DE102006014249A1 - Lambda value pre-controlling method for use during pre-heating phase of catalyzer, involves partially loading lambda-characteristic of lambda-pre-control, so that temporal lambda-center value is provided and lambda-value is obtained - Google Patents

Lambda value pre-controlling method for use during pre-heating phase of catalyzer, involves partially loading lambda-characteristic of lambda-pre-control, so that temporal lambda-center value is provided and lambda-value is obtained Download PDF

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Abstract

The method involves providing an internal combustion engine with catalyzers and a lambda sensor. A temporal lambda-characteristic (11) of a lambda-pre-control is partially loaded during a pre-heating phase of an exhaust gas cleaning system of the engine by a high frequent modulation in such a manner that a temporal lambda-center value (12) with lambda greater than 1 is provided in the phase and a lambda-value with lambda less than 1 is obtained.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorsteuerung eines Lambdawertes während der Aufheizphase einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Katalysator und mindestens einer Lambdasonde.The The invention relates to a method for the pilot control of a lambda value while the heating phase of an exhaust gas purification system of an internal combustion engine with at least one catalyst and at least one lambda probe.

Um die strengen Abgasnormen bei Verbrennungskraftmaschinen zu erfüllen, ist neben der Mini- mierung der Rohemission während des Starts der Katalysator so schnell wie möglich auf die richtige Betriebstemperatur aufzuheizen. Bekannt sind dazu verschiedene Maßnahmen, wie beispielsweise die Erhöhung der Abgastemperatur durch Spätzündung, eine Gemischanreicherung in Verbindung mit Sekundärlufteinblasung, der Einsatz einer Glühkerze im Abgastrakt vor dem Katalysator. Bei Motoren mit Abgasturboaufladung und Ladedruckegelventil kann das Ladedruckregelventil zur schnellen Erwärmung des Katalysators geöffnet werden. All diese Maßnahmen hängen zum einen vom Abgaskonzept, wie fett oder mager, und zum anderen von der zur Verfügung stehenden Hardware (z.B. Ladungsbewegungsklappe, Sekundärlufteinblasung, Nockenwellenverstellung etc.) ab, und beeinflussen die Abgasqualität. Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen muss ihre Wirksamkeit bei Kraftfahrzeugen mit On-Board-Diagnosen überprüft werden. Sollte während des Kaltstarts eine dieser Maßnahmen nicht eingestellt werden können, kann dies dazu führen, dass die Abgasgrenzwerte nicht eingehalten werden können.Around to meet the strict emission standards for internal combustion engines, is in addition to minimizing the raw emissions during the start of the catalyst as quickly as possible to heat up to the correct operating temperature. Are known different measures, such as the increase the exhaust gas temperature by late ignition, a Mixture enrichment in connection with secondary air injection, the use a glow plug in the exhaust system in front of the catalytic converter. For turbocharged engines and boost pressure control valve, the wastegate valve for fast warming opened the catalyst become. All these measures hang on the one hand, the exhaust concept, such as fat or lean, and on the other from the available stationary hardware (e.g., charge motion flap, secondary air injection, Camshaft adjustment, etc.), and affect the exhaust quality. by virtue of Legal requirements must be effective in motor vehicles be checked with on-board diagnostics. Should while the cold start one of these measures can not be adjusted can this cause that the exhaust emission limits can not be met.

Andererseits ist hinsichtlich der Konvertierung von Schadgaskomponenten das Speichervermögen des Katalysators für Sauerstoff OSC (Oxygen Storage Capacity) von besonderem Interesse. Das Speichervermögen einer Abgasreinigungsanlage für Sauerstoff wird dazu ausgenutzt, in Magerphasen Sauerstoff aufzunehmen und in Fettphasen wieder abzugeben. Hierdurch wird erreicht, dass die zu oxydierenden Schadgaskomponenten des Abgases konvertiert werden können. Mit zunehmender Alterung der Abgasreinigungsanlage nimmt deren Speichervermögen für Sauerstoff ab. Hierdurch kann in den Fettphasen nicht mehr genügend Sauerstoff zur Verfügung gestellt werden um das Abgas von den Schadgaskomponenten zu reinigen und die Lambdasonde hinter der Abgasreinigungsanlage detektiert diese zu oxydierenden Komponenten. Weiterhin detektiert diese Lambdasonde in längeren Magerphasen den Sauerstoff, der nicht mehr von der Abgasreinigungsanlage gespeichert werden kann. In vielen Ländern ist eine Überprüfung der Abgasreinigungsanlage während des Fahrbetriebs durch die Motorsteuerung gesetzlich vorgeschrieben (On-Board-Diagnose). Eine aktive Katalysator-Diagnose hat dabei die Aufgabe, ein unzulässiges Absinken der Konvertierung, die zu unzulässiger Erhöhung der Abgaswerte führt, zu erkennen und über eine Kontrolllampe anzuzeigen.on the other hand with regard to the conversion of noxious gas components is the storage capacity of the Catalyst for Oxygen OSC (Oxygen Storage Capacity) of particular interest. The storage capacity an emission control system for Oxygen is used to absorb oxygen in lean phases and again in fat phases. This ensures that converts the pollutant gas components of the exhaust gas to be oxidized can be. As the emission control system ages, its storage capacity for oxygen decreases from. As a result, in the fat phases not enough oxygen to disposal be made to clean the exhaust gas from the noxious gas components and the lambda probe is detected behind the emission control system these components to be oxidized. Furthermore, this lambda probe detects in longer Mealy phases the oxygen that is no longer from the emission control system can be stored. In many countries, a review of the Emission control system during driving required by the engine control by law (On-board diagnostics). An active catalyst diagnosis is included the task, an inadmissible Falling of the conversion, which leads to inadmissible increase of exhaust emissions recognize and over to display a control lamp.

