Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
die ein präzises Betreiben
einer Brennkraftmaschine beim Regenerieren eines Filters der Brennkraftmaschine
ermöglicht,
der mit Kraftstoff beladen ist.
Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst
einen Kraftstoffbehälter,
einen Ansaugtrakt und einen Abgastrakt, eine Filtervorrichtung und
einen Abgaskatalysator. Der Ansaugtrakt und der Abgastrakt kommunizieren
abhängig
von einer Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils bzw.
eines Gasauslassventils mit einem Brennraum eines Zylinders der
Brennkraftmaschine. Die Filtervorrichtung kommuniziert mit dem Kraftstoffbehälter und einer Umgebung
der Brennkraftmaschine und abhängig von
einer Schaltstellung eines Tankentlüftungsventils mit dem Ansaugtrakt.
Der Abgaskatalysator ist in dem Abgastrakt angeordnet. Zum Regenerieren
eines Filters der Filtervorrichtung wird ein geeigneter Sauerstoff-Beladungsgrad
des Abgaskatalysators eingestellt. Der Sauerstoff-Beladungsgrad
wird so eingestellt, dass während
des Regenerierens des Filters Schadstoffe aus dem Brennraum in dem
Abgaskatalysator ausreichend reagieren.
Beim
Regenerieren des Filters wird ein Tankentlüftungsmassenstrom von der Filtervorrichtung
hin in das Saugrohr gesaugt. Der Tankentlüftungsmassenstrom ist ein Luft-/Kraftstoff-Gemisch, das sich
zusammensetzt aus Umgebungsluft, die aus der Umgebung der Brennkraftmaschine über die
Filtervorrichtung angesaugt wird und einen Filter der Filtervorrichtung
durchströmt,
und aus Kraftstoff, der in dem Filter gespeichert ist und den die
Umgebungsluft beim Durchströmen
des Filters aufnimmt. Der Tankentlüftungsmassenstrom vermischt
sich in dem Ansaugtrakt mit der Ansaugluft, die über eine Drosselklappe in dem
Ansaugtrakt angesaugt wurde, und mit zugemessenem Kraftstoff, der
in dem Saugrohr und/oder dem Brennraum zugemessen werden kann. Falls
der Tankentlüftungsmassenstrom
einen Luftüberschuss
oder Luftmangel aufweist, so kann dies zu einem Luftüberschuss
bzw. Luftmangel des Luft-/Kraftstoff-Gemischs
in dem Brennraum führen. Der
Luftüberschuss
bzw. der Luftmangel beziehen sich in diesem Zusammenhang auf den
Anteil an Sauerstoff in der Luft, der nötig ist, um mit dem Kraftstoff
zu reagieren. Das Einstellen des geeigneten Sauerstoff-Beladungsgrades
des Abgaskatalysators trägt
dazu bei, dass aufgrund des Luftüberschusses bzw.
Luftmangels des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum unverbrannte
Schadstoffe ausreichend in dem Abgaskatalysator reagieren können.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Prüfwert ermittelt,
der repräsentativ ist
für ein
Luft- /Kraftstoff-Verhältnis des
Tankentlüftungsmassenstroms,
abhängig
von mindestens einer Messgröße der Brennkraftmaschine.
Der Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators wird abhängig von
dem Prüfwert
eingestellt. Dies ermöglicht, schon
beim ersten Regenerieren des Filters einen geeigneten Sauerstoff-Beladungsgrad
des Abgaskatalysators einzustellen.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der
Prüfwert
abhängig
von einer Umgebungstemperatur und/oder einer Standdauer der Brennkraftmaschine
vor dem letzten Motorstart und/oder abhängig von dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in
dem Brennraum ermittelt. Dies trägt
dazu bei, den Prüfwert
besonders präzise
zu ermitteln.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zum
Einstellen des Sauerstoff-Beladungsgrads des Abgaskatalysators eine betriebspunktabhängig vorgegebene
Einspritzmenge angepasst. Dies ermöglicht besonders einfach, den
Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators einzustellen.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die
betriebspunktabhängig
vorgegebene Einspritzmenge abhängig
von dem Prüfwert
angepasst. Dies ermöglicht,
den Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators besonders präzise einzustellen.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die
Brennkraftmaschine in einem Luftüberschussbetrieb
oder einem Luftmangelbetrieb betrieben. Zum Einstellen des geeigneten Sauerstoff-Beladungsgrads
des Abgaskatalysators wird ein Regler zum Regeln des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Brennraum angehalten. So wird ein Umschalten von dem Luftüberschussbetrieb
auf den Luftmangelbetrieb bzw. ein Umschalten von dem Luftmangelbetrieb
auf den Luftüberschussbetrieb verzögert. Dies
ermöglicht,
gezielt einen Luftüberschuss
oder einen Luftmangel in dem Luft-/Kraftstoff-Gemisch in dem Brennraum
zu erzeugen. Dieser gezielt erzeugte Luftüberschuss bzw. Luftmangel führt zu einem
Luftüberschuss
bzw. Luftmangel in dem Abgas und somit zu einem Erhöhen bzw.
