maßnahme durch Beeinflussung der Betriebsparameter der dem betroffenen NO_x-Speicherkatalysator (32, 32', 32'') zugeordneten Zylinder (16, 18, 20, 24, 26, 28) ergriffen wird, wobei ein infolge der Durchführung der zumindest einen abgasrelevanten Maßnahme eintretender Momentensprung durch zumindest eine leistungsrelevante Maßnahme, die eine zylinderselektive Änderung einer Abgasrückführrate und/oder eines Einspritzparameters und/oder eines Zündwinkels umfasst, zumindest weitestgehend kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine abgasrelevante Maßnahme eine NO_x-Regeneration, eine Entschwefelung oder eine Katalysatorheizmaßnahme umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine leistungsrelevante Maßnahme einen Homogen- oder Schichtbetrieb des Mehrzylindermotors (10) in magerer, fetter oder stöchiometrischer Atmosphäre umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine leistungsrelevante Maßnahme eine Änderung eines Einspritzparameters eines Einspritzsystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzparameter eine Einspritzmenge, eine Einspritzdauer, eine innere Abgasrückführrate und die Nacheinspritzungsparameter umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine leistungsrelevante Maßnahme eine Änderung einer äußeren Abgasrückführrate einer Abgasrückführeinrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine leistungsrelevante Maßnahme zunächst nur an den jeweils die zumindest eine abgasrelevante Maßnahme durchführenden Zylindern (16, 18, 20, 24, 26, 28) ergriffen wird.