DE102004006882B4 - Verfahren zur Steuerung der Gemischanfettung einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Steuerung der Gemischanfettung einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Abgasreinigungsanlage, die wenigstens einen Abgaskatalysator und wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator aufweist, und mit wenigstens einer Abgastemperaturregelungseinrichtung, mit der die Abgastemperatur eines der Abgasreinigungsanlage zugeführten Abgasstromes so geregelt wird, dass bei einem Erreichen eines an wenigstens einer Temperatur-Messstelle der Abgasreinigungsanlage in Abhängigkeit von einer vorgegebenen maximalen Temperatur des wenigstens einen Abgaskatalysators und/oder des wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysators vorgegebenen Temperaturschwellwertes eine Anfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches zur Abkühlung des Abgasstromes und damit zur Reduzierung der Abgastemperatur durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anfettung zur Abkühlung des Abgasstromes zudem in Abhängigkeit von wenigstens einem vorgebbaren Katalysator-Gütekriterium des wenigstens einen Abgaskatalysators und/oder des wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysators vorgenommen wird dergestalt,
dass dem wenigstens einen Abgaskatalysator und/oder dem wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator jeweils ein bestimmter Anfettungs anteil an einer Gesamtanfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches zugeordnet wird, und...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Gemischanfettung einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 197 29 676 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Steuerung der Gemischanfettung einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt, die eine der Brennkraftmaschine nachgeschaltete Abgasreinigungsanlage mit einem 3-Wegekatalysator aufweist. Ferner ist im Abgasstrang auch noch ein Stickoxid-Speicherkatalysator angeordnet, mit dem die durch den Magerbetrieb der Brennkraftmaschine bedingten Stickoxide vermindert werden können. Weiter ist eine Abgastemperaturregelungseinrichtung vorgesehen, mit der die Abgastemperatur eines der Abgasreinigungsanlage zugeführten Abgasstromes so geregelt wird, dass bei einem Erreichen eines an wenigstens einer Temperatur-Messstelle der Abgasreinigungsanlage in Abhängigkeit von einer vorgegebenen maximalen Temperatur des Abgaskatalysators und des Stickoxid-Speicherkatalysators vorgegebenen Temperaturschwellwertes eine Anfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches zur Abkühlung des Abgasstromes und damit zur Reduzierung der Abgastemperatur durchgeführt wird. Denn die in Kraftfahrzeugen zur Reduktion limitierter Schadstoffe eingesetzten Katalysatoren sind in ihrer Temperaturbeständigkeit begrenzt. Um Temperaturüberschreitungen über die jeweils zuläs sigen Schwellen hinaus zu vermeiden, wird somit die Abgastemperatur mittels einer Verschiebung der Luftzahl Lambda in den unterstöchiometrischen Bereich entsprechend eingestellt. Dadurch erhöhen sich jedoch sowohl der Kraftstoffverbrauch als auch die Schadstoffemissionen.
  • Weiter ist aus der DE 101 10 500 A1 ein Verfahren zur Temperatursteuerung eines Katalysatorsystems bekannt, bei dem unter Berücksichtigung der Temperatur des Katalysatorsystems die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb gefeuert betrieben wird und somit die Schubabschaltung unterdrückt wird. Damit wird die Abgastemperatur gesenkt, um das Katalysatorsystem vor einer Überhitzung zu schützen.
  • Aus der DE 44 02 850 A1 ist ein System zur Überwachung und Steuerung von Verbrennungsmotoren und deren Abgasemissionen bekannt, bei dem ein katalytischer NOx-Umwandler und ein 3-Wegekataloysator im Hinblick auf ihren Wirkungsgrad überwacht werden. Außerdem ist eine Sekundärluftsteuerung offenbart, mittels der ein Kühlluftstrom erzeugt wird, um den 3-Wegekatalysator vor einer Überhitzung zu schützen.
  • Schließlich ist aus der DE 42 11 092 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beurteilen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators bekannt, gemäß dem bzw. der der Alterungszustand des Katalysators unter Bezugnahme auf die Temperatur zum Konvertierungsbeginn bestimmt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Steuerung der Gemischanfettung einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Verfügung zu stellen, mit der der Kraftstoffverbrauch und damit auch die Schadstoffemissionen erheblich reduziert werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Gemäß Anspruch 1 wird die Anfettung bzw. der Anfettungsgrad zur Abkühlung des Abgasstromes zudem in Abhängigkeit von wenigstens einem vorgebbaren Katalysator-Gütekriterium des wenigstens einen Abgaskatalysators und/oder des wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysators vorgenommen. Dabei wird dem wenigstens einen Abgaskatalysator und/oder dem wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator jeweils ein bestimmter Anfettungsanteil an einer Gesamtanfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches zugeordnet, so dass beim Erreichen wenigstens eines der vorgegebenen Katalysator-Gütekriterien für den wenigstens einen Abgaskatalysator und/oder für den wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator der auf diesen entfallende Anfettungsanteil bei der Anfettung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Gemisches nicht mehr berücksichtigt wird.
