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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
und ein Steuergerät
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Dabei kann der Drei-Wege-Konvertierungseigenschaften
aufweisende Katalysator ein Oxidationskatalysator und/oder ein NOx-Speicherkatalysator
sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
zulässigen
Emissionen von Dieselmotoren werden zunehmend durch Gesetze eingeschränkt. In
Straßen-Kraftfahrzeugen
eingesetzte Dieselmotoren erzeugen insbesondere dann, wenn das Fahrzeug
im unteren und mittleren Drehzahlbereich des Dieselmotors mit nahezu
Volllast und damit nahe an der Rauchgrenze stark beschleunigt wird, vergleichsweise
hohe NOx-Rohemissionen. Dies ist insbesondere in Fahrzyklen mit
einem hohen Anteil von solchen starken Beschleunigungsvorgängen mit Blick
auf zulässige
Gesamtemissionen problematisch.
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Die
Prüfung
auf Einhaltung der zulässigen Emissionen
erfolgt unter definierten Betriebsdingungen in definierten Fahrzyklen
auf Rollenprüfständen. Der
in den USA verwendete FTP75-Fahrzyklus weist einen hohen Anteil
solcher starker Beschleunigungsvorgänge auf. Gleichzeitig gibt
der amerikanische Gesetzgeber gerade für diesen Zyklus sehr anspruchsvolle
NOx-Grenzwerte vor. Daraus ergibt sich die Aufgabe, die NOx-Emissionen
gerade in den genannten Fällen
starker Beschleunigungen wirksam zu reduzieren.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genanten Art durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bei einem Steuergerät der eingangs
genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9
gelöst.
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Die
Drei-Wege-Konvertierung mit im Mittel stöchiometrischem Kraftstoff/Luft-Gemisch
und abwechselnder Erzeugung oxidierender und reduzierender Abgasatmosphären vor
dem Katalysator bildet bei Ottomotoren den Stand der Technik. Für den mit
Luftüberschuss
arbeitenden Dieselmotor wurde die Drei-Wege-Schadstoffkonvertierung
bisher nicht zur NOx-Reduktion
verwendet, da HC-Anteile und CO-Anteile am Abgas des Dieselmotors
am Katalysator bevorzugt mit Restsauerstoff aus dem Abgas und weniger
mit den im Abgas enthaltenen Stickoxiden reagieren.
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Aus
diesem Grund werden bei Dieselmotoren zur NOx-Konvertierung andere
Konzepte bevorzugt, die einen NOx-Speicherkatalysator oder ein System
zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) der Stickoxide aufweisen.
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Der
NOx-Speicherkatalysator speichert beim Betrieb mit Luftüberschuss,
also bei oxidierender Abgasatmosphäre, emittierte Stickoxide und
konvertiert die gespeicherten Stickoxide in einer reduzierenden Abgasatmosphäre unter
anderem zu molekularem Stickstoff. Die oxidierende Abgasatmosphäre (Lambda
größer 1) kann
dabei für
Zeiträume
in der Größenordnung
weniger Minuten aufrechterhalten werden, bevor der Dieselmotor zur
Regeneration des Speicherkatalysators für eine Zeitdauer in der Größenordnung
von Sekunden so betrieben wird, dass er die reduzierende Abgasatmosphäre (Lambda
kleiner 1) erzeugt. Ein bekanntes Brennverfahren für den Betrieb von
Dieselmotoren mit Lambdawerten kleiner als 1 sieht eine Umschaltung
des Lambdawertes im quasi-stationären Betrieb des Dieselmotors
vor. Dabei wird unter einem quasi-stationären Betrieb ein Betrieb verstanden,
in dem sich Drehzahl und Last des Dieselmotors nur wenig ändern. Man
geht so vor, weil bei quasi-stationärem Motorbetrieb die Umstellung der
Luftmasse oder des Frischluftanteils einer Brennraumfüllung vom
Sollwert für
den Magerbetrieb (Lambda >> 1, zum Beispiel Lambda
= 3) auf den Sollwert im Fetten (zum Beispiel Lambda = 0,9) ohne Rückwirkung
auf das Drehmoment und das Fahrverhalten am besten bewerkstelligt
werden kann. Diese Vorgehensweise, nach der ein zur Regeneration
erforderlicher Betrieb mit Lambda < 1
nur unter quasi-stationären
Betriebsbedingungen erfolgt, ist bei Fahrzyklen nachteilig, bei
denen diese Bedingungen selten vorliegen, weil häufig stark beschleunigt wird.
