DE102009006059A1 - Internal combustion engine operating method for vehicle, involves adjusting operating condition of internal combustion engine during one aging status different from another aging status - Google Patents

Internal combustion engine operating method for vehicle, involves adjusting operating condition of internal combustion engine during one aging status different from another aging status Download PDF

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Abstract

The method involves determining aging condition of an exhaust gas after treatment device (12) during determination of an operating condition of the treatment device. An operating condition of an internal combustion engine (10) is adjusted during aging status related to cold starting. The operating condition of the engine is adjusted during another aging status different from the former aging status, where another operating condition is different from duration of the former operating condition and operating parameter of the former operating condition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet ist, bei welchem ein Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung ermittelt wird, und bei welchem ein Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung eingestellt wird, wobei beim Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung berücksichtigt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine.The Invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular for a vehicle which has an exhaust aftertreatment device is downstream, in which an operating state of the exhaust aftertreatment device is determined, and in which an operating condition of the internal combustion engine depending on the determined operating state of Exhaust after-treatment device is set, wherein when determining the operating state of the exhaust aftertreatment device an aging status the exhaust aftertreatment device is taken into account. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine.

Die DE 10 2005 045 294 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet ist. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung umfasst einen Oxidationskatalysator, stromabwärts dessen ein Partikelfilter und ein Stickoxidverminderungskatalysator angeordnet sind. Zum Ermitteln eines Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung werden jeweilige Temperaturen des Oxidationskatalysators und des Stickoxidverminderungskatalysators überwacht. Sobald der Stickoxidverminderungskatalysator seine Anspringtemperatur erreicht hat, wird von einem Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine, welcher einem raschen Erwärmen der Abgasnachbehandlungseinrichtung dient, auf einen Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine umgeschaltet. Der Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine geht mit einem geringeren Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine einher. Sobald der Stickoxidverminderungskatalysator sein maximales Umsatzvermögen erreicht hat, also bei einer der über der Anspringtemperatur liegenden Temperatur, wird ein weiterer, nochmals verbrauchsgünstigerer Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt. Die jeweilige Dauer des Aufheiz-Betriebszustands und des Warmlauf-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine kann hierbei in Abhängigkeit von einem jeweiligen Alterungsstatus des Stickoxidverminderungskatalysators und des Oxidationskatalysators eingestellt werden.The DE 10 2005 045 294 A1 describes a method for operating an internal combustion engine, which is followed by an exhaust gas aftertreatment device. The exhaust aftertreatment device comprises an oxidation catalyst, downstream of which a particulate filter and a nitrogen oxide reduction catalyst are arranged. For determining an operating state of the exhaust gas aftertreatment device, respective temperatures of the oxidation catalytic converter and of the nitrogen oxide reduction catalytic converter are monitored. As soon as the nitrogen oxide reduction catalytic converter has reached its light-off temperature, a warm-up operating state of the internal combustion engine is switched over from a heating-up operating state of the internal combustion engine which serves for a rapid heating of the exhaust gas aftertreatment device. The warm-up operating state of the internal combustion engine is associated with a lower fuel consumption of the internal combustion engine. As soon as the nitrogen oxide reduction catalyst has reached its maximum conversion capacity, ie at one of the temperatures above the light-off temperature, a further, more fuel-efficient warm-up operating state of the internal combustion engine is set. The respective duration of the heating-up operating state and the warm-up operating state of the internal combustion engine can be adjusted in dependence on a respective aging status of the nitrogen oxide reduction catalytic converter and the oxidation catalytic converter.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs weiter zu verbessern.task The present invention is the operation of the internal combustion engine with regard to fuel consumption.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.These The object is achieved by a method having the features of the patent claim 1 solved. Furthermore, this object is achieved by an internal combustion engine solved with the features of claim 12. advantageous Embodiments with expedient developments The invention are specified in the respective dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet ist, wird ein Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung ermittelt, und ein Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung eingestellt. Beim Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung berücksichtigt, wobei bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt wird. Bei Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren Alterungsstatus wird im Anschluss an den Kaltstart ein weiterer Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt, wobei der weitere Betriebszustand sich hinsichtlich wenigstens eines, von einer Dauer des Betriebszustands verschiedenen, Betriebsparameters von dem ersten Betriebszustand unterscheidet.at the method of operation according to the invention an internal combustion engine, in particular for a vehicle, which is followed by an exhaust gas aftertreatment device, If an operating state of the exhaust aftertreatment device is determined, and an operating state of the internal combustion engine depending from the determined operating state of the exhaust gas aftertreatment device set. When determining the operating state of the exhaust aftertreatment device is considers an aging status of the exhaust aftertreatment device, being in the presence of a first aging status following a cold start a first operating state of the internal combustion engine is set. If one of the first aging status exists different further aging status is following the cold start set a further operating state of the internal combustion engine, wherein the further operating state with respect to at least one of a duration of the operating state different, operating parameters different from the first operating state.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung einen Einfluss auf Anspringtemperaturen von Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung hat. Beispielsweise zeigen ungealterte Oxidationskatalysatoren ab einer Bauteiloberflächentemperatur von rund 150°C eine relevante Schadstoffreduzierungsaktivität. Infolge einer beispielsweise durch thermische Belastung des Oxidationskatalysators bewirkten Alterung verschiebt sich diese Anspringtemperatur zu höheren Temperaturen. In analoger Weise zeigt ein SCR-Katalysator (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) erst bei einer Bauteil- bzw. Abgastemperatur von rund 180°C eine Stickoxid verringernde Aktivität in relevantem Ausmaß.Of the Invention is based on the finding that the aging status the exhaust aftertreatment device has an influence on light-off temperatures of components of the exhaust aftertreatment device has. For example show unaged oxidation catalysts from a component surface temperature of about 150 ° C, a relevant pollutant reduction activity. As a result of, for example, thermal stress on the oxidation catalyst caused aging, this light-off temperature shifts to higher Temperatures. In an analogous manner, an SCR catalyst (SCR = selective catalytic reduction, selective catalytic reduction) only at a component or exhaust gas temperature of about 180 ° C a Nitric oxide reducing activity to a relevant extent.