Erniedrigen des Sauerstoff-Beladungsgrades des Abgaskatalysators.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das
Umschalten von dem Luftüberschussbetrieb
auf den Luftmangelbetrieb bzw. das Umschalten von dem Luftmangelbetrieb
auf den Luftüberschussbetrieb
solange verzögert,
bis ein maximaler bzw. ein minimaler Sauerstoff-Beladungsgrad des
Abgaskatalysators eingestellt ist. Bei dem maximalen und/oder dem
minimalen Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators kann es
sich um den physikalisch maximal bzw. minimal möglichen Sauerstoff-Beladungsgrad
handeln. Der maximale bzw. der minimale Sauerstoff-Beladungsgrad
können aber
auch geeignet vorgegeben werden und nicht mit dem physikalisch maximal
bzw. minimal möglichen Sauerstoff-Beladungsgrad übereinstimmen.
Dies trägt
dazu bei, dass ein Luftmangel bzw. ein Luftüberschuss aufgrund des Regenerierens
des Filters von dem Abgaskatalysator vorzugsweise maximal kompensiert
werden kann.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das
Umschalten von dem Luftüberschussbetrieb
auf den Luftmangelbetrieb bzw. das Umschalten von dem Luftmangelbetrieb
auf den Luftüberschussbetrieb
so lange verzögert,
bis im Luftüberschussbetrieb
ein Luftmangel vorliegt bzw. im Luftmangelbetrieb ein Luftüberschuss
vorliegt. Dies ermöglicht,
den Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators solange zu erhöhen bzw.
zu verringern, bis das ursprünglich
aus der Filtervorrichtung stammende verbrannte Luft-/Kraftstoff-Gemisch aus dem Brennraum
in den Abgastrakt gelangt.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der
Regler für
eine vorgegebene Zeitdauer angehalten. Dies ermöglicht besonders einfach, den
geeigneten Sauerstoff-Beladungsgrad des
Abgaskatalysators einzustellen.
In
einer weiteren-vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die
Zeitdauer abhängig
von einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine
vorgegeben. Dies ermöglicht,
besonders präzise
die Zeitdauer vorzugeben. Die Betriebsgröße kann beispielsweise die
Umgebungstemperatur, der Istwert des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Tankentlüftungsmassenstroms
und/oder eine Lastgröße der Brennkraftmaschine
sein.
Die
vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne Weiteres auf vorteilhafte
Ausgestaltungen der Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine übertragen
werden.
Die
Erfindung ist im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen
näher erläutert.
Es
zeigen:
1 eine
Brennkraftmaschine,
2 ein
erstes Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
3 eine
Fortsetzung des ersten Programms,
4 ein
zweites Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
5 ein
drittes Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise
eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und ein
Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen
Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst
eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit
dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine
ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
Der
Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit mindestens
einem Gaseinlassventil 12, mindestens einem Gasauslassventil 13 und
Ventilantrieben 14, 15. Der Zylinderkopf 3 umfasst
ferner ein Einspritzventil 22 und eine Zündkerze 23.
Alternativ kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet
sein.
Der
Abgastrakt 4 umfasst einen Abgaskatalysator 24,
der vorzugsweise als Drei-Wege-Katalysator ausgebildet ist. Der
Abgaskatalysator 24 eignet sich zum Speichern und Abgeben
von Sauerstoff abhängig
von einem Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators 24.