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Durch
die Erfindung wird der Dieselmotor bei starken Beschleunigungen
dagegen so betrieben, dass er abwechselnd eine oxidierende und eine
reduzierende Abgasatmosphäre
vor dem Katalysator erzeugt. Als Folge ergeben sich gleichzeitig
mehrere Vorteile:
Ein erster Vorteil ist, dass die gerade in
diesem Betriebsbereich in vergleichsweise großer Menge emittierten Stickoxide
durch eine Drei-Wege-Konvertierung wirksam reduziert werden. Es
erfolgt also eine direkte Umsetzung der relativ hohen NOx-Emissionen
in diesem Betriebsbereich aufgrund der Dreiwege-Katalysator-Funktion.
Dieser Vorteil ist unabhängig
davon, ob das Abgasnachbehandlungssystem des Dieselmotors einen
Speicherkatalysator aufweist und tritt zum Beispiel auch bei der
Verwendung eines Oxidationskatalysators als Bestandteil des Abgasnachbehandlungssystems
auf. Weist das Abgasnachbehandlungssystems einen Speicherkatalysator auf,
ergibt sich als weiterer Vorteil die Möglichkeit, den Speicherkatalysator
nebenbei ganz oder teilweise regenerieren zu können.
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Vorteilhaft
ist ferner, dass bei starken Beschleunigungen der Lambdawert der
Brennraumfüllungen
bereits von Lambdawerten in der Größenordnung von 2 bis 4 auf
Lambdawerte in der Größenordnung
von 1,1 bis 1,6 absinkt. Dies ergibt sich durch die Qualitätsregelung
des Dieselmotors, bei der das Drehmoment weniger durch die Menge
(Quantität) der
Brennraumfüllung
und mehr über
den Kraftstoffanteil (Qualität)
der Brennraumfüllung
eingestellt wird. Hohe Drehmomentforderungen, wie sie bei starken
Beschleunigungen vorliegen, führen
damit zu hohen Kraftstoffanteilen und damit zu den genannten Lambdawerten
in der Größenordnung
von 1,1 bis 1,6, die bereits vergleichsweise nahe an den Lambdawerten
liegen, bei denen sich eine reduzierende Abgasatmosphäre ergibt.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass moderne Dieselmotorsteuerungen die Luftmasse,
beziehungsweise den Frischluftanteil an Brennraumfüllungen,
in den für
eine starke Beschleunigung charakteristischen Betriebspunkten schon
nahezu optimal für
Lambdawerte kleiner 1 einstellen. Daher kann die tatsächliche
Einstellung auf Lambdawerte kleiner 1 durch Änderungen der Einspritzstruktur,
also durch Änderungen
der Menge und gegebenenfalls Änderungen
der Aufteilung der Menge auf eine oder mehrere Teileinspritzungen
und/oder auf Zeitpunkt(e) der Einspritzung(en)) erfolgen. Zur weiteren
Reduktion der Luftmassen dienende Eingriffe ins Luftsystem sind
aufgrund des schon niedrigen Lambdas weniger nötig, aber nicht ausgeschlossen.