Die sauerstoffmessende Katalysatordiagnose wird mit einer Breitbandsonde nach folgendem Verfahren durchgeführt:
Der Katalysator wird zunächst durch ein fettes Gemisch (λ < 1) von Sauerstoff befreit. Nach dieser als Konditionierung bezeichneten Phase wird anschließend ein mageres Abgas (λ > 1) eingetragen und dabei die eingetragene Sauerstoffmenge aufintegriert. Wenn während dieser Messphase die Sonde hinter dem Katalysator ein mageres, d.h. sauerstoffhaltiges Gemisch anzeigt, entspricht die aufintegrierte Menge der aktuellen Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators, die ein Maß für die Güte darstellt. Dieses Verfahren wird mehrfach hintereinander angewendet.
The oxygen-measuring catalyst diagnosis is carried out with a broadband probe according to the following procedure:
The catalyst is first freed of oxygen by a rich mixture (λ <1). After this phase, referred to as conditioning, a lean exhaust gas (λ> 1) is subsequently introduced and the amount of oxygen introduced is integrated. If, during this measurement phase, the probe behind the catalyst indicates a lean, ie oxygen-containing, mixture, the integrated amount corresponds to the current oxygen storage capacity of the catalyst, which represents a measure of the quality. This procedure is applied several times in succession.

In der DE 41 12 478 C2 ist ein Verfahren zur Beurteilung des Alterungszustandes eines Katalysators beschrieben, bei dem die Lambdawerte vor und hinter dem Katalysator gemessen werden. Untersucht wird, ob bei einer Regelschwingung vor dem Katalysator von Fett nach Mager oder umgekehrt der Lambdawert hinter dem Katalysator einen entsprechenden Übergang zeigt, und dann, wenn dies der Fall ist, wird der den Katalysator durchströmende Gasmassenstrom bestimmt, das zeitliche Integral des Produktes aus Gasmassenstrom und Lambdawert vor dem Katalysator berechnet, das zeitliche Integral des Produktes aus Gasmassenstrom und Lambdawert hinter dem Katalysator berechnet und als Maß für den Alterungszustand des Katalysators entweder die Differenz zwischen den beiden Integralen oder der Quotient aus den beiden Integralen oder der Quotient aus der Differenz und einem der beiden Integrale verwendet wird. Nachteilig bei dem beschriebenen Verfahren ist, dass der Lambdawert vor der Abgasreinigungsanlage mit einer aufwändigen Breitband-Lambdasonde gemessen werden muss, um über die Integration des Produktes aus aktuellem Lambdawert und Gasmassenstrom die eingebrachte oder entnommene Sauerstoffmenge zu bestimmen.In the DE 41 12 478 C2 describes a method for assessing the aging state of a catalyst, in which the lambda values are measured in front of and behind the catalyst. It is examined whether the lambda value behind the catalyst shows a corresponding transition at a control oscillation before the catalyst from rich to lean or vice versa, and then, if this is the case, the gas mass flow flowing through the catalyst is determined, the time integral of the product from gas mass flow and lambda value calculated before the catalyst, the time integral of the product calculated from gas mass flow and lambda value behind the catalyst and as a measure of the aging state of the catalyst either the difference between the two integrals or the quotient of the two integrals or the quotient of the difference and a the two integrals is used. A disadvantage of the method described is that the lambda value must be measured in front of the emission control system with a complex broadband lambda probe in order to determine the introduced or withdrawn amount of oxygen via the integration of the product from the current lambda value and gas mass flow.

Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit einer Abgasreinigungsanlage beschreibt die EP 0546 318 B1 . Das System wird mit einem Lambdaverlauf beaufschlagt, dessen Sauerstoff-Mangeleintrag zu Beginn höher als die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators ist. Der Sauerstoff-Eintrag wird so gewählt, dass der Katalysator in den Magerphasen jeweils bis an seine Kapazitätsgrenze gefüllt wird. Zur Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators wird der mittlere Lambdawert vor dem Katalysator während der Lambdaschwingungen des Systems gezielt in Richtung Mager verschoben und so die Sauerstoff-Entnahme von Phase zu Phase verringert. Durch Bestimmung der Anzahl der Fett-Mager-Übergänge die die hinter dem Katalysator angeordnete Lambdasonde anzeigt, kann die Sauerstoffspeicherfähigkeit bestimmt werden, wobei eine vergrößerte Anzahl von Phasen eine verringerte Speicherfähigkeit bedeutet. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass in den Magerphasen ungereinigtes Abgas abgegeben wird.Another method for determining the oxygen storage capacity of an emission control system describes the EP 0546 318 B1 , The system is supplied with a Lambdaverlauf whose oxygen deficiency entry is initially higher than the oxygen storage capacity of the catalyst. The sour Substance entry is chosen so that the catalyst is filled in the lean phases each to its capacity limit. To determine the oxygen storage capacity of the catalyst, the average lambda value in front of the catalyst during the lambda oscillations of the system is selectively shifted in the direction of lean, thus reducing the oxygen removal from phase to phase. By determining the number of lean-to-rich transitions that the lambda probe located behind the catalytic converter indicates, the oxygen storage capability can be determined, with an increased number of phases resulting in reduced storage capability. A disadvantage of this method is that in the lean phases unpurified exhaust gas is discharged.

Die DE 10240977 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffdirekteinspritzsystem, welches ein Abgassystem mit mindestens einem Katalysator aufweist. Zum Heizen wenigstens einer der Katalysatoren ist vorgesehen, die Brennkraftmaschine zyklisch in einem Magerbetrieb mit λ > 1, um den einen Sauerstoffspeicher des mindestens einen Katalysators aufzufüllen, und in einem fetten Betrieb mit λ < 1 zu betreiben, um durch die Reaktionswärme einer Reaktion nicht verbrannter Kraftstoffkomponenten mit dem Sauerstoff in dem mindestens einen Katalysator diesen aufzuheizen. Dabei wird zunächst durch einen Lambda-Sprung die Sauerstoffspeicherkapazität jedes einzelnen oder einer Gruppe von Katalysatoren bestimmt und über die ermittelte jeweilige Sauerstoffspeicherkapazität der oder des Katalysators ein sauerstoffbezogener unterer Heizwert und unter Berücksichtigung eines Abgas-Lambdas und eines Abgasmassenstroms der Energieeintrag und somit eine Temperatur in mindestens einem Katalysator bestimmt. Dadurch wird eine Regelung und Steuerung des Heizens des oder der Katalysatoren über die Einstellung der Fett- und/oder Magerphasen vorgenommen.The DE 10240977 A1 describes a method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle with a direct fuel injection system, which has an exhaust system with at least one catalytic converter. For heating at least one of the catalysts is provided, the internal combustion engine cyclically in a lean operation with λ> 1 to fill the one oxygen storage of at least one catalyst, and operate in a rich operation with λ <1, not burned by the heat of reaction reaction Fuel components with the oxygen in the at least one catalyst to heat this. In this case, the oxygen storage capacity of each individual or a group of catalysts is first determined by a lambda jump and the oxygen storage capacity of the catalyst or an oxygen-based lower calorific value and taking into account an exhaust lambda and an exhaust gas mass flow of energy input and thus a temperature in at least a catalyst determined. Thereby, a regulation and control of the heating of the catalyst or catalysts on the adjustment of the fat and / or lean phases is made.