Der Sauerstoff-Beladungsgrad ist in diesem Zusammenhang repräsentativ
für eine Sauerstoffmenge,
die während
dem Regenerieren eines Filters einer Filtervorrichtung 44 in
dem Abgaskatalysator 24 gespeichert wird. Ist der Sauerstoff-Beladungsgrad
physikalisch maximal, so kann kein weiterer Sauerstoff von dem Abgaskatalysator 24 aufgenommen
werden. Ist der Sauerstoff-Beladungsgrad physikalisch minimal, so
kann der Abgaskatalysator 24 keinen Sauerstoff abgeben.
Der maximale bzw. der minimale Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators 24 repräsentieren
vorzugsweise den physikalisch maximalen bzw. minimalen Sauerstoff-Beladungsgrad.
Alternativ können
zum Betreiben der Brennkraftmaschine der maximale bzw. der minimale
Sauerstoff-Beladungsgrad
des Abgaskatalysators 24 geeignet vorgegeben werden und
von dem physikalisch maximal bzw, minimal möglichen Sauerstoff-Beladungsgrad
abweichen.
Ein
Kraftstoffbehälter 42 kommuniziert
mit der Filtervorrichtung 44. Die Filtervorrichtung 44 umfasst
eine Gehäuse
und den in dem Gehäuse
angeordneten Filter. Der Filter ist vorzugsweise ein Aktivkohlefilter.
Die Filtervorrichtung 44 kommuniziert mit einer Umgebung
der Brennkraftmaschine und abhängig
von einer Schaltstellung eines Tankentlüftungsventils 46 mit
dem Ansaugtrakt 1, insbesondere vorzugsweise mit dem Ansaugtrakt 1 stromabwärts der
Drosselklappe 5.
In
der Filtervorrichtung 44, insbesondere in dem Filter der
Filtervorrichtung 44, werden Kraftstoffdämpfe aus
dem Kraftstoffbehälter 42 zwischengespeichert.
Ein Kraftstoff-Beladungsgrad
des Filters ist repräsentativ
für die
Masse des Kraftstoffs, der in dem Filter gespeichert ist. In einem
geeigneten Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine wird die Filtervorrichtung 44 entlüftet, insbesondere
wird der Aktivkohlefilter der Filtervorrichtung 44 wieder
regeneriert. Dazu wird das Tankentlüftungsventil 46 geeignet
angesteuert. In einer Offenstellung des Tankentlüftungsventils 46 kann
ein Tankentlüftungsmassenstrom
aus der Filtervorrichtung 44 in den Ansaugtrakt 1 strömen. Dabei
wird Luft des Tankentlüftungsmassenstroms
zum Großteil
aus der Umgebung der Brennkraftmaschine angesaugt. Mit der Luft aus
der Umgebung wird Kraftstoff des Tankentlüftungsmassenstroms aus dem
Filter gespült.
In einer Schließstellung
des Tankentlüftungsventils 46 strömt kein
Tankentlüftungsmassenstrom
aus der Filtervorrichtung 44 in den Ansaugtrakt 1.
Eine
Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet
sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln.
Betriebsgrößen BG umfassen die
Messgrößen und
von diesen abgeleitete Größen der
Brennkraftmaschine. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt
abhängig
von mindestens einer der Betriebsgrößen BG mindestens eine Stellgröße, die dann
in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels
entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch
als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet
werden.
Die
Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung
eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28,
der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein
Drosselklappenstellungssensor 30, der einen Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 erfasst, ein Temperatursensor 32,
der eine Ansauglufttemperatur erfasst, die repräsentativ sein kann für eine Umgebungstemperatur
TAM, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Saugrohrdruck
in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36,
der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet
wird. Ferner ist in dem Abgastrakt bevorzugt eine Abgassonde 40 angeordnet,
deren Messsignal unter Berücksichtigung
einer Gaslaufzeit von dem Brennraum 9 zu der Abgassonde 40 repräsentativ
ist für
ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in dem Brennraum 9. Im Folgenden wird bezüglich des
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Brennraum 9 bevorzugt die Gaslaufzeit von dem Brennraum 9 zu
der Abgassonde 40 berücksichtigt.