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Damit
werden insgesamt signifikante Verbesserungen der NOx-Konvertierungsleistungen
in Fahrzyklen mit häufigen
Beschleunigungsphasen erzielt. Die dafür erforderlichen Eingriffe
in die Steuerung des Dieselmotors ändern zwar das Verbrennungsgeräusch und
die Drehmomenterzeugung, diese Änderungen
werden aber bei einem Fahrerwunsch nach starker Beschleunigung erwartet
und stören
den Fahrer daher nicht.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 einen
Dieselmotor mit einem Abgasnachbehandlungssystem und einem Steuergerät;
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2 einen
durch Kraftstoffmassen und Drehzahlwerte aufgespannten Betriebspunktbereich des
Dieselmotors;
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3 zeitliche Verläufe verschiedener Betriebskenngrößen des
Dieselmotors bei einem Beschleunigungsvorgang;
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4 ein
Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
und
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5 eine
Ausgestaltung des Flussdiagramms aus der 4.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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Im
Einzelnen zeigt die 1 einen Dieselmotor 10 eines
Kraftfahrzeugs mit einem Abgasnachbehandlungssystem 12 und
einem Steuergerät 14. Das
Steuergerät 14 steuert
den Dieselmotor 10 u. a. so, dass er ein Drehmoment bereitstellt,
das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs durch Betätigung eines
Fahrerwunschgebers 16 angefordert wird. Ferner steuert
das Steuergerät 14 den
Dieselmotor 10 unter Berücksichtigung von Anforderungen
des Abgasnachbehandlungssystems 12. Für diese Steueraufgaben werden
dem Steuergerät 14 zusätzlich zum
Signal des Fahrerwunschgebers 16 Signale weiterer Sensoren
zugeführt,
die Betriebskenngrößen des
Dieselmotors 10 abbilden. Wesentliche Betriebskenngrößen sind
in diesem Zusammenhang insbesondere die Drehzahl n des Dieselmotors 10,
die von einem Drehzahlsensor 18 bereitgestellt wird, und eine
Luftmasse mL, die in den Dieselmotor 10 einströmt und die
von einem Luftmassenmesser 20 erfasst wird.
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Aus
der Drehzahl n und der Luftmasse mL berechnet das Steuergerät 14 u.
a. Werte für
Füllungen
von Brennräumen
des Dieselmotors 10 mit Luft. Moderne Dieselmotoren weisen
darüber
hinaus weitere Sensoren auf, die weitere Betriebskenngrößen wie
Temperaturen, und/oder Konzentrationen von Abgasbestandteilen, und/oder
Brennraumdrücke
etc. erfassen. Die Aufzählung
der hier angegebenen Sensoren 16, 18 und 20 ist
daher nicht als abschließende Aufzählung gemeint.
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Ferner
steuert das Steuergerät 14 Stellglieder
des Dieselmotors 10 an, um den Dieselmotor 10 in
einer gewünschten
Weise zu betreiben. Die Steuerung erfolgt insbesondere so, dass
der Dieselmotor 10 das vom Fahrer gewünschte Drehmoment bereitstellt.
Dazu steuert das Steuergerät 10 insbesondere die
Menge der über
eine Einspritzventilanordnung 22 in Brennräume des
Dieselmotors 10 eingespritzten Kraftstoffs. Moderne Dieselmotoren
weisen über
die Einspritzventilanordnung 22 hinaus weitere Stellglieder
wie Abgasrückführventile,
Turbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie, Drosselklappen zur
Drosselung der Luftzufuhr, etc. auf. Während die Einspritzventilanordnung 22 einem
Kraftstoffmanagement des Dieselmotors 10 zugeordnet werden
kann, können
die anderen genannten Stellglieder einem Luftmanagement des Dieselmotors 10 zugeordnet werden.
Auch hier gilt, dass die genannten Stellglieder nicht als abschließende Aufzählung verstanden werden
dürfen.