Auch hier verschiebt sich die Anspringtemperatur hin zu höheren Werten mit zunehmender Alterung des SCR-Katalysators.Also Here, the light-off temperature shifts towards higher Values with increasing aging of the SCR catalyst.

Die Alterung einer Katalysatorbeschichtung kann auf einer thermisch oder chemisch bedingten Verringerung einer von Abgas überströmbaren Oberfläche und/oder von zur Verfügung stehenden katalytisch wirksamen Komponenten beruhen. Wird der Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung beim Einstellen von Betriebsparametern des ersten, im Anschluss an den Kaltstart einzustellenden Betriebszustand berücksichtigt, so kann der jeweilige Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine verbrauchsoptimiert eingestellt werden. Gleichzeitig ist sicherstellbar, dass die zulässigen Abgasemissionsgrenzwerte eingehalten werden. Beispielsweise kann bei einer ungealterten Abgasnachbehandlungseinrichtung auf eine sich auf den Verbrauch ungünstig auswirkende Heizmaßnahme der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den Kaltstart verzichtet werden, ohne dass ein Überschreiten von Emissionsgrenzwerten zu besorgen ist. Hingegen macht eine Alterung der Abgasnachbehandlungseinrichtung in der Regel ein Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung zumindest bis zum Erreichen eines Warmlaufbetriebszustands der Verbrennungskraftmaschine notwendig. Aus diesem Grund ist es bevorzugt vorgesehen, beim Einstellen des ersten, im Anschluss an den Kaltstart einzustellenden Betriebszustands einen in Bezug auf die Abgasnachbehandlungseinrichtung heizwirksamen Betriebsparameter einzustellen, wenn ermittelt wird, dass eine vorgegebene oder vorgebbare alterungsbedingte Leistungsbeeinträchtigung der Abgasnachbehandlungseinrichtung eingetreten ist. Der heizwirksame Betriebsparameter kann beispielsweise durch eine frühe, mitbrennende Kraftstoffnacheinspritzung realisiert sein. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, im ersten Betriebszustand bei ermittelter weiter verstärkter Alterung diesen Betriebsparameter im Sinne einer verstärkten Heizwirkung zu verändern oder zusätzlich oder alternativ zumindest einen weiteren heizwirksamen Betriebsparameter, wie beispielsweise eine späte, nicht mitbrennende Kraftstoffnacheinsprizung einzustellen. Hingegen wird erfindungsgemäß auf diese Maßnahmen verzichtet, wenn ermittelt wird, dass eine im Wesentlichen ungealterte Abgasnachbehandlungseinrichtung vorliegt. Der maßgebliche Alterungsstatus kann dabei von einer Abgasnachbehandlungskomponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung allein oder von mehreren Abgasnachbehandlungskomponenten bestimmt sein.The aging of a catalyst coating can be based on a thermally or chemically induced reduction of an exhaust gas-permeable surface and / or of available catalytically active components. If the aging status of the exhaust-gas aftertreatment device is taken into account when setting operating parameters of the first operating state to be set following the cold start, then the respective operating state of the internal combustion engine can be set to optimize fuel consumption. At the same time, it is possible to ensure that the permissible exhaust emission limit values are complied with. For example, in the case of an untreated exhaust-gas aftertreatment device, a heating measure of the exhaust-gas aftertreatment device, which has an unfavorable effect on the consumption, can be dispensed with after the cold start, without it having to be ensured that emission limit values are exceeded. On the other hand, aging of the exhaust gas aftertreatment device usually requires heating of the exhaust gas aftertreatment device at least until reaching a warm-up operating state of the internal combustion engine. For this reason, when setting the first operating state to be set following the cold start, it is preferably provided to set an operating parameter which has a heating effect with respect to the exhaust gas aftertreatment device, if it is determined that a predetermined or specifiable aging-related power impairment of the exhaust gas aftertreatment device has occurred. The heating-effective operating parameter can be realized, for example, by an early co-burning post-fuel injection. Furthermore, it is preferably provided to change this operating parameter in the sense of an increased heating effect in the first operating state with determined further increased aging or additionally or alternatively to set at least one further heating-active operating parameter, such as a late, non-co-burning fuel post-injection. On the other hand, according to the invention, these measures are dispensed with if it is determined that an essentially unaged exhaust gas aftertreatment device is present. The relevant aging status can be determined by an exhaust aftertreatment component of the exhaust aftertreatment device alone or by a plurality of exhaust aftertreatment components.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zum Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Modell herangezogen, in welches eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung als Funktion der Zeit eingeht. Eine Höhe und eine Dauer von Temperaturbelastungen der Abgasnachbehandlungseinrich tung bzw. einer oder mehrerer seiner Komponenten finden somit Eingang in das Modell. Dabei kann es vorgesehen sein, zunehmende Temperaturen überproportional, etwa entsprechend einer Exponentialfunktion bei der Ermittlung des Alterungsstatus zu berücksichtigen. Das Modell kann in einer Steuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine hinterlegt sein. Umfasst die Abgasnachbehandlungseinrichtung als Stickoxidverminderungskatalysator einen SCR-Katalysator, so ist in dem Steuergerät bevorzugt ohnehin bereits ein solches Modell speziell für diesen verfügbar, welches zur alterungsabhängigen Anpassung der SCR-Reduktionsmitteldosierung genutzt wird. Ein solches Modell ist zum Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders gut geeignet und insbesondere verlässlicher als beispielsweise ein Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung allein auf Grundlage von zurückgelegten Fahrkilometern.In An advantageous embodiment of the invention is for determining the aging status of the exhaust aftertreatment device a model used, in which a temperature of the exhaust aftertreatment device as a function of time. A height and a duration von Temperaturbelastungen the Abgasnachbehandlungseinrich device or one or more of its components are thus included in the Model. It can be provided, increasing temperatures disproportionately, approximately corresponding to an exponential function in the determination of To consider aging status. The model can be in deposited a control device of the internal combustion engine be. Includes the exhaust aftertreatment device as a nitrogen oxide reduction catalyst an SCR catalyst is preferred in the controller anyway already such a model specifically for this available, which is for age-dependent adaptation the SCR reductant dosing is used. Such a model is for determining the aging status of the exhaust aftertreatment device particularly suitable and in particular more reliable than For example, determining the aging status of the exhaust aftertreatment device based solely on distance traveled.