Je nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das
Einspritzventil 22, das Tankentlüftungsventil 46 und/oder
die Zündkerze 23.
Neben
dem Zylinder Z1 sind bevorzugt weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen,
denen entsprechende Stellglieder zugeordnet sind. Es können aber auch
weitere Zylinder Z1 bis Z4 vorgesehen sein.
Der
Tankentlüftungsmassenstrom
aus der Filtervorrichtung 44 und/oder ein Luft-/Kraftstoff-Gemisch
in dem Brennraum 9 können
einen Luftüberschuss
oder einen Luftmangel aufweisen. Der Luftüberschuss bzw. der Luftmangel
beziehen sich in diesem Zusammenhang auf eine Luftmasse, die nötig ist,
um eine vorgegeben Kraftstoffmasse vollständig zu verbrennen. Bei dem
Luftüberschuss
ist somit insbesondere mehr Sauerstoff in dem Luft-/Kraftstoff-Gemisch
und/oder dem Tankentlüftungsmassenstrom
als nötig
ist, um die vorgegebene Kraftstoffmasse vollständig zu verbrennen.
Ob
der Tankentlüftungsmassenstrom
den Luftmangel oder den Luftüberschuss
aufweist, hängt beispielsweise
von der über
die Filtervorrichtung 44 angesaugten Umgebungsluftmasse
und dem Kraftstoff-Beladungsgrad des Filters beim Regenerieren ab.
Je höher
der Kraftstoff-Beladungsgrad des Filters und je geringer die über die
Filtervorrichtung 44 angesaugte Umgebungsluftmasse pro
Zeiteinheit ist, desto wahrscheinlicher weist der Tankentlüftungsmassenstrom
den Luftmangel auf.
Beispielsweise
kann der Kraftstoff-Beladungsgrad des Filters hoch sein, wenn die
Brennkraftmaschine bei einer hohen Umgebungstemperatur TAM, beispielsweise
im Sommer, über
einen langen Zeitraum abgestellt war. Bei der hohen Umgebungstemperatur
TAM verdampft Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 42 schneller
als bei einer niedrigen Umgebungstemperatur. Daher ist bei der hohen
Umgebungstemperatur die Wahrscheinlichkeit höher, dass der Kraftstoff-Beladungsgrad
des Filters hoch ist, als bei der niedrigen Umgebungstemperatur.
Ferner kann der Kraftstoff-Beladungsgrad des Filters hoch sein,
wenn beispielsweise bei der niedrigen Umgebungstemperatur TAM, beispielsweise
im Winter, warmer Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 44 getankt
wird. Auch dies führt
zu einem vermehrten Verdampfen des Kraftstoffs in dem Kraftstoffbehälter 42. Ferner
kann der Kraftstoff-Beladungsgrad des Filters gering sein, wenn
beispielsweise die Brennkraftmaschine bei der niedrigen Umgebungstemperatur
TAM lediglich über
einen kurzen Zeitraum abgestellt wurde und/oder seit dem letzten
Regenerieren des Filters lediglich eine kurze Zeitdauer vergangen
ist.
Wird
nun der Filter regeneriert, so strömt der Tankentlüftungsmassenstrom
aus der Filtervorrichtung 44 zu der Ansaugluft und beeinflusst
so das Luft-/Kraftstoff-Gemisch in dem Brennraum 9. Dies kann
zu einer Störung
des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Brennraum 9 und insbesondere zu einem Luftüberschuss
oder Luftmangel in dem Brennraum 9 führen. Der Luftüberschuss
und der Luftmangel in dem Brennraum 9 führen zu einem Luftüberschuss bzw.
zu einem Luftmangel in dem Abgas des Abgastrakts 4 der
Brennkraftmaschine.
Ein
erstes Programm (2) zum Betreiben der Brennkraftmaschine
ist vorzugsweise in der Steuervorrichtung 25 abgespeichert.