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Das
Abgasnachbehandlungssystem 12 weist wenigstens einen Katalysator 24 und/oder 26 mit
Drei-Wege-Konvertierungseigenschaften auf. In der Ausgestaltung
in der 1 ist der Katalysator 24 ein Oxidationskatalysator
und der Katalysator 26 ein NOx-Speicherkatalysator. Andere
Ausgestaltungen von Abgasnachbehandlungssystemen 12 weisen
einen SCR-Katalysator
hinter dem Oxidationskatalysator 24 und/oder einen Partikelfilter
hinter dem Oxidationskatalysator 24 auf. Weitere Ausgestaltungen von
Abgasnachbehandlungssystemen arbeiten mit Kombinationen der drei
Abgasnachbehandlungssysteme, z. B. mit einer Reihenschaltung aus
einem Oxidationskatalysator, einem Speicherkatalysator und einem
Partikelfilter oder einer Reihenschaltung aus einem Speicherkatalysator
und einem Partikelfilter. Wesentlich ist in jedem Fall, dass wenigstens
ein Katalysator mit Drei-Wege-Konvertierungseigenschaften
im Abgasnachbehandlungssystem 12 vorhanden ist.
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Der
Dieselmotor 10 wird bei einer hinreichend starken Beschleunigung
des Fahrzeugs, die sich bei einer entsprechenden Drehmomentanforderung
durch den Fahrer im unteren und mittleren Drehzahlbereich einstellt,
im Rahmen der Erfindung durch Eingriffe des Steuergeräts 14 in
das Luftmanagement und/oder in das Kraftstoffmanagement so betrieben, dass
der Dieselmotor 10 abwechselnd eine oxidierende und eine
reduzierende Abgasatmosphäre
vor dem Oxidationskatalysator 24 als Ausgestaltung eines
Katalysators mit Drei-Wege-Konvertierungseigenschaften
erzeugt.
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Die
Steuerung des Dieselmotors 10 durch das Steuergerät 14 erfolgt
nicht nur so, dass das geforderte Drehmoment bereitgestellt wird,
sondern zusätzlich
so, dass sich eine möglichst
effektive NOx-Konvertierung durch das Zusammenwirken der Abgase
des Dieselmotors 10 mit seinem Abgasnachbehandlungssystem 12 ergibt.
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Zur
Erkennung der hinreichend starken Beschleunigungen, die als Auslösekriterium
für einen Betrieb
mit abwechselnd oxidierender und reduzierender Abgasatmosphäre dienen,
werden in einer Ausgestaltung Betriebskenngrößen und/oder Veränderungen
von Betriebskenngrößen des
Dieselmotors 10 ausgewertet. In einer Ausgestaltung werden
dazu Werte einer pro Brennraumfüllung
eingespritzten Kraftstoffmasse mk und der Drehzahl n des Dieselmotors 10 ausgewertet. 2 zeigt
eine Auftragung möglicher
mk, n-Wertepaare, die im Betrieb des Dieselmotors 10 angefahren
werden können
und damit einen Bereich möglicher
Betriebspunkte BP des Dieselmotors 10 definieren. Dabei
erstreckt sich das Spektrum möglicher
Drehzahlwerte von einer Leerlaufdrehzahl n_LL bis zu einer Maximaldrehzahl n_max
und das Spektrum möglicher
Kraftstoffmassen von einem Wert mk_min bis zu einem Wert mk_max.
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Ferner
sind in der 2 vier Betriebspunkte BP1, BP2,
BP3 und BP4 hervorgehoben, die bei einem typischen Beschleunigungsvorgang
nacheinander angefahren werden. Im Betriebspunkt BP1 bewegt sich
das Fahrzeug mit vergleichsweise niedriger Last und einer knapp über der
Leerlaufdrehzahl n_LL liegenden Drehzahl n in einem stationären Betriebszustand
des Dieselmotors 10. Dann fordert der Fahrer über den
Fahrerwunschgeber 16 ein erhöhtes Drehmoment an, um das
Fahrzeug zu beschleunigen. Zur Realisierung des erhöhten Drehmomentes erhöht das Steuergerät 14 die
einzuspritzende Kraftstoffmasse mk, wobei die Drehzahl n in einer
schematischen Betrachtung zunächst
gleich bleibt. Nach der Einstellung der erhöhten Kraftstoffmasse mk befindet
sich der Dieselmotor 10 im Betriebspunkt BP2. Hier erzeugt
er ein Drehmoment, das nicht mehr zu der vergleichsweise niedrigen
Drehzahl des Betriebspunktes BP1 passt, so dass das Fahrzeug beschleunigt
und die Drehzahl n des Dieselmotors 10s entsprechend steigt.