Unterstützend zum schnellen Aufheizen des Katalysators wird nach dem Stand der Technik nach dem Start ein leicht mageres Gemisch mit λ > 1 angesteuert. Da der Taupunkt insbesondere beim Kaltstart für die Lambdasonde noch unterschritten wird, wird die Betriebsbereitschaft der Lambdasonde erst deutlich nach dem Start erreicht. Der Lambda-Wert wird daher direkt nach dem Start auf einen Wert von λ > 1 vorgesteuert und liegt dabei in der Regel bei ungefähr 1,05. Damit wird gewährleistet, dass auch trotz durch die Serienstreuung verursachten Abweichungen in der Kraftstoffzumessung immer ein leicht mageres Lambda eingehalten werden kann. Eine Unterschreitung des Lambdawertes λ = 1 würde zu einem starken Anstieg der CO- und HC-Emissionen führen und unter Umständen eine Verletzung der entsprechenden Emissionsgrenzwerte zur Folge haben. Durch das magere Lambda ist allerdings auch nach dem Überschreiten der so genannten „Light-Off-Temperatur", der Temperatur, ab der der Katalysator eine optimale Betriebstemperatur erreicht hat und damit der Katalysator prinzipiell als 3-Wege-Katalysator arbeitsfähig wäre, keine Konvertierung der Stickoxide im Abgas möglich.Supportive to rapid heating of the catalyst is according to the prior art after starting a slightly lean mixture with λ> 1 driven. As the dew point in particular at cold start for the lambda probe is still below, is the operational readiness the lambda probe only reached significantly after the start. The lambda value is therefore pre-controlled directly after the start to a value of λ> 1 and is usually at about 1.05. This will ensure that despite deviations caused by the series dispersion always kept a slightly lean lambda in the fuel metering can be. An undershooting of the lambda value λ = 1 would become a strong increases in CO and HC emissions and possibly a Violation of the relevant emission limit values. By the lean lambda is however also after the crossing the so-called "light-off temperature", the temperature, from which the catalyst reaches an optimum operating temperature and thus the catalyst in principle as a 3-way catalyst able to work would be, none Conversion of nitrogen oxides in the exhaust possible.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das bereits während der Aufheizphase des Katalysators eine zumindest teilweise Konvertierung von NOx gewährleistet, ohne dass in dieser Phase eine Grenzwertverletzung für die zu oxidierenden Komponenten besteht.It It is therefore an object of the invention to provide a method that already during the heating phase of the catalyst an at least partial conversion ensured by NOx, without at this stage a limit violation for the consists of oxidizing components.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein zeitlicher Lambda-Verlauf der Lambda-Vorsteuerung während der Aufheizphase des Katalysators zumindest zeitweise mittels einer höher frequenten Modulation beaufschlagt wird, derart dass in dieser Phase ein zeitlicher Lambda-Mittelwert von λ > 1 vorgegeben und zumindest kurzzeitig ein Lambda-Wert von λ < 1 erreicht wird. Durch diese gezielte Steuerstrategie für das Lambda wird bereits während dieser Phase eine Teilkonvertierung der Stickoxide erreicht, da zumindest zeitweise ein Lambda-Wert von λ < 1 erzielt wird. Gleichzeitig wird durch den im Mittel weiterhin mageren Lambda-Wert die Konvertierung der zu oxidierenden Komponenten, wie HC und CO nicht negativ beeinflusst. Es wurde sogar beobachtet, dass durch diese Vorsteuerstrategie in geringem Maße auch die Konvertierung der zu oxidierenden Komponenten unterstützt wird. Dabei kann durch eine Vorsteuerung auf ein Lambda λ > 1, beispielsweise λ = 1,05, eine Serienstreuung sicher abgedeckt werden, so dass die Gefahr einer Grenzwertverletzung für die zu oxidierenden Komponenten, wie bereits zuvor beschrieben, nicht besteht.The Task is solved by that a temporal lambda curve of the lambda pilot control during the Heating phase of the catalyst at least temporarily by means of a higher frequencies Modulation is applied, so that in this phase, a temporal Lambda mean of λ> 1 predetermined and at least for a short time a lambda value of λ <1 is achieved. Through this targeted control strategy for the lambda is already during this Phase achieved a partial conversion of nitrogen oxides, since at least temporarily a lambda value of λ <1 is achieved. At the same time, the mean lambda value continues to be poor on average the conversion of the components to be oxidized, such as HC and CO not negatively affected. It was even observed that through to a small extent this conversion strategy also the conversion of the is supported to oxidizing components. It can by a pilot control to a lambda λ> 1, for example λ = 1.05, a series dispersion will be covered safely, so the danger a limit violation for the components to be oxidized, as described above, does not exist.

Das Aufaddieren der höher frequenten Modulation geschieht dabei in bevorzugter Verfahrensvariante derart, dass der zeitliche Lambda-Verlauf der Lambda-Vorsteuerung mit einem unsymmetrischen Tastverhältnis zwischen Phasen mit λ > 1 und λ < 1 vorgesteuert wird, wobei verhältnismäßig kurzzeitig ein Lambda-Wert von deutlich kleiner 1 angesteuert werden und dafür das Lambda relativ lange Zeit bei λ > 1 bleiben kann, um sicher die Konvertierung der zu oxidierenden Komponenten, wie HC und CO zu gewährleisten. Ein Lambda-Wert von deutlich kleiner 1 beschleunigt dagegen die Konvertierung der Stickoxide.The Add up the higher Frequent modulation is done in a preferred process variant in such a way that the temporal lambda curve of the lambda pilot control with a unbalanced duty cycle piloted between phases with λ> 1 and λ <1 is, and relatively short time a lambda value of significantly less than 1 are controlled and for the lambda relatively long time at λ> 1 can remain, to be sure the conversion of the components to be oxidized, such as HC and CO to ensure. A lambda value of significantly less than 1 accelerates the Conversion of nitrogen oxides.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die höher frequente Modulation hinsichtlich Amplitude und /oder Frequenz abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine verändert wird, wodurch eine flexible Lambda-Vorsteuerung erreicht werden kann.Farther can be provided that higher Frequency modulation in terms of amplitude and / or frequency depending on Operating point of the internal combustion engine is changed, whereby a flexible lambda pilot control can be achieved.