Das erste Programm dient dazu, den Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators 24 so
einzustellen, dass trotz einer Störung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Brennraum 9 aufgrund des Regenerierens des Filters
unverbrannter Kraftstoff in dem Abgaskatalysator 24 ausreichend
reagieren kann. Ausreichend reagieren heißt in diesem Zusammenhang,
dass in dem Abgastrakt 4 stromabwärts des Abgaskatalysators 24 Schadstoffe
lediglich unterhalb einer gesetzlich vorgegebenem Schadstoffgrenze
vorhanden sind.
Das
erste Programm wird vorzugsweise zeitnah zu dem Regenerieren des
Filters der Filtervorrichtung 44 in einem Schritt S1 gestartet,
in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
Zeitnah
bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das erste Programm vor, gleichzeitig
oder nach dem Ansteuern des Tankentlüftungsventils 46 gestartet
werden kann. Der genaue Startzeitpunkt des ersten Programms bezogen
auf das Ansteuern des Tankentlüftungsventils 46 kann
systembedingt schwanken. Bevorzugt werden bei dem Ermitteln des genauen
Startzeitpunkts beispielsweise eine Ansprechzeit des Tankentlüftungsventils 46 und/oder eine
Gaslaufzeit des Tankentlüftungsmassenstroms von
der Filtervorrichtung 44 hin zu dem Abgaskatalysator 24 und/oder
weitere systembedingte Einflüsse berücksichtigt.
Dabei muss lediglich sichergestellt werden, dass der Sauerstoff-Beladungsgrad
des Abgaskatalysators 24 rechtzeitig geeignet ist, den
zusätzlichen
Luftüberschuss
bzw. Luftmangel aus der Filtervorrichtung 44 zu kompensieren.
In
einem Schritt S2 wird eine Beladungsvariable O2_CTR eines Sauerstoffbeladungszählers gleich
Null gesetzt. Die Beladungsvariable O2_CTR ist repräsentativ
für eine Änderung
des Sauerstoff-Beladungsgrads des Abgaskatalysators 24 zum Einstellen
des Sauerstoff-Beladungsgrades während dem
Regenerieren des Filters.
In
einem Schritt S3 wird ein Prüfwert LAMB_FIL
ermittelt, der repräsentativ
ist für
ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
des Tankentlüftungsmassenstroms
aus der Filtervorrichtung 44, beispielsweise abhängig von
der Umgebungstemperatur TAM, einer Standdauer DUR_OFF der Brennkraftmaschine vor
dem letzten Motorstart und/oder abhängig von einem Istwert LAMB_AV
des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Brennraum 9. Der Prüfwert LAMB_FIL kann geschätzt werden
oder beispielsweise anhand eines ersten Kennfeldes ermittelt werden,
das bevorzugt in der Steuervorrichtung 25 abgespeichert
ist. Das erste Kennfeld und/oder weitere Kennfelder können beispielsweise
an einem Motorprüfstand
aufgezeichnet werden. Alternativ kann der Prüfwert LAMB_FIL anhand eines
Gasmodells der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
In
einem Schritt S4 wird geprüft,
ob der Prüfwert
LAMB_FIL kleiner als eins ist, beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten
Sensors in der Filtervorrichtung 44 und/oder durch kurzes Öffnen des
Tankentlüftungsventils 46 und Überwachen
eines Messsignals der Abgassonde 40. Ist der Prüfwert LAMB_FIL kleiner
als eins bedeutet das in diesem Zusammenhang, dass in der Filtervorrichtung 44 ein
Luftmangel herrscht. Ist die Bedingung in dem Schritt S4 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S5 fortgesetzt. Ist die Bedingung
in dem Schritt S4 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S13 (3) fortgesetzt.
Alternativ
kann die Bearbeitung nach dem Schritt S2 in dem Schritt S5 fortgesetzt
werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass in der Filtervorrichtung 44 der
Luftmangel vorliegt. Falls während des
weiteren Bearbeitens erkannt wird, dass ein Luftüberschuss in der Filtervorrichtung 44 vorliegt,
so kann das erste Programm entsprechend neu gestartet werden, wobei
dann davon ausgegangen wird, dass in der Filtervorrichtung 44 der
Luftüberschuss vorliegt.