Wenn im Betriebspunkt BP3 die gewünschte Fahrgeschwindigkeit
bei einer erhöhten Drehzahl
n des Dieselmotors 10 erreicht ist, nimmt der Fahrer seine
Drehmomentforderung zurück
und das Steuergerät 14 stellt
eine kleinere Kraftstoffmasse mk ein, mit der das Fahrzeug im Betriebspunkt BP4
stationär
bei der erhöhten
Drehzahl weiter fährt.
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Die
Kraftstoffmasse mk steht dabei stellvertretend für alle Größen, die eine Last des Dieselmotors 10 kennzeichnen.
Anstelle der Kraftstoffmasse mk kann man z. B. auch die Größe der Drehmomentforderung
für die
Last verwenden. Ferner kann ein Maß für die Last auch aus Signalen
eines Brennraumdrucksensors, eines Ladedrucksensors etc. abgeleitet
werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine hinreichend starke Beschleunigung
dann erkannt, wenn die Drehzahl n des Dieselmotors 10 steigt,
ohne dabei einen Drehzahl-Schwellenwert n_S zu überschreiten und seine Last
dabei größer als ein
Last-Schwellenwert mk_S ist, wie es in der 2 beim Übergang
von dem Betriebspunkt BP2 zu dem Betriebspunkt BP3 der Fall ist.
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Erfindungsgemäß wird der
Dieselmotor 10 bei einem solchen Übergang, der eine starke Beschleunigung
kennzeichnet, so betrieben, dass er abwechselnd eine oxidierende
und eine reduzierende Abgasatmosphäre vor dem Katalysator 24 erzeugt.
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Dies
wird im Folgenden unter Bezug auf die 3 noch
näher erläutert. Dabei
zeigt die 3a einen zeitlichen Verlauf 28 der
Drehzahl n beim Übergang
zwischen den Betriebspunkten BP1 und BP4. Der Verlauf 30 entspricht
einem korrespondierenden Drehmomentverlauf und der Verlauf 32 entspricht
einem korrespondierenden Verlauf der NOx-Roh-Emissionen des Dieselmotors 10 bei
diesem Übergang.
Man erkennt, wie das Drehmoment von einem niedrigen Anfangswert
bei einer niedrigen Anfangsdrehzahl auf einen hohen Wert steigt,
wobei die Drehzahl unter Einwirkung des hohen Drehmoments zeitlich
parallel ansteigt, bevor das Drehmoment auf einen weiteren Stationärwert reduziert
wird, bei dem sich eine konstante, erhöhte Drehzahl einstellt. Während der
zwischen den beiden stationären Zuständen erfolgenden
Beschleunigung mit ansteigender Drehzahl sind auch die NOx-Roh-Emissionen des
Dieselmotors 10 erhöht.
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3b zeigt
einen korrespondierenden Verlauf 34 der Luftzahl λ (durchgezogene
Linie), wie er sich bei einem bekannten Verfahren einstellt, und
einen Verlauf 36 der Luftzahl λ (gestrichelte Linie), wie er
bei Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
auftritt. Dabei gibt die Luftzahl λ bekanntlich das Verhältnis von
zwei Luftmengen an, wobei eine erste Luftmenge im Zähler für die Verbrennung
einer bestimmten Kraftstoffmasse zur Verfügung steht und die im Nenner
stehende Luftmasse der Luftmasse entspricht, die für eine stöchiometrische
Verbrennung dieser Kraftstoffmasse erforderlich ist. λ-Werte größer als
1 entsprechen somit einem Luftüberschuss
und führen
zu einer oxidierenden Abgasatmosphäre, während λ-Werte kleiner als 1 einem Luftmangel
oder Kraftstoffüberschuss
entsprechen und damit zu einer reduzierenden Abgasatmosphäre führen.