Da beispielsweise die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren einer gewissen Alterung unterliegt, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Amplitude der höher frequenten Modulation an einen aktuellen Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren angepasst wird. Durch diese Lambda-Vorsteuerung wird somit eine möglichst konstante Konvertierungsrate für die Stickoxide einerseits und HC bzw. CO andererseits gewährleistet, was insbesondere die Einhaltung der Grenzwerte für diese Schadstoffkomponenten auch nach einer gewissen Alterung sicherstellt.There For example, the oxygen storage capacity (OSC) of the or Catalysts subject to a certain aging, can be provided according to the invention be that the amplitude of the higher Frequency modulation to a current value of the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst (s). Through this lambda pilot control thus becomes as possible constant conversion rate for ensures the nitrogen oxides on the one hand and HC or CO on the other hand, in particular, compliance with the limit values for these pollutant components even after a certain aging.

Generell ist es sinnvoll und vorteilhaft, wenn die Frequenz der höher frequenten Modulation mit kleiner werdendem Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren erhöht wird. Die Gefahr des Durchbruchs von Fettspitzen kann damit reduziert werden.As a general rule It makes sense and advantageous if the frequency of higher-frequency Modulation with decreasing value of oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or catalysts is increased. The danger of breakthrough of fat tips can be reduced with it.

Das Verfahren sieht dabei vor, dass der aktuelle Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren mittels eines Diagnoseverfahrens für die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) ermittelt und gespeichert wird. Dieser Wert kann dann direkt zur Berechnung der optimalen Modulation hinsichtlich Frequenz, Amplitude und ggf. dem Tastverhältnis zwischen den Phasen mit λ > 1 und λ < 1 verwendet werden.The In this case, the method provides that the current value of the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or catalysts by means of a diagnostic method for the Oxygen storage capacity (OSC) is determined and stored. This value can then be directly to calculate the optimal modulation in terms of frequency, amplitude and possibly the duty cycle be used between the phases with λ> 1 and λ <1.

Erfolgt zusätzlich zur Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren eine volumetrische Gewichtung einer Katalysator-Temperatur, und wird diese bei der Amplituden- und/oder Frequenz-Modulation des zeitlichen Lambda-Verlaufs der Lambda-Vorsteuerung während der Aufheizphase des oder der Katalysatoren berücksichtigt, kann daraus eine effektive Sauerstoff speicherfähigkeit ermittelt werden, die eine Funktion der Temperatur im oder in den Katalysatoren ist. Da sich der oder die Katalysatoren während des Aufheizvorganges von vorne nach hinten (in Gaslaufrichtung) aufwärmen, kann durch diese volumetrische Gewichtung eine charakteristische Katalysatortemperatur für den gesamten Katalysator oder der Katalysatoren bestimmt werden, die für eine weitere Berechnung zur Verfügung steht.He follows additionally for oxygen storage ability (OSC) of the catalyst or catalysts, a volumetric weighting of a Catalyst temperature, and this at the amplitude and / or Frequency modulation of the temporal lambda curve of the lambda pilot control while the heating phase of the catalyst or catalysts, it can be a effective oxygen storage capacity be determined, which is a function of the temperature in or in the Catalysts is. Since the catalyst or catalysts during the Heating up from the front to the rear (in gas flow direction) can warm up by this volumetric weighting a characteristic catalyst temperature for the entire catalyst or catalysts are determined, the for one further calculation available stands.

Dabei sieht eine besonders bevorzugte Verfahrensvariante vor, dass der Wert für die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren und der Wert für die volumetrische Gewichtung der Katalysator-Temperatur gemessen und in Kennfeldern abgelegt werden. Damit lassen sich vorteilhaft auch komplexe funktionale Zusammenhänge darstellen bzw. auswerten.there provides a particularly preferred process variant that the Value for the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or catalysts and the value for the volumetric weighting the catalyst temperature measured and stored in maps become. This can be advantageous even complex functional relationships represent or evaluate.

Es kann bei dem zuvor beschriebenen Verfahren vorgesehen sein, dass die Amplitude der Modulation des zeitlichen Lambda-Verlaufs der Lambda-Vorsteuerung begrenzt wird. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Laufruhe sinnvoll, wenn vor allem ein magerer Lambda-Wert vorgesteuert wird.It may be provided in the method described above, that the amplitude of the modulation of the temporal lambda curve of Lambda pilot control is limited. This is especially true on the quiet sense, especially if a lean lambda value is pre-controlled.

Werden die zuvor beschriebenen Maßnahmen während des Katalysator-Aufheizens und vor Erreichen der Betriebsbereitschaft der Lambdasonde angewendet, kann die Aktivität des oder der Katalysatoren noch etwas gesteigert werden, so dass diese Maßnahmen auch vor Erreichung der Light-Off-Phase vorteilhaft ist, wobei die Steigerung der Aktivitäten des oder der Katalysatoren für die Konvertierung der zu oxidierenden Komponenten (HC, CO) durch eine Modulation des Lambdas aus dem regulären λ = 1 Betrieb bekannt ist.Become the measures described above while the catalyst heating and before reaching operational readiness the lambda probe can be applied, the activity of the catalyst (s) something else be increased, so that these measures are also ahead of achievement The light-off phase is advantageous, with the increase in the activities of the or the catalysts for the conversion of the components to be oxidized (HC, CO) a modulation of the lambda from the regular λ = 1 operation is known.