In
dem Schritt S5 wird geprüft,
ob der aktuelle Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine ein Luftüberschuss-Betrieb
BZ_AFL ist. Ist die Bedingung in dem Schritt S5 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S6 fortgesetzt. Ansonsten
wird der Schritt S5 erneut abgearbeitet. In dem Luftüberschuss-Betrieb
BZ_AFL wird bezogen auf eine vorgegebene Ansaugluftmasse eine geringere
Einspritzmenge MFF_BAS vorgegeben, als mit Hilfe der vorgegebenen
Ansaugluftmasse verbrannt werden kann. Die vorgegebene Einspritzmenge
MFF_BAS relativ zu der über
die Drosselklappe 5 angesaugten vorgegebenen Ansaugluftmasse
kann somit zum Ermitteln des Betriebszustandes BZ herangezogen werden.
In
dem Schritt S6 wird geprüft,
ob der Istwert LAMB_AV des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 größer als
eins ist und somit in dem Brennraum 9 ein Luftüberschuss
vorliegt. Ist die Bedingung in dem Schritt S6 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt. Ist die Bedingung
in dem Schritt S6 nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S7 fortgesetzt.
In
dem Schritt S9 wird die Beladungsvariable O2_CTR um eine Einheit
erhöht.
Bei der Einheit kann es sich in diesem Zusammenhang um eine beliebige Einheit
handeln, die geeignet ist, um den Sauerstoff-Beladungsgrad des Abgaskatalysators 24 zu
erkennen.
In
einem Schritt S10 wird geprüft,
ob die Beladungsvariable O2_CTR einen maximalen Beladungswert O2_CTR_MAX
angenommen hat. Ist die Bedingung in dem Schritt S10 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S11 fortgesetzt. Ist die Bedingung
in dem Schritt S10 nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S8 fortgesetzt.
In
dem Schritt S8 wird ein Regler LAMB_FCTL des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Brennraum 9 angehalten STOP. Den Regler LAMB_FCTL
anhalten STOP bedeutet in diesem Zusammenhang, dass trotz Luftüberschuss
in dem Brennraum 9 nicht auf einen Luftmangel-Betrieb BZ_AFR
umgeschaltet wird und dass trotz Luftmangel in dem Brennraum 9 nicht
auf den Luftüberschuss-Betrieb
BZ_AFL umgeschaltet wird.. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert
werden, dass ein Ausgangssignal des Reglers LAMB_FCTL konstant gehalten
wird und/oder die in dem Regler LAMB_FCTL ablaufenden Berechnungen
angehalten werden.
In
dem Schritt S11 wird der Regler LAMB_FCTL wieder frei gegeben RLS,
so dass bei Luftüberschuss
in dem Brennraum 9 auf einen Luftmangel-Betrieb BZ_AFR
umgeschaltet wird und dass bei Luftmangel in dem Brennraum 9 auf
den Luftüberschuss-Betrieb BZ_AFL umgeschaltet
wird.
In
einem Schritt S12 wird das erste Programm beendet.
In
dem Schritt S7 wird geprüft,
ob die Beladungsvariable O2_CTR einen Wert angenommen hat, der größer als
null ist. Ist die Bedingung in dem Schritt S7 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in dem Schritt S11 fortgesetzt. Ist die Bedingung
in dem Schritt S7 nicht erfüllt,
so bedeutet dies, dass trotz Luftüberschuss-Betrieb BZ_AFL noch
kein Luftüberschuss
in dem Brennraum 9 vorliegt. Die Bearbeitung wird dann
erneut in dem S6 fortgesetzt.
In
dem Schritt S13 (3) wird geprüft, ob der aktuelle Betriebszustand
BZ der Brennkraftmaschine dem Luftmangel-Betrieb BZ_AFR entspricht. Ist die Bedingung
des Schritts S13 erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S14 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S13 nicht erfüllt,
so wird der Schritt S13 erneut abgearbeitet. In dem Luftmangel-Betrieb BZ_AFR wird
bezogen auf die vorgegebene Ansaugluftmasse eine größere Einspritzmenge MFF_BAS
vorgegeben, als mit Hilfe der Ansaugluftmasse verbrannt werden kann.