Zum Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine Temperatur wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung herangezogen. Die Temperatur kann hierbei eine eingangsseitige Temperatur eines Katalysators oder eines Partikelfilters und/oder eine Temperatur im Katalysator bzw. Partikelfilter umfassen. Im Vergleich zu einem indirekten Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung, beispielsweise auf der Basis von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine, ermöglicht dies ein besonders rasches Reagieren auf eine Änderung des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung.To the Determining the operating state of the exhaust aftertreatment device is in a further advantageous embodiment of the invention a temperature of at least one component of the exhaust aftertreatment device used. The temperature here can be an input-side temperature a catalyst or a particulate filter and / or a temperature in the catalyst or particulate filter. In comparison to one indirectly determining the operating state of the exhaust aftertreatment device, for example on the basis of operating parameters of the internal combustion engine, This allows a particularly rapid response to a change the operating state of the exhaust aftertreatment device.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den Kaltstart ein von Kraftstoff-Nacheinspritzungen freier Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt wird. Dabei werden zunächst Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine derart eingestellt, dass im Vergleich zu einem verbrauchsoptimierten Betriebszustand der warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine eine verminderte Stickoxidemission der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Dabei werden bevorzugt lediglich vergleichsweise schwach heizwirksam werdende Eingriffe in den Motorbetrieb vorgenommen, die sich nur gering verbrauchserhöhend auswirken. Ermöglicht wird dies insbesondere durch im Vergleich zur verbrauchsoptimalen Einstellung um ca. 10% bis 30% erhöhte Werte einer Abgasrückführrate und/oder um 2°KW bis 6°KW spätere Haupteinspritzwinkel. Mit zunehmender Kühlmitteltemperatur wird ausgehend von dem direkt nach dem Kaltstart eingestellten Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine bevorzugt gleitend zu Einstellungen von Betriebsparametern übergegangen, wie sie für einen verbrauchsoptimierten Betriebszustand der warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine mit auf etwa 80°C erwärmten Kühlmittel charakteristisch sind. Der erste Alterungsstatus charakterisiert dabei eine ungealterte oder wenigsten annähernd ungealterte Abgasnachbehandlungseinrichtung. Infolge einer mäßigen Heizwirkung, erzielt durch eine im Vergleich zum verbrauchsoptimalen Betrieb späte Schwerpunktlage der Kraftstoffhaupteinspritzung, erreicht der ungealterte Stickoxidverminderungskatalysator bzw. SCR-Katalysator, in Verbindung mit den weiteren Betriebsparametern des Warmlauf-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine frühzeitig eine ausreichende Wirksamkeit, um die nach Kaltstart von der Verbrennungskraftmaschine emittierte Rohemissionen ausreichend zu verringern. Insbesondere im Zusammenhang mit einer bezüglich Stickoxid emissionsarmen Betriebsweise der Verbrennungskraftmaschine können bei noch relativ kalter Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. suboptimaler Temperatur des SCR-Katalysators verbrauchsnachteilige Kraftstoffnacheinspritzungen entfallen und dennoch vorgebbare kritische Stickoxidendrohremissionswerte unterschritten werden. Beispielsweise ist eine solche ungealterte, also den ersten Alterungsstatus aufweisende Abgasnachbehandlungseinrichtung in der Lage, die zulässigen Abgasemissionsgrenzwerte eines niedriglastigen Kalttest-Fahrzyklus, beispielsweise des in Europa anzuwendenden NEFZ oder des für Japan anzuwendenden 11-mode, einzuhalten.As further advantageous, it has been shown that, in the presence of a first aging status of the exhaust gas aftertreatment device following the cold start, a warm-up operating state of the internal combustion engine free of fuel post-injection is set. In this case, operating parameters of the internal combustion engine are initially set such that a reduced nitrogen oxide emission of the internal combustion engine results compared to a consumption-optimized operating state of the warmed-up internal combustion engine. In this case, only comparatively weakly heat-acting interventions in the engine operation are preferably made, which only have a low consumption-increasing effect. This is made possible, in particular, by values of an exhaust gas recirculation rate which are increased by approximately 10% to 30% compared to the consumption-optimal setting and / or by 2 ° CA to 6 ° CA later main injection angle. With increasing coolant temperature, starting from the operating state of the internal combustion engine set directly after the cold start, preference is given to sliding over to settings of operating parameters which are characteristic for a consumption-optimized operating state of the warmed-up internal combustion engine with coolant heated to approximately 80 ° C. The first aging status characterizes an unaged or at least approximately unaged exhaust gas aftertreatment device. As a result of a moderate heating effect, achieved by a compared to the consumption-optimal operation late center of gravity of the main fuel injection, the unreached nitrogen oxide reduction catalyst or SCR catalyst, achieved in conjunction with the other operating parameters of the warm-up operating condition of the internal combustion engine early on sufficient effectiveness to sufficiently reduce the raw emissions emitted by the internal combustion engine after a cold start. Particularly in connection with a low-emission operation of the internal combustion engine with respect to low-NOx, consumption-related post-injection fuel injections can be dispensed with while the exhaust gas after-treatment device or suboptimal temperature of the SCR catalytic converter is still relatively low and yet predefinable critical nitrogen oxide tailpipe emission values are undershot. By way of example, such an untreated exhaust gas aftertreatment device, that is to say the first aging state, is able to adhere to the permissible exhaust emission limit values of a low-load cold test driving cycle, for example the European NEDC or the 11-mode applicable for Japan.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei Vorliegen eines zweiten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine eingestellt. Ein anschließendes Einstellen des Warmlauf-Betriebszustands oder eines verbrauchsoptimalen Betriebszustands erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit vom Erreichen einer Anspringtemperatur einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung, beispielsweise eines Stickoxidverminderungskatalysators, insbesondere eines SCR-Katalysators. Es kann auch, insbesondere nach Erreichen der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators, parallel zu einer ansteigenden Kühlmitteltemperatur ein gleitender Übergang zu den Betriebsparametereinstellungen eines verbrauchsoptimalen Betriebszustands vorgesehen sein.In A further advantageous embodiment of the invention is at Present a second aging status of the exhaust aftertreatment device in Following a cold start, a first heating-up mode set the internal combustion engine. A subsequent one Setting the warm-up operating state or a consumption-optimal Operating state is preferably carried out depending on Reaching a light-off temperature of a component of the exhaust aftertreatment device, for example, a nitrogen oxide reduction catalyst, in particular an SCR catalyst. It can also, especially after reaching the Light-off temperature of the SCR catalyst, in parallel to a rising Coolant temperature a sliding transition to the operating parameter settings of a consumption-optimal operating state be provided.