Werden die Maßnahmen bei Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung oder Saugrohreinspritzung angewendet, bietet sich insbesondere für Motoren mit Benzindirekteinspritzung an, die Steuerstrategie mit der bekannten Betriebsar „Homogensplit" zu kombinieren, da hier die Magerlauffähigkeit verglichen zum reinen Homogenbetrieb verbessert ist. Prinzipiell könnte auch ein Betriebsartenwechsel damit kombiniert werden. So kann beispielsweise, wenn das Brennverfahren es gestattet, im mageren Teil der Amplitude die Schichtbetriebsart gewählt werden und im fetten Teil der Amplitude die Homogen-Betriebsart gefahren werden. Ist bei einer Saugrohreinspritzung die Magerlauffähigkeit in den erforderlichen Bereichen gegeben, kann die Strategie hier ebenfalls angewendet werden.Become the measures in internal combustion engines with gasoline direct injection or port injection is particularly suitable for engines with gasoline direct injection to combine the tax strategy with the well-known "homogenous split" operating because here the lean running ability is improved compared to pure homogeneous operation. in principle could also a mode change can be combined with it. For example, if the firing method allows, in the lean part of the amplitude the shift mode selected and in the fat part of the amplitude the homogeneous mode be driven. Is with a port injection the lean running ability Given in the required areas, the strategy can be here also be applied.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to one shown in the figures embodiment explained in more detail. It shows:

1a eine schematische Darstellung einer symmetrischen Lambda-Vorsteuerung, 1a a schematic representation of a symmetrical lambda pilot control,

1b eine schematische Darstellung einer unsymmetrischen Lambda-Vorsteuerung, 1b a schematic representation of a single-ended lambda pilot control,

2 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Lambdawertes, der Sauerstoff-Konzentration sowie verschiedener Schadstoff-Konzentrationen. 2 a schematic representation of the time course of the lambda value, the oxygen concentration and various pollutant concentrations.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

Das technische Umfeld, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren abläuft, sieht beispielhaft eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Motorblock und einem Zuluftkanal, der den Motorblock mit Verbrennungsluft versorgt, vor. Dabei kann die Luftmenge im Zuluftkanal mit einer Zuluftmesseinrichtung bestimmbar sein. Das Abgas der Brennkraftmaschine wird dabei über eine Abgasreinigungsanlage geführt, welche als Hauptkomponenten einen Abgaskanal aufweist, in dem in Strömungsrichtung des Abgases eine erste Lambdasonde vor einem Katalysator und eine zweite Lambdasonde hinter dem Katalysator angeordnet ist. Die Abgasreinigungsanlage kann noch einen zweiten Katalysator hinter der zweiten Lambda-Sonde aufweisen. Die Lambdasonden sind mit einer Steuereinrichtung verbunden, die aus den Daten der Lambdasonden und den Daten der Zuluftmesseinrichtung das Gemisch berechnet und eine Kraftstoffzumesseinrichtung zur Zudosierung von Kraftstoff mit entsprechenden Einspritzdüsen im Zuluftkanal ansteuert.The technical environment in which the inventive method runs sees an example of an internal combustion engine, consisting of an engine block and a supply air duct, which supplies the engine block with combustion air, in front. In this case, the amount of air in the supply air duct with a Zuluftmesseinrichtung be determinable. The exhaust gas of the internal combustion engine is thereby via a Emission control system led, which has as main components an exhaust passage in which flow direction of the exhaust gas, a first lambda probe in front of a catalyst and a second lambda probe is arranged behind the catalyst. The emission control system can still have a second catalyst behind the second lambda probe exhibit. The lambda probes are connected to a control device, those from the data of the lambda probes and the data of the supply air measuring device calculated the mixture and a fuel metering device for metering of fuel with appropriate injectors in the supply air duct controls.

Mit der im Abgaskanal hinter dem Motorblock angeordneten Lambdasonde kann mit Hilfe der Steuereinrichtung ein Lambda-Wert eingestellt werden, der für die Abgasreinigungsanlage zur Erzielung einer optimalen Reinigungswirkung geeignet ist. Die Lambdasonde kann als einfache Sprungsonde oder als aufwändige Breitbandsonde ausgeführt sein, durch die sich die Luftzahl λ in einem weiten Bereich bestimmen lässt. Ist die Lambdasonde als Sprungsonde ausgebildet, ist dies kostengünstiger, erlaubt aber lediglich eine Regelung auf einen Sollwert von λ = 1. Daher kann während der Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit keine Lambdaregelung aktiv sein. In dieser Betriebsphase erfolgt nur eine Vorsteuerung des Kraftstoffgemisches mit einem von der Steuereinrichtung vorbestimmten Lambda-Wert. Die im Abgaskanal hinter dem ersten Katalysator angeordnete zweite Lambdasonde kann ebenfalls in der Steuereinrichtung ausgewertet werden und dient dazu, in einem Verfahren nach dem Stand der Technik die Sauerstoffspeicherfähigkeit der Abgasreinigungsanlage zu bestimmen.With the arranged in the exhaust passage behind the engine block lambda probe can set a lambda value with the aid of the control device be that for the emission control system to achieve an optimal cleaning effect suitable is. The lambda probe can be used as a simple jump probe or as a sophisticated broadband probe accomplished be determined by the air ratio λ in a wide range leaves. If the lambda probe is designed as a jump probe, this is less expensive, but allows only a control to a setpoint of λ = 1. Therefore can while the determination of the oxygen storage capacity no lambda control be active. In this operating phase, only one pilot control takes place the fuel mixture with a predetermined by the controller Lambda value. The arranged in the exhaust passage behind the first catalyst second lambda probe can also be evaluated in the control device be and serves in a method according to the prior art the oxygen storage capacity to determine the emission control system.

Die Steuereinrichtung kann zudem mit einer Anzeige-/Speichereinheit verbunden sein, mit der beispielsweise eine Fehlfunktion der Abgasreinigungsanlage angezeigt werden kann. Zudem kann damit auch angezeigt werden, wenn beispielsweise bei der On-Board-Diagnose ein Sauerstoffspeichervermögen des Katalysators ermittelt wird, welches bereits hinsichtlich der Erfüllung der gesetzlichen Abgasvorschriften als grenzwertig eingestuft ist.The Control device can also with a display / storage unit be connected, with the example, a malfunction of the emission control system can be displayed. In addition, it can also be displayed if For example, in the on-board diagnosis, an oxygen storage capacity of the Catalyst is determined, which already with regard to the fulfillment of statutory emissions legislation is classified as borderline.