In
dem Schritt S14 wird geprüft,
ob der Istwert LAMB_AV des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 kleiner
als eins ist. Kleiner als eins bedeutet in diesem Zusammenhang,
dass in dem Brennraum 9 ein Luftmangel herrscht. Ist die
Bedingung des Schritts S14 erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S17 fortgesetzt. Ist die
Bedingung des Schritts S14 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in
einem Schritt S15 fortgesetzt.
In
dem Schritt S17 wird die Beladungsvariable O2_CTR um eine Einheit
verringert.
In
einem Schritt S18 wird geprüft,
ob die Beladungsvariable O2_CTR einen Minimalwert O2_CTR_MIN der
Beladungsvariablen O2_CTR angenommen hat. Ist die Bedingung des
Schritts S18 nicht erfüllt,
wird die Bearbeitung in einem Schritt S16 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S18 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S19 fortgesetzt.
In
dem Schritt S16 wird der Regler LAMB_FCTL entsprechend dem Schritt
S8 angehalten.
In
dem Schritt S19 wird der Regler LAMB_FCTL entsprechend dem Schritt
S11 frei gegeben RLS.
In
dem Schritt S15 wird geprüft,
ob die Beladungsvariable O2_CTR einen Wert angenommen hat, der kleiner
als null ist.
Ist
die Bedingung in dem Schritt S15 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in dem Schritt S19 fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt
S15 nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S14 fortgesetzt.
In
einem Schritt S20 wird das erste Programm entsprechend dem Schritt
S12 beendet.
Alternativ
kann ein zweites Programm (4) zum Betreiben
der Brennkraftmaschine in der Steuervorrichtung 25 abgespeichert
sein. Das zweite Programm dient entsprechend dem ersten Programm
zum Einstellen des geeigneten Sauerstoff-Beladungsgrades des Abgaskatalysators 24.
Das
zweite Programm wird in einem Schritt S30 entsprechend dem Schritt
S1 des ersten Programms gestartet.
In
einem Schritt S31 wird entsprechend dem Schritt S3 des ersten Programms
der Prüfwert LAMB_FIL
des Tankentlüftungsmassenstroms
aus der Filtervorrichtung 44 ermittelt.
In
einem Schritt S32 wird entsprechend dem Schritt S4 des ersten Programms
geprüft,
ob der Prüfwert
LAMB_FIL des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Tankentlüftungsmassenstroms
aus der Filtervorrichtung 44 kleiner als eins ist. Ist
die Bedingung des Schritts S32 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S33 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S32
nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S38 fortgesetzt.
In
dem Schritt S33 wird entsprechend dem Schritt S5 des ersten Programms
geprüft,
ob der aktuelle Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine einem
Luftüberschuss-Betrieb
BZ_AFL entspricht. Ist die Bedingung in dem Schritt S33 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S34 fortgesetzt. Ist die Bedingung
in dem Schritt S33 nicht erfüllt,
so wird der Schritt S33 erneut abgearbeitet.
In
dem Schritt S34 wird der Regler LAMB_FCTL limitiert LIM. Limitieren
LIM bedeutet in diesem Zusammenhang, dass trotz Luftüberschuss in
dem Brennraum 9 nicht auf einen Luftmangel-Betrieb BZ_AFR umgeschaltet
wird und dass trotz Luftmangel in dem Brennraum 9 nicht
auf den Luftüberschuss-Betrieb
BZ_AFL umgeschaltet wird, wobei jedoch im Luftüberschuss-Betrieb BZ_AFL das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in
dem Brennraum 9 zunehmend zu Gunsten der Luftmasse verschoben werden
kann und wobei im Luftmangel-Betrieb BZ_AFR das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in
dem Brennraum 9 zunehmend zu Gunsten der Kraftstoffmasse verschoben
werden kann.
In
einem Schritt S35 wird eine Zeitdauer DUR verweilt. Die Zeitdauer
DUR kann vorgegeben werden und/oder beispielsweise abhängig von
einer der Betriebsgrößen BG der
Brennkraftmaschine ermittelt werden, beispielsweise anhand eines
zweiten Kennfelds.
Nach
der Zeitdauer DUR wird die Bearbeitung in einem Schritt S36 fortgesetzt.
In dem Schritt S36 wird der Regler LAMB_FCTL entsprechend dem Schritt
S11 des ersten Programms frei gegeben RLS.