Da im zweiten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Wirksamkeit der wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Vergleich zu ungealterten Abgasnachbehandlungseinrichtung verringert ist, ist es vorgesehen, dass der erste Aufheiz-Betriebszustand Betriebsparameter umfasst, welche eine Verringerung der Rohemissionen, insbesondere der Stickoxid-Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Warmlauf-Betriebszustand bewirken. Besonders vorteilhaft ist es, im Anschluss an den Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine mit dem ersten Aufheiz-Betriebszustand einen von Kraftstoff-Nacheinspritzungen freien Betriebszustand mit wenigstens annähernd minimaler Stickoxid-Rohemission einzustellen, wobei vorgebbare Grenzwerte für die gegenläufige Rußemission bevorzugt eingehalten werden.There in the second aging status of the exhaust aftertreatment device a Effectiveness of the at least one component of the exhaust aftertreatment device reduced compared to unaged exhaust aftertreatment device is, it is provided that the first heating-up operating condition operating parameters which includes a reduction of raw emissions, in particular the nitrogen oxide raw emissions of the internal combustion engine effect the warm-up operating state. It is particularly advantageous following the cold start of the internal combustion engine with the first heating-up mode one of post-fuel injections free operating state with at least approximately minimal Set nitrogen oxide raw emission, with specifiable limits for the opposing soot emission preferred maintained become.