Zur Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit wird im Allgemeinen während der On-Board-Diagnose die Brennkraftmaschine zunächst ausreichend lange mit Kraftstoffüberschuss betrieben („fettes Gemisch"), um sämtlichen Sauerstoff im Katalysator zu reduzieren. Im anschließenden Magerbetrieb wird im Katalysator Sauerstoff eingelagert, wobei mit der Lambda-Sonde hinter dem Katalysator festgestellt wird, wenn sauerstoffreiches Abgas auftritt, da die Sauerstoffspeicherfähigkeit OSC dann überschritten ist.to Determination of oxygen storage capacity will generally while the on-board diagnosis the internal combustion engine first sufficiently long with excess fuel operated ("fat Mixture ") to all To reduce oxygen in the catalyst. In the subsequent lean operation Oxygen is stored in the catalyst, with the lambda probe behind the catalyst is detected when oxygen-rich Exhaust gas occurs because the oxygen storage capacity then exceeded OSC is.

Nach dem Stand der Technik wird ein sprunghafter Wechsel zwischen λ < 1 und λ > 1 vorgegeben. Bei dieser Vorsteuerung können Fehler auftreten, die beispielsweise durch eine Streuung der Einspritzventile oder Fehler in der Füllungserfassung herrühren. Diese verfälschen den Lambdawert und führen damit auch zu Fehlern bei der Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit.To the prior art, a sudden change between λ <1 and λ> 1 is specified. At this Precontrol can Errors occur, for example, due to a scattering of the injectors or errors in the fill detection originate. These distort the lambda value and lead thus also errors in the determination of oxygen storage capacity.

Während der Aufheizphase direkt nach dem Start der Brennkraftmaschine ist unterstützend zum schnellen Aufheizen des Katalysators vorgesehen, nach dem Start ein leicht mageres Gemisch mit λ > 1 anzusteuern. Da der Taupunkt insbesondere beim Kaltstart für die Lambdasonde noch unterschritten wird, wird die Betriebsbereitschaft der Lambdasonde erst deutlich nach dem Start erreicht.During the Heating phase directly after the start of the engine is supportive to the fast Heating the catalyst provided, after starting a light to control lean mixture with λ> 1. There the dew point is still lower than during the cold start for the lambda probe is, the operational readiness of the lambda probe only becomes clear reached after the start.

Wie in 1a und 1b schematisch gezeigt, ist während der Aufheizphase der Abgasreinigungsanlage der Brennkraftmaschine vorgesehen, ein zeitlicher Lambda-Verlauf 11 der Lambda-Vorsteuerung 10 während der Aufheizphase des Katalysators zumindest zeitweise mittels einer höher frequenten Modulation zu beaufschlagen, derart dass in dieser Phase ein zeitlicher Lambda-Mittelwert 12 von λ > 1, im gezeigten Beispiel λ = 1,05, vorgegeben und zumindest kurzzeitig ein Lambda-Wert von λ < 1 erreicht wird. In 1a ist eine Verfahrensvariante mit einer sym metrischen Lambda-Vorsteuerung 10 gezeigt. 1b zeigt eine Verfahrensvariante, bei der der zeitliche Lambda-Verlauf 11 der Lambda-Vorsteuerung 10 mit einem unsymmetrischen Tastverhältnis zwischen Phasen mit λ > 1 und λ < 1 vorgesteuert wird.As in 1a and 1b shown schematically, is provided during the heating phase of the exhaust gas purification system of the internal combustion engine, a temporal lambda curve 11 the lambda pilot control 10 during the heating phase of the catalyst to act on at least temporarily by means of a higher-frequency modulation, so that in this phase, a temporal lambda mean 12 of λ> 1, in the example shown λ = 1.05, given and at least briefly a lambda value of λ <1 is achieved. In 1a is a variant of the method with a sym metric lambda precontrol 10 shown. 1b shows a method variant in which the temporal lambda curve 11 the lambda pilot control 10 is precontrolled with an asymmetrical duty cycle between phases with λ> 1 and λ <1.

Die Bereiche der NOx-Konvertierung 20 liegen in dem Bereich des zeitlichen Lambda-Verlaufs 11, in denen λ < 1 ist, sofern der oder die Katalysatoren die Light-Off-Phase, d.h. die Betriebstemperaturen erreicht haben. Das in der fetten Phase reduzierte NOx kann aus reaktionskinetischen Gründen in den Katalysatoren und auch danach im Abgasstrang nicht wieder gebildet werden. In diesem Zusammenhang ist allerdings darauf hinzuweisen, dass eine NOx-Konvertierung mit Wirkungsgraden von > 99%, wie sie bei einem geregelten λ = 1 Betrieb eines 3-Wege-Katalysators erreicht werden kann, mit diesem Verfahren nicht erzielt werden kann, was hier aber auch nicht Ziel der beschriebenen Strategie ist.The areas of NOx conversion 20 lie in the range of the temporal lambda curve 11 in which λ <1, provided that the catalyst or catalysts have reached the light-off phase, ie the operating temperatures. The NOx reduced in the rich phase can not be reformed for reaction kinetic reasons in the catalysts and also afterwards in the exhaust gas line. In this context, it should be noted, however, that a NOx conversion with efficiencies of> 99%, as can be achieved in a controlled λ = 1 operation of a 3-way catalyst can not be achieved with this method, but here is not the goal of the described strategy.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die höher frequente Modulation hinsichtlich Amplitude 13 und/oder Frequenz abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine verändert wird. Dabei kann die Amplitude 13 der höher frequenten Modulation an einen aktuellen Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren angepasst werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, die Frequenz der höher frequenten Modulation mit kleiner werdendem Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren zu erhöhen.According to the invention, it is provided that the higher-frequency modulation with respect to amplitude 13 and / or frequency is changed depending on the operating point of the internal combustion engine. In this case, the amplitude 13 the higher frequency modulation to a current value of the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst (s). Furthermore, it can be provided to increase the frequency of the higher-frequency modulation with decreasing value of the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst (s).