In
einem Schritt S37 wird das zweite Programm beendet.
In
dem Schritt S38 wird entsprechend dem Schritt S13 des ersten Programms
geprüft,
ob der aktuelle Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine dem Luftmangelbetrieb
BZ_AFR entspricht. Ist die Bedingung des Schritts S38 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S39 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S38 nicht erfüllt,
so wird erneut der Schritt S38 abgearbeitet.
In
dem Schritt S39 wird entsprechend dem Schritt S34 der Regler LAMB_FCTL
limitiert LIM.
In
einem Schritt S40 wird entsprechend dem Schritt S35 für die Zeitdauer
DUR verweilt.
In
einem Schritt S41 wird der Regler LAMB_FCTL entsprechend dem Schritt
S36 wieder frei gegeben RLS.
In
einem Schritt S42 wird das zweite Programm entsprechend dem Schritt
S37 beendet.
Alternativ
kann ein drittes Programm (5) zum Betreiben
der Brennkraftmaschine in der Steuervorrichtung 25 abgespeichert
sein. Das dritte Programm dient entsprechend dem ersten und dem zweiten
Programm zum geeigneten Einstellen des Sauerstoff-Beladungsgrads
des Abgaskatalysators.
Das
dritte Programm wird in einem Schritt S50 entsprechend dem Schritt
S1 des ersten Programms gestartet.
In
einem Schritt S51 wird der Istwert LAMB_FIL_AV des Tankentlüftungsmassenstroms entsprechend
dem Schritt S3 des ersten Programms ermittelt.
In
einem Schritt S52 wird entsprechend dem Schritt S4 des ersten Programms
geprüft,
ob der Prüfwert
LAMB_FIL des Tankentlüftungsmassenstroms
in der Filtervorrichtung 44 kleiner als eins ist. Ist die
Bedingung des Schritts S52 erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S53 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S52 nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S57 fortgesetzt.
In
dem Schritt S53 wird entsprechend dem Schritt S5 des ersten Programms
geprüft,
ob der aktuelle Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine einem
Luftüberschuss-Betrieb
BZ_AFL entspricht. Ist die Bedingung des Schritts S53 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S54 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S53 nicht erfüllt,
so wird der Schritt S53 erneut abgearbeitet.
In
dem Schritt S54 wird eine betriebspunktabhängig vorgegebene Einspritzmenge
MFF_BAS verringert DEC. Betriebspunktabhängig vorgegeben bedeutet in
diesem Zusammenhang, dass zum Hervorrufen eines vorgegebenen Drehmoments
und zum Befriedigen aller Fahrzeugfunktionen außer der Tankentlüftung in
dem jeweiligen Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine die Einspritzmenge MFF_BAS
vorgegeben wird. Dies führt
zu einem noch größeren Luftüberschuss
in dem Brennraum 9. Dies bewirkt, dass nach dem Verbrennen
ein zusätzlicher
Luftüberschuss
in dem Abgastrakt 4 herrscht. So kann zusätzlicher
Sauerstoff in dem Abgaskatalysator 24 gespeichert werden.
Alternativ
zu dem Schritt S54 kann die Bearbeitung in dem Schritt S55 fortgesetzt
werden. In dem Schritt S55 wird die angepasste Einspritzmenge MFF
ermittelt, abhängig
von dem Prüfwert LAMB_FIL
des Tankentlüftungsmassenstroms
und abhängig
von der vorgegebenen Einspritzmenge MFF_BAS.
In
dem Schritt 557 wird entsprechend dem Schritt S13 des ersten
Programms geprüft,
ob sich die Brennkraftmaschine im Luftmangelbetrieb BZ_AFR befindet.
Ist die Bedingung des Schrittes S57 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S58 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts
S57 nicht erfüllt,
so wird der Schritt S57 erneut abgearbeitet.
In
dem Schritt S58 wird die Einspritzmenge MFF_BAS um einen vorgegebenen
Wert erhöht
INC.
Alternativ
zu dem Schritt S58 kann die Bearbeitung auch in dem Schritt S59
fortgesetzt werden, in dem die zuzumessende Kraftstoffmenge MFF
entsprechend dem Schritt S55 ermittelt wird.