Die Betriebsparameter des ersten Aufheizbetriebszustands können einen dem Haupteinspritzwinkel bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine entsprechenden Haupteinspritzwinkel bereits bei einer Kühlmitteltemperatur umfassen, welche geringer ist als eine Kühlmitteltemperatur bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine. Ergänzend oder alternativ kann eine gegenüber einem Haupteinspritzwinkel bei kalter Verbrennungskraftmaschine geringere Frühverschiebung des Haupteinspritzwinkels vorgesehen sein. Des Weiteren kann eine im Vergleich zum Betriebszustand einer warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine erhöhte Voreinspritzmenge von Kraftstoff vorgesehen sein. Bevorzugt ist eine Erhöhung um das Anderthalbfache bis Doppelte. Insbesondere bei vergleichsweise niedriger Kühlmitteltemperatur ist eine Erhöhung auf Voreinspritzmenge auf mehr als das Dreifache des Warmlaufwertes vorteilhaft. Besonders bevorzugt ist es, die Voreinspritzmenge auf zwei voneinander abgesetzte Voreinspritzungen aufzuteilen. Auch eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei kalter Verbrennungskraftmaschine weniger stark verringerte Abgasrückführungsrate ist erfindungsgemäß zusätzlich oder alternativ vorgesehen.The Operating parameters of the first Aufheizbetriebszustands can a main injection angle when the internal combustion engine has warmed up corresponding main injection angle already at a coolant temperature which is less than a coolant temperature in warmed-up internal combustion engine. Complementary or alternatively, one may be compared to a main injection angle with cold internal combustion engine lower early shift be provided of the main injection angle. Furthermore, a in comparison to the operating state of a warmed-up internal combustion engine increased pre-injection amount of fuel can be provided. An increase of one and a half times to twice is preferred. Especially at comparatively low coolant temperature is an increase to pre-injection to more than that Three times the warm-up value advantageous. It is particularly preferred the pilot injection quantity to two remote pre-injections divide. Also one compared to an exhaust gas recirculation rate with cold internal combustion engine less greatly reduced exhaust gas recirculation rate is according to the invention additionally or alternatively intended.

Bei Vorliegen eines dritten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, im Anschluss an einen Kaltstart einen zweiten Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einzustellen. Der zweite Aufheiz-Betriebszustand ist in stärkerem Maße als der erste Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine geeignet, wenigstens eine Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den Kaltstart rasch auf eine erhöhte, ein Anspringen wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung bewirkende Temperatur zu bringen. Der zweite Aufheiz-Betriebszustand trägt des Weiteren dem Umstand Rechnung, dass im dritten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine gegenüber dem zweiten Alterungsstatus verstärkte Alterung vorliegt. Insbesondere kann im zweiten Alterungsstatus eine nochmals erhöhte Alterung des SCR-Katalysators vorliegen und dessen maximal mögliche Schadstoffverringerungsrate alterungsbedingt derart abgenommen haben, dass eine erhöhte Temperatur des SCR-Katalysators früher erreicht werden sollte.at There is a third aging status of the exhaust aftertreatment device It has proved to be advantageous, following a cold start a second heating-up state of the internal combustion engine adjust. The second heating-up mode is stronger Dimensions as the first heating-up state of the internal combustion engine suitable, at least one component of the exhaust aftertreatment device following the cold start quickly increased to one, one Starting at least one component of the exhaust aftertreatment device bring bringing temperature. The second heating-up mode further takes account of the fact that in the third Aging status of the exhaust aftertreatment device one opposite the second aging status has increased aging. In particular, a second increase in the second aging status Aging of the SCR catalyst are present and its maximum possible Pollutant reduction rate have decreased due to aging so that an elevated temperature of the SCR catalyst earlier should be achieved.

Die Betriebsparameter des zweiten Aufheizbetriebszustands der Verbrennungskraftmaschine umfassen bevorzugt wenigstens eine von der Haupteinspritzung abgesetzte, insbesondere mitbrennende Nacheinspritzung von Kraftstoff. Ferner können die Betriebsparameter des zweiten Aufheizbetriebszustands einen gegenüber dem Haupteinspritzwinkel bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine späteren Haupteinspritzwinkel und/oder einen gegenüber dem Einspritzdruck bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine verringerten Einspritzdruck und/oder eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine verringerte Abgasrückführungsrate umfassen.The Operating parameters of the second Aufheizbetriebszustands the internal combustion engine include preferably at least one remote from the main injection, in particular with burning post-injection of fuel. Further may be the operating parameters of the second heating mode one with respect to the main injection angle when warmed up Internal combustion engine later main injection angle and / or one with respect to the injection pressure when the internal combustion engine has warmed up reduced injection pressure and / or one compared to one Exhaust gas recirculation rate at warmed up internal combustion engine reduced exhaust gas recirculation rate include.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, im Anschluss an den zweiten Aufheiz-Betriebszustand einen dritten Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einzustellen, welcher ein verbrauchsgünstigeres Betreiben der Verbrennungskraftmaschine bewirkt als der zweite Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine. Die Einstellung des dritten Aufheiz-Betriebszustands erfolgt bevorzugt vor einer Einstellung des Warmlauf-Betriebszustands. Das Umschalten vom zweiten Aufheiz-Betriebszustand zum dritten Aufheiz-Betriebszustand ist bevorzugt dann vorzunehmen, wenn eine Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere ein Oxidationskatalysator, seine Anspringtemperatur erreicht hat. Der geringere Verbrauch der Verbrennungskraftmaschine geht dann gleichzeitig mit einer guten Abgasnachbehandlungseffizienz einher.When It has further been shown to be advantageous, following the second Heating-up a third Aufheiz-operating state of Set combustion engine, which is a more fuel-efficient Operating the internal combustion engine causes as the second heating-up state the internal combustion engine. The setting of the third heating-up mode preferably takes place before a setting of the warm-up operating state. Switching from the second heating-up state to the third heating-up state is preferable to carry out when a component of the exhaust aftertreatment device, in particular an oxidation catalyst, its light-off temperature has reached. The lower consumption of the internal combustion engine is then simultaneously with a good exhaust aftertreatment efficiency associated.

Betriebsparameter des dritten Aufheiz-Betriebszustands können gegenüber denen bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine eine späte, insbesondere nicht mitbrennende, Nacheinspritzung und/oder eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine verringerte Abgasrückführungsrate umfassen.operating parameters of the third heat-up operating condition may be opposite those with warmed up internal combustion engine a late, in particular non-co-incinerating, post-injection and / or one opposite an exhaust gas recirculation rate with warmed up Internal combustion engine reduced exhaust gas recirculation rate include.

Von Vorteil ist es weiterhin, bei Vorliegen eines vierten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Anschluss an den zweiten Aufheiz-Betriebszustand einen vierten Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einzustellen, welcher ein rascheres Erhöhen einer Temperatur wenigstens einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung bewirkt als der dritte Aufheizzustand. Die Einstellung des vierten Aufheiz-Betriebszustands erfolgt bevorzugt vor einer Einstellung des Warmlauf-Betriebszustands. Erst bei Vorliegen dieses vierten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung ist es somit zweckdienlich, einen stärker erhöhten Verbrauch der Verbrennungskraftmaschine während des Aufheizens der Abgasnachbehandlungseinrichtung in Kauf zu nehmen, um entsprechend rasch eine hohe, die Emissionen ausreichend verringernde Wirkung der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu erreichen.From It continues to benefit if there is a fourth aging status the exhaust aftertreatment device following the second Heating-up a fourth Aufheiz-operating state of the Adjust combustion engine, which a faster increase a temperature of at least one component of the exhaust gas aftertreatment device causes as the third heating condition. The setting of the fourth Aufheiz-operating state is preferably carried out before a setting of Warm-operating state. Only in the presence of this fourth aging status the exhaust aftertreatment device it is thus expedient a higher consumption of the internal combustion engine during the heating of the exhaust aftertreatment device in order to quickly achieve a high, the emissions sufficiently reducing effect of the exhaust aftertreatment device to reach.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, eine Dauer eines Aufheiz-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung festzulegen. So wird mit zunehmendem Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Dauer eines jeweiligen Aufheizbetriebszustands, beispielsweise des ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Aufheiz-Betriebszustands, zunehmend verlängert. Dadurch kann sichergestellt werden, dass erst bei annähernd vollständig gealterter Abgasbehandlungseinrichtung eine vergleichsweise verbrauchsungünstige Aufheizstrategie zum Einsatz kommt. Diese Aufheizstrategie führt im Gegenzug zu einer schnellstmöglichen Aktivierung von Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere des Stickoxidverminderungskatalysators.After all it has been shown to be advantageous to have a duration of a heating-up operating state the internal combustion engine depending on the aging status set the exhaust aftertreatment device. So will be with increasing Aging status of the exhaust aftertreatment device a duration of a respective Aufheizbetriebszustands, for example, the first and / or second and / or third and / or fourth heating operating state, increasingly extended. This can ensure that only when almost completely aged Exhaust gas treatment device a comparatively low consumption Heating strategy is used. This heating strategy leads in return for a possible activation of Components of the exhaust aftertreatment device, in particular the Nitrogen oxide reduction catalyst.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet ist, mit einer Steuereinrichtung zum Auswerten eines Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung und zum Einstellen eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Hierbei ist mittels der Steuereinrichtung beim Auswerten des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu berücksichtigen. Mittels der Steuereinrichtung ist bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine und bei Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren Alterungsstatus ein hinsichtlich wenigstens eines Betriebsparameters von dem ersten Betriebszustand verschiedener weiterer Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einstellbar.According to one Another aspect of the invention, the above object is achieved by an internal combustion engine, in particular for a Vehicle, which downstream of an exhaust aftertreatment device is, with a control device for evaluating an operating state the exhaust aftertreatment device and for setting an operating condition the internal combustion engine depending on the operating condition of the Exhaust treatment device. This is by means of the control device when evaluating the operating state of the exhaust aftertreatment device to consider an aging status of the exhaust aftertreatment device. By means of the control device is in the presence of a first aging status following a cold start, a first operating state of the internal combustion engine and in the presence of one different from the first aging status another aging status with respect to at least one operating parameter from the first operating state various other operating state the internal combustion engine adjustable.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten auch für die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine.The described for the inventive method preferred embodiments and advantages also apply for the internal combustion engine according to the invention.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder auch in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the below mentioned in the figure description and / or in the figure alone shown features and feature combinations are not only in the specified combination, but also usable in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment and based on the drawing.

Diese zeigt stark schematisiert eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und eine der Verbrennungskraftmaschine nachgeschaltete Abgasnachbehandlungseinrichtung.These shows a highly schematic of an internal combustion engine of a motor vehicle and an exhaust gas aftertreatment device connected downstream of the internal combustion engine.

Einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine 10 ist eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 zum Verringern eines Schadstoffgehalts der Rohabgase der Verbrennungskraftmaschine 10 nachgeschaltet. Eine Abgasleitung 14 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 kann an einen vorliegend nicht gezeigten Abgasturbolader angeschlossen sein. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 umfasst in Strömungsrichtung des Abgases einen Oxidationskatalysator 16, einen Partikelfilter 18, einen SCR-Katalysator 20 und einen Nachschalldämpfer 22. Jeweils stromaufwärts des Oxidationskatalysators 16, des Partikelfilters 18 und des SCR-Katalysators 20 ist ein Temperaturfühler 24 angeordnet. Mittels eines weiteren Temperaturfühlers 24 ist eine Temperatur im Katalysatorbett des SCR-Katalysators 20 erfassbar. Dieser Temperaturfühler kann jedoch auch entfallen und die Temperatur des SCR-Katalysators 20 durch ein Temperaturmodell ermittelt werden, welches insbesondere die Messwerte des vor dem SCR-Katalysator 20 angeordneten Temperaturfühlers 24 verarbeitet.A self-igniting internal combustion engine 10 is an exhaust aftertreatment device 12 for reducing a pollutant content of the raw exhaust gases of the internal combustion engine 10 downstream. An exhaust pipe 14 the exhaust aftertreatment device 12 can be to one before lying exhaust gas turbocharger not shown connected. The exhaust aftertreatment device 12 includes an oxidation catalyst in the flow direction of the exhaust gas 16 , a particle filter 18 , an SCR catalyst 20 and a rear silencer 22 , Each upstream of the oxidation catalyst 16 , the particulate filter 18 and the SCR catalyst 20 is a temperature sensor 24 arranged. By means of another temperature sensor 24 is a temperature in the catalyst bed of the SCR catalyst 20 detectable. However, this temperature sensor can also be omitted and the temperature of the SCR catalyst 20 be determined by a temperature model, which in particular the measured values of the upstream of the SCR catalyst 20 arranged temperature sensor 24 processed.

Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 umfasst des Weiteren ein Reduktionsmitteldosiersystem 26, mittels welchem ein Reduktionsmittel zum Reduzieren von Stickoxiden, beispielsweise Ammoniak, dem Abgasstrom zuführbar ist. Bevorzugt ist die Zugabe von wässriger Harnstofflösung vorgesehen. Zum Einbringen des Reduktionsmittels in die Abgasleitung 14 ist eine, beispielsweise als Düse ausgebildete, Zuführeinrichtung 28 vorgesehen.The exhaust aftertreatment device 12 further comprises a reductant dosing system 26 , by means of which a reducing agent for reducing nitrogen oxides, for example ammonia, can be fed to the exhaust gas stream. Preferably, the addition of aqueous urea solution is provided. For introducing the reducing agent into the exhaust pipe 14 is a, for example, designed as a nozzle feeder 28 intended.

Zum Einstellen eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 10 ist eine Steuereinrichtung 30 vorgesehen, mittels welcher ein Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 auswertbar ist. Der Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 kann insbesondere unter Heranziehung einer Temperatur einer Komponente der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 ermittelt werden, welche mittels eines oder mehrerer der Temperaturfühler 24 gemessen oder durch ein Temperaturmodell geliefert wird.For setting an operating state of the internal combustion engine 10 is a control device 30 provided, by means of which an operating state of the exhaust gas aftertreatment device 12 is evaluable. The operating state of the exhaust aftertreatment device 12 can in particular by using a temperature of a component of the exhaust gas aftertreatment device 12 be determined, which by means of one or more of the temperature sensor 24 measured or supplied by a temperature model.

Modelle, welche den Alterungsstatus der Komponenten Katalysatoren 16, 20 und Partikelfilter 18 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 beschreiben, sind vorliegend in der Steuereinrichtung 30 verfügbar. Ein solches Modell dient zudem dem Anpassen der Reduktionsmitteldosierung mittels des Reduktionsmitteldosiersystems 26.Models showing the aging status of the components catalysts 16 . 20 and particle filters 18 the exhaust aftertreatment device 12 are present in the control device 30 available. Such a model also serves to adjust the reducing agent metering by means of the reducing agent metering system 26 ,

Es kann mittels der Steuereinrichtung 30 ein Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 eingestellt werden, mittels welchem eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 erhöhbar ist. Zum anschließenden Einstellen eines Warmlauf-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 10 kann eine Anspringtemperatur des SCR-Katalysators 20 herangezogen werden. Ist die Anspringtemperatur des SCR-Katalysators 20 erreicht, so erfolgt eine Reduktionsmittelfreigabe und das Reduktionsmittel kann über die Zuführeinrichtung 28 dem Abgasstrom zugeführt werden.It can by means of the control device 30 a heating-up state of the internal combustion engine 10 be set, by means of which a temperature of the exhaust gas aftertreatment device 12 can be increased. For subsequently setting a warm-up operating state of the internal combustion engine 10 may be a light-off temperature of the SCR catalyst 20 be used. Is the light-off temperature of the SCR catalyst 20 achieved, there is a reduction agent release and the reducing agent can via the feeder 28 be supplied to the exhaust gas stream.

Vorliegend wird beim Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 berücksichtigt, wobei bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird. Der Alterungsstatus kann dabei von der Abgasnachbehandlungskomponenten 16,18, 20 der Abgasnachbehandlungseinrichtung allein oder von zwei oder allen der Abgasnachbehandlungskomponenten 16, 18, 20 bestimmt sein. Insbesondere ist vorgesehen, den Alterungsstatus des SCR-Katalysators 20 zu ermitteln und bei der Einstellung von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine 10 im Anschluss an einen Kaltstart zu berücksichtigen. Dadurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der SCR-Katalysator 20 vorliegend motorfern im Unterbodenbereich des Fahrzeugs angeordnet ist und erhitztes Motorabgas diesen weniger rasch und in vermindertem Maße erwärmt.In the present case, when determining the operating state of the exhaust gas aftertreatment device 12 an aging status of the exhaust aftertreatment device 12 in the case of a first aging status following a cold start, a first operating state of the internal combustion engine ( 10 ) is set. The aging status can be determined by the exhaust aftertreatment components 16 . 18 . 20 the exhaust aftertreatment device alone or two or all of the exhaust aftertreatment components 16 . 18 . 20 be determined. In particular, it is provided, the aging status of the SCR catalyst 20 to determine and in the adjustment of operating parameters of the internal combustion engine 10 following a cold start. This takes into account the fact that the SCR catalyst 20 In the present case, the engine is arranged remote from the underbody of the vehicle, and heated engine exhaust gas heats the latter less rapidly and to a lesser extent.

Bei Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren Alterungsstatus, insbesondere des SCR-Katalysators 20, wird ein von dem ersten Betriebszustand verschiedener weiterer Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt. Der weitere Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) unterscheidet sich hierbei von dem ersten Betriebszustand hinsichtlich seiner Betriebsparameter.In the presence of a different aging status, in particular the SCR catalyst, different from the first aging status 20 , a further operating state of the internal combustion engine, which is different from the first operating state, is 10 ). The further operating state of the internal combustion engine ( 10 ) differs from the first operating state in terms of its operating parameters.

So kann bei ungealterter Abgasnachbehandlungseinrichtung 12, also bei Vorliegen des ersten Alterungsstatus, auf ein Einstellen des Aufheiz-Betriebszustands vor dem Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 verzichtet werden. Durch das Verzichten auf den Aufheiz-Betriebszustand ist die Verbrennungskraftmaschine 10 besonders verbrauchsgünstig betreibbar, wobei dennoch aufgrund der ungealterten Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 zulässige Grenzwerte an Abgasemissionen einhaltbar sind.So can in unaged exhaust aftertreatment device 12 , that is, in the presence of the first aging status, to a setting of the heating-up operating state before the warm-up operating state of the internal combustion engine 10 be waived. By dispensing with the heating-up operation state, the internal combustion engine 10 particularly fuel-efficient operable, yet due to the unaged exhaust aftertreatment device 12 permissible limit values for exhaust emissions are complied with.

Zum Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 ist vorliegend in der Steuereinrichtung 30 ein Modell hinterlegt, in welches eine jeweilige Temperatur der Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 als Funktion der Zeit eingeht. Ein Alterungsstatus der Katalysatoren 16, 20 und des Partikelfilters 18 wird also mittels in der Steuereinrichtung 30 hinterlegten Modellen fortwährend berechnet.For determining the aging status of the exhaust aftertreatment device 12 is present in the control device 30 a model deposited, in which a respective temperature of the components of the exhaust aftertreatment device 12 as a function of time. An aging status of the catalysts 16 . 20 and the particulate filter 18 So is by means of the control device 30 stored models constantly charged.

Beim Erreichen eines zweiten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12, insbesondere des SCR-Katalysators 20, wird nach dem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine 10 zunächst ein erster Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 eingestellt, welcher einem raschen Erhöhen der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 dient. Dieser erste Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 unterscheidet sich von dem Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 durch unterschiedliche Betriebsparameter.Upon reaching a second aging status of the exhaust aftertreatment device 12 , in particular the SCR catalyst 20 , will after the cold start of the internal combustion engine 10 first, a first heating-up state of the internal combustion engine 10 set which egg nem quickly increasing the temperature of the exhaust aftertreatment device 12 serves. This first heating-up state of the internal combustion engine 10 differs from the warm-up operating state of the internal combustion engine 