Der aktuelle Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren kann mittels eines Diagnoseverfahrens für die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC), wie es zuvor beschrieben wurde, ermittelt und gespeichert werden. Zusätzlich zur Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren kann eine volumetrische Gewichtung einer Katalysator-Temperatur durchgeführt und diese bei der Amplituden- und/oder Frequenz-Modulation des zeitlichen Lambda-Verlaufs 11 der Lambda-Vorsteuerung 10 während der Aufheizphase des oder der Katalysatoren berücksichtigt werden. Zur Berechnung der Amplitude 13 und der Frequenz der Modulation werden in bevorzugter Verfahrensvariante der Wert für die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren und der Wert für die volumetrische Gewichtung der Katalysator-Temperatur gemessen und in Kennfeldern abgelegt.The actual value of the oxygen storage capability (OSC) of the catalyst (s) may be determined and stored using an oxygen storage capability (OSC) diagnostic method as described above. In addition to the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or catalysts, a volumetric weighting of a catalyst temperature can be carried out and this in the amplitude and / or frequency modulation of the temporal lambda curve 11 the lambda pilot control 10 be considered during the heating phase of the catalyst or catalysts. To calculate the amplitude 13 and the frequency of the modulation, the value for the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or catalysts and the value for the volumetric weighting of the catalyst temperature are measured in a preferred process variant and stored in maps.

Die zuvor beschriebene Strategie kann im Folgenden in unterschiedlichen Phasen der Katalysator-Aufheizung zum Einsatz kommen, wie dies nachfolgende tabellarische Zusammenstellung zeigt, wobei die Maßnahmen während des Katalysator-Aufheizens und vor Erreichen der Betriebsbereitschaft der Lambdasonde angewendet werden.The The strategy described above can be found below in different Phases of catalyst heating be used, as the following tabular compilation shows, taking the measures while the catalyst heating and before reaching operational readiness the lambda probe are applied.

Figure 00100001
Figure 00100001

Eine Anwendung in Phase B, d.h. vor Erreichen der Betriebstemperatur des Katalysators („Light-Off") kann dabei in sofern sinnvoll sein, dass neben der Verbesserung der NOx-Konvertierung eine Steigerung der Aktivität des oder der Katalysatoren für die Konvertierung der zu oxidierenden Komponenten (HC, CO) beobachtet wird. Zudem kann, je nach Systemauslegung bzw. Applikation, die Phase D entfallen, so dass direkt in den regulären Betrieb ohne weitere Katalysatorheizmaßnahmen übergegangen werden kann. Dies kann dann in der Phase mit geregeltem oder ungeregeltem Lambda durchgeführt werden, je nach dem die Lambdasonde einsatzbereit ist oder nicht. Ebenso ist es möglich, in der Phase D mit betriebsbereiter Lambdasonde die Steuerstrategie in eine Regelstrategie zu überführen. Der Vorgabewert für das Lambda wird direkt in die Lambdaregelung als Sollwertvorgabe eingeführt.An application in phase B, ie before reaching the operating temperature of the catalyst ("light-off") can be useful insofar that in addition to the improvement of NO x conversion an increase in the activity of the catalyst or catalysts for the conversion of the oxidizing Depending on the system design or application, phase D may be omitted so that it is possible to proceed directly to normal operation without any further catalyst heating measures be carried out in the phase with regulated or unregulated lambda, depending on whether the lambda probe is ready for use or not. It is also possible to convert the control strategy into a control strategy in phase D with an operational lambda probe. The default value for the lambda is introduced directly into the lambda control as setpoint specification.

2 zeigt schematisch den zeitlichen Lambda-Verlauf 11, einen zeitlichen Verlauf der Sauerstoff-Konzentration 40 sowie verschiedener Schadstoff-Konzentrationen 30, 60. 2 schematically shows the temporal lambda curve 11 , a time course of the oxygen concentration 40 as well as various pollutant concentrations 30 . 60 ,

Je nach Einstellung von Frequenz und Amplitude 13 kann im gezeigten Beispiel, verglichen zum vorgesteuerten Betrieb mit einem konstanten λ = 1,04, eine Konversion für NOx von mehr als 50% erreicht werden. Dabei ist zu erkennen, dass mit steigender Amplitude 13 der Modulation für die Lambda-Vorsteuerung 10 die NOx-Konzentration 30 sukzessive abnimmt. Es ist in der 2 auch zu erkennen, dass bei zu kleiner Amplitude 13, bei der der Lambda-Wert nicht unter eins vorgesteuert wird, keine Abnahme der NOx Konzentration 30 festgestellt wird. Erst mit größer werdenden Amplituden 13 sinkt die NOx-Konzentration 30 ab. Die Sauerstoff-Konzentration 40 bleibt dabei in weiten Bereichen konstant bei ca. 0,6%. Durch den in einem 3-Wege-Katalysator immer vorhandenen Sauerstoffspeicher (OSC) werden die Fettspitzen aus dem vorgesteuerten fetten Lambda gut abgefangen, so dass bei richtiger Auslegung von Frequenz und Amplitude 13 kein nennenswerter Durchbruch von CO und HC zu erwarten ist, wie dies die zeitlichen Verläufe für die CO-Konzentration 50 und die HC-Konzentration 60 zeigen.Depending on the setting of frequency and amplitude 13 can be achieved in the example shown, compared to the pilot operation with a constant λ = 1.04, a conversion for NO x of more than 50%. It can be seen that with increasing amplitude 13 the modulation for the lambda pilot control 10 the NO x concentration 30 gradually decreases. It is in the 2 also to recognize that too small an amplitude 13 , in which the lambda value is not pre-controlled under one, no decrease in the NO x concentration 30 is detected. Only with increasing amplitudes 13 the NO x concentration decreases 30 from. The oxygen concentration 40 remains constant in wide ranges at about 0.6%. Due to the oxygen storage (OSC) always present in a 3-way catalytic converter, the grease peaks from the pilot-operated rich lambda are well intercepted, so that with proper design of frequency and amplitude 13 no appreciable breakthrough of CO and HC is expected, as is the timing of the CO concentration 50 and the HC concentration 60 demonstrate.