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Im
Verlauf 34 bildet sich die Erhöhung der Kraftstoffmasse mk
beim Übergang
zwischen den Betriebspunkten BP1 und BP4 durch die Reduzierung auf λ-Werte in
der Nähe
von 1 ab, wobei die eingestellten λ-Werte aber permanent oberhalb
der λ = 1
Linie verlaufen. Entsprechend ergibt sich beim Verlauf 34 konstant
eine oxidierende Abgasatmosphäre vor
dem Katalysator 24, bei der die erhöhten NOx-Emissionen des Verlaufs 32 aus
der 3a keine direkte katalytische Umsetzung erfahren.
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Dagegen
bildet sich im Verlauf 36, der die λ = 1 Linie zeitweise unterschreitet,
auch eine reduzierende Abgasatmosphäre ab, die abwechselnd mit
einer oxidierenden Abgasatmosphäre
erzeugt wird. Dadurch stellt sich der an sich bekannte Drei-Wege-Konvertierungseffekt
ein, bei dem die erhöhten NOx-Emissionen
des Verlaufs 32 aus der 3a während der
starken Beschleunigung zwischen den Betriebspunkten BP1 und BP4
eine direkte katalytische Umsetzung erfahren.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Der
Schritt 38 entspricht einem übergeordneten Hauptprogramm
HP zur Steuerung des Dieselmotors 10, wie es im Steuergerät 14 abgearbeitet
wird. Aus dem Schritt 38 heraus wird ein Schritt 40 erreicht,
in dem überprüft wird,
ob eine Last-Kenngröße, beispielsweise
die Kraftstoffmasse mk, einen Schwellenwert, beispielsweise den
Schwellenwert mk_S überschreitet.
Ist dies nicht der Fall, kehrt das Programm in das Hauptprogramm
des Schritts 38 zurück.
Wird die Abfrage im Schritt 40 dagegen bejaht, wird im
Schritt 42 zusätzlich überprüft, ob die
Drehzahl n größer als
ein Drehzahlschwellenwert n_S ist. Wenn diese Abfrage bejaht wird,
zeigt dies einen Betriebspunkt mit hoher Last und hoher Drehzahl
an, der nicht notwendigerweise mit einer vorübergehenden Beschleunigung
verbunden ist, sondern z. B. auch bei einer Fahrt mit konstant hohem
Tempo angefahren werden kann. In diesem Fall verzweigt das Programm
ebenfalls zurück
in das Hauptprogramm des Schritts 38.
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Wird
die Abfrage im Schritt 42 dagegen verneint, zeigt dies
einen Betriebszustand mit vergleichsweise hoher Last und niedriger
Drehzahl an, wie er für
eine Beschleunigung typisch ist. In diesem Fall verzweigt das Programm
weiter in den Schritt 44, in dem das Steuergerät 14 im
Wechsel λ-Werte > 1 und < 1 einstellt, so
dass der Dieselmotor 10 abwechselnd eine oxidierende und
eine reduzierende Abgasatmosphäre
vor dem Katalysator 24 erzeugt.
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Der
Schwellenwert mk_S grenzt bevorzugt in der Nähe der Volllast liegende Betriebszustände von anderen
Betriebszuständen
ab. Der Schwellenwert n_S grenzt bevorzugt niedrige und mittlere
Drehzahlen von höheren
Drehzahlen ab. Der Schwellenwert mk_S liegt in einer Ausgestaltung
bei etwa 80% des Volllast-Wertes mk_max und der Drehzahl-Schwellenwert
n_S liegt in einer Ausgestaltung bei etwa 60% der Maximaldrehzahl
n_max.