  • Erfindungsgemäß wird somit zusätzlich zu der Überwachung der Abgastemperatur bzw. der Bauteiltemperatur auch der Zustand der Katalysatoren betrachtet. Sinkt z. B. die Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Stickoxid-Speicherkatalysators, wie dies in einer bevorzugten Verfahrensführung nach Anspruch 2 vorgesehen ist, unter einen vordefinierten Restwert der Stickoxid-Speicherfähigkeit ab, so kann der Stickoxid-Speicherkatalysator seiner eigentlichen Bestimmung nicht mehr nachkommen. Ein Austausch ist dann jedoch nicht zwangsläufig erforderlich, da die Abgassysteme so ausgelegt sind, dass die Abgasvorschriften auch in einem solchen Fall noch eingehalten werden. Erfindungsgemäß kann dann jedoch der entsprechende Anteil der Anfettung, der auf diese Komponente entfällt zurückgenommen werden. Dies führt zu einer signifikanten Verbrauchsabsenkung. Die Abgastemperaturregelung soll hier ausdrücklich auch die Funktion des Bauteileschutzes umfassen. Unter Anfettung wird hier jeweils verstanden, dass die Gemischzusammensetzung gegenüber einer aktuellen Zusammensetzung fetter wird.
  • Nach Anspruch 3 sind in der Abgasreinigungsanlage mehrere Temperatur-Messstellen beabstandet voneinander vorgesehen, denen jeweils ein Tempe raturschwellwert zugeordnet ist. Besonders bevorzugt werden nach Anspruch 4 an der wenigstens einen Temperatur-Messstelle die Abgastemperatur und/oder eine Bauteiltemperatur gemessen und mittels der Temperaturregelungseinrichtung mit dem Temperaturschwellwert verglichen.
  • Der Abgaskatalysator kann dabei ein 3-Wegekatalysator einer Otto-Brennkraftmaschine oder ein Oxidationskatalysator einer Diesel-Brennkraftmaschine sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer einzigen Figur näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt schematisch einen Ablaufplan der erfindungsgemäßen Verfahrensführung am Beispiel eines in einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxid-Speicherkatalysators.
  • So wird nach der Ermittlung der Katalysatoralterung, z. B. in der Motorsteuereinrichtung, verglichen, ob die Katalysatorschädigung des Stickoxid-Speicherkatalysators bereits eine vorgegebene Schwelle, die z. B. auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit bezogen ist, überschritten hat, d. h. ob die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators bereits unter einen vorgegebenen Restwert der Stickoxid-Speicherfähigkeit abgefallen ist oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die katalysatorbezogene Abgastemperaturregelung oder der Bauteileschutz deaktiviert bzw. verboten, d. h. der auf diesen Stickoxid-Speicherkatalysator entfallende Anfettungsteil wird bei der Anfettung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Gemisches nicht mehr berücksichtigt.
  • Für den Fall, dass die Katalysatorschädigung noch nicht die vorgegebene Schwelle überschritten hat, d. h., die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators im hier behandelten Beispiel noch nicht unter den vorgegebenen Wert der restlichen Stickoxid-Speicherfähigkeit abgefallen ist, wird der katalysatorbezogene Abgastemperaturregelung oder der Bauteileschutz aktiviert, d. h. der Anfettungsanteil für den Stickoxid-Speicherkatalysator wird bei der Anfettung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Gemisches berücksichtigt.
    •

Claims (4)

  1. Verfahren zur Steuerung der Gemischanfettung einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Abgasreinigungsanlage, die wenigstens einen Abgaskatalysator und wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator aufweist, und mit wenigstens einer Abgastemperaturregelungseinrichtung, mit der die Abgastemperatur eines der Abgasreinigungsanlage zugeführten Abgasstromes so geregelt wird, dass bei einem Erreichen eines an wenigstens einer Temperatur-Messstelle der Abgasreinigungsanlage in Abhängigkeit von einer vorgegebenen maximalen Temperatur des wenigstens einen Abgaskatalysators und/oder des wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysators vorgegebenen Temperaturschwellwertes eine Anfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches zur Abkühlung des Abgasstromes und damit zur Reduzierung der Abgastemperatur durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfettung zur Abkühlung des Abgasstromes zudem in Abhängigkeit von wenigstens einem vorgebbaren Katalysator-Gütekriterium des wenigstens einen Abgaskatalysators und/oder des wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysators vorgenommen wird dergestalt, dass dem wenigstens einen Abgaskatalysator und/oder dem wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator jeweils ein bestimmter Anfettungs anteil an einer Gesamtanfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches zugeordnet wird, und dass beim Erreichen wenigstens eines der vorgegebenen Katalysator-Gütekriterien für den wenigstens einen Abgaskatalysator und/oder den wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator der auf diesen entfallende Anfettungsanteil bei der Anfettung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Gemisches nicht mehr berücksichtigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Katalysator-Gütekriterium die Stickoxid-Speicherfähigkeit des wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysators ist dergestalt, dass dem wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator ein bestimmter Anfettungsanteil an der Gesamtfettung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches zugeordnet wird, und dass beim Erreichen einer vorgegebenen restlichen Stickoxid-Speicherfähigkeit des wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysators der auf diesen wenigstens einen Stickoxid-Speicherkatalysator entfallende Anfettungsanteil bei der Anfettung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Gemisches nicht mehr berücksichtigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasreinigungsanlage mehrere Temperatur-Messstellen beabstandet voneinander vorgesehen sind, denen jeweils ein Temperaturschwellwert zugeordnet ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der wenigstens einen Temperatur-Messstelle die Abgastemperatur und/oder eine Bauteiltemperatur gemessen und mittels der Tempe raturregelungseinrichtung mit dem Temperaturschwellwert verglichen wird.
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