Mit dem Verfahren kann erreicht werden, dass noch ohne betriebsbereite Lambda-Regelung direkt nach dem Start der Brennkraftmaschine eine Lambda-Vorsteuerung realisiert wird, die während der Aufheizphase des Katalysators bereits eine Teilkonvertierung der Stickoxide erreicht, ohne dass daraus eine nennenswerte Verschlechterung für die zu oxidierenden Komponenten resultiert. Ein weiterer Vorteil dieser Strategie ist, dass man nicht genau auf einen festen Wert für das Lambda angewiesen ist, wie dies beispielsweise beim λ = 1 Betrieb erforderlich ist, wofür eine regelbereite Lambdasonde erforderlich wäre.With The method can be achieved that still without operational Lambda control directly after the start of the internal combustion engine a Lambda pre-control is realized during the heating of the Catalyst already achieved a partial conversion of nitrogen oxides, without causing any appreciable deterioration for the oxidizing components results. Another advantage of this Strategy is that you can not exactly set a fixed value for the lambda is dependent, as required for example in λ = 1 operation, what a regular lambda probe would be required.

Claims (11)

Verfahren zur Vorsteuerung eines Lambdawertes während der Aufheizphase einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Katalysator und mindestens einer Lambdasonde, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher Lambda-Verlauf (11) der Lambda-Vorsteuerung (10) während der Aufheizphase des Katalysators zumindest zeitweise mittels einer höher frequenten Modulation beaufschlagt wird, derart dass in dieser Phase ein zeitlicher Lambda-Mittelwert (12) von λ > 1 vorgegeben und zumindest kurzzeitig ein Lambda-Wert von λ < 1 erreicht wird.Method for pilot control of a lambda value during the heating phase of an exhaust gas purification system of an internal combustion engine having at least one catalytic converter and at least one lambda probe, characterized in that a temporal lambda curve ( 11 ) of the lambda pilot control ( 10 ) is applied during the heating phase of the catalyst at least temporarily by means of a higher-frequency modulation, such that in this phase a temporal lambda mean ( 12 ) of λ> 1 and at least briefly a lambda value of λ <1 is achieved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Lambda-Verlauf (11) der Lambda-Vorsteuerung (10) mit einem unsymmetrischen Tastverhältnis zwischen Phasen mit λ > 1 und λ < 1 vorgesteuert wird.Method according to Claim 1, characterized in that the temporal lambda curve ( 11 ) of the lambda pilot control ( 10 ) is precontrolled with an asymmetrical duty cycle between phases with λ> 1 and λ <1. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die höher frequente Modulation hinsichtlich Amplitude (13) und/oder Frequenz abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine verändert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the higher-frequency modulation with respect to amplitude ( 13 ) and / or frequency is changed depending on the operating point of the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (13) der höher frequenten Modulation an einen aktuellen Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren angepasst wird.Method according to claim 3, characterized in that the amplitude ( 13 ) of the higher frequency modulation is adjusted to a current value of the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst (s). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der höher frequenten Modulation mit kleiner werdendem Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren erhöht wird.Method according to claim 3, characterized that the frequency of the higher Frequent modulation with decreasing value of the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or catalysts is increased. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren mittels eines Diagnoseverfahrens für die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) ermittelt und gespeichert wird.Method according to one of claims 4 to 5, characterized that the current value of the oxygen storage capacity (OSC) of the Catalysts by means of a diagnostic method for oxygen storage capacity (OSC) is determined and stored. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren eine volumetrische Gewichtung einer Katalysator-Temperatur durchgeführt und diese bei der Amplituden- und/oder Frequenz-Modulation des zeitlichen Lambda-Verlaufs (11) der Lambda-Vorsteuerung (10) während der Aufheizphase des oder der Katalysatoren berücksichtigt wird.Method according to one of claims 3 to 6, characterized in that in addition to the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or catalysts carried out a volumetric weighting of a catalyst temperature and this in the amplitude and / or frequency modulation of the temporal lambda curve ( 11 ) of the lambda pilot control ( 10 ) during the heating phase of the catalyst (s) becomes. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die Sauerstoffspeicherfähigkeit (OSC) des oder der Katalysatoren und der Wert für die volumetrische Gewichtung der Katalysator-Temperatur gemessen und in Kennfeldern abgelegt werden.Method according to claim 7, characterized in that that the value for oxygen storage capacity (OSC) or the catalyst and the value for the volumetric weighting the catalyst temperature measured and stored in maps become. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (13) der Modulation des zeitlichen Lambda-Verlaufs (11) der Lambda-Vorsteuerung (10) begrenzt wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the amplitude ( 13 ) the modulation of the temporal lambda curve ( 11 ) of the lambda pilot control ( 10 ) is limited. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahmen während des Katalysator-Aufheizens und bevor Erreichen der Betriebsbereitschaft der Lambdasonde angewendet werden.Application of the method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measures during the catalyst heating and before reaching the operational readiness of the lambda probe applied become. Anwendung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahmen bei Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung oder Saugrohreinspritzung angewendet werden.Application of the method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the measures in internal combustion engines be applied with gasoline direct injection or port injection.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009092465A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Continental Automotive Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
DE102010002586A1 (en) 2010-03-04 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
US8499546B2 (en) 2008-08-29 2013-08-06 Ford Global Technologies, Llc Methods for reducing engine exhaust emissions
US20170145946A1 (en) * 2014-05-30 2017-05-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4924396B2 (en) * 2007-12-10 2012-04-25 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
JP5057096B2 (en) * 2008-10-07 2012-10-24 三菱自動車工業株式会社 Engine control device
FR2946394B1 (en) * 2009-06-03 2015-12-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa METHOD AND SYSTEM FOR STIMULATING A CATALIZER

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4158268B2 (en) * 1999-03-17 2008-10-01 日産自動車株式会社 Engine exhaust purification system
JP4016905B2 (en) * 2003-08-08 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009092465A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Continental Automotive Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
US9551263B2 (en) 2008-01-24 2017-01-24 Continental Automotive Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
US8499546B2 (en) 2008-08-29 2013-08-06 Ford Global Technologies, Llc Methods for reducing engine exhaust emissions
DE102010002586A1 (en) 2010-03-04 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
US20170145946A1 (en) * 2014-05-30 2017-05-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

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