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Vor
dem Erzeugen der reduzierenden Abgasatmosphäre im Schritt 44 wird
der λ-Wert
der oxidierenden Abgasatmosphäre
bevorzugt bereits auf einen Wert von λ > 1,2 verringert. Bevorzugt ist auch, dass
der λ-Wert
bei der Erzeugung der reduzierenden Abgasatmosphäre > 0,8 ist und bei der Erzeugung der oxidierenden
Abgasatmosphäre < 1,2 bleibt. Dies
ergibt vergleichsweise kleine Schwankungen des λ-Wertes beim Übergang
zwischen der reduzierenden Abgasatmosphäre und der oxidierenden Abgasatmosphäre und umgekehrt.
Als Folge treten auch nur Drehmomentschwankungen und Verbrennungsgeräuschschwankungen
auf, die noch tolerierbar sind.
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Ferner
wird die abwechselnde Erzeugung der reduzierenden und oxidierenden
Abgasatmosphäre
im Schritt 44 durch Eingriffe in das Kraftstoffsystem,
bzw. in das Kraftstoffmanagement des Dieselmotors 10 gesteuert.
Dies kann z. B. durch eine Veränderung
der Einspritzmengen mk und/oder Einspritzmuster erfolgen. Dabei
ist besonders bevorzugt, dass Einspritzmengen und Einspritzmuster
so verändert
werden, dass Auswirkungen der Änderung der
Einspritzmengen auf das Drehmoment des Dieselmotors 10 durch
Auswirkungen der Änderung
der Einspritzmuster auf das Drehmoment wenigstens teilweise kompensiert
werden. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, dass eine Erhöhung der
Einspritzmenge zur Erzielung einer reduzierenden Abgasatmosphäre mit einer
Spätverlegung
des Einspritzbeginns kombiniert wird.
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5 zeigt
eine weitere Ausgestaltung, bei der ein Wechsel zwischen reduzierenden
und oxidierenden Abgasatmosphären
nur dann eingestellt wird, wenn das Steuergerät 14 eine Regeneration
des Speicherkatalysators 26 freigibt. Dabei wird nach dem
Schritt 42 in einem Schritt 43 zusätzlich überprüft, ob eine
Regeneration des NOx-Speicherkatalysators 26 freigegeben
ist. Dies ist in einer Ausgestaltung dann der Fall, wenn der Speicherkatalysator 26 zu
einem bestimmten Grad mit Stickoxiden beladen ist. Dazu wird im
Steuergerät
ein Maß B für die Beladung
gebildet und im Schritt 43 mit einem Schwellenwert B_S
verglichen. Wird der Schwellenwert B_S nicht überschritten, verzweigt das
Programm zurück in
das Hauptprogramm des Schritts 38 und die erhöhten NOx-Roh-Emissionen
des Dieselmotors 10 werden über den Umweg einer Speicherung
im NOx-Speicherkatalysator 26 konvertiert. Ist die Speicherfähigkeit
des NOx-Speicherkatalysators 26 dagegen wegen einer zu
großen
Beladung bereits weitgehend erschöpft, so wird die Abfrage im
Schritt 43 bejaht werden, was der Freigabe einer Regeneration des
Speicherkatalysators 26 entspricht. Dann schließt sich
der Schritt 44 an.
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Das
abwechselnde Erzeugen der reduzierenden und oxidierenden Abgasatmosphären führt dann
nicht nur zu einer direkten katalytischen Umsetzung der erhöhten NOx-Roh-Emissionen
des Dieselmotors 10, sondern es bewirkt zusätzlich,
dass der NOx-Speicherkatalysator 26 bei ausreichender Länge der
Zeitabschnitte mit reduzierender Abgasatmosphäre ganz oder teilweise regeneriert
wird. Zur Verbesserung der Regeneration sieht eine weitere Ausgestaltung
vor, ein Verhältnis
von reduzierenden und oxidierenden Abgasbestandteilen während der
abwechselnden Erzeugung der oxidierenden und der reduzierenden Abgasatmosphäre in Abhängigkeit vom
Beladungszustand B des NOx-Speicherkatalysators 26 mit
Stickstoff zu steuern.
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Das
Steuergerät 14 zeichnet
sich dadurch aus, dass es dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert
ist, den Dieselmotor 10 nach einem der hier beschriebenen
Verfahren zu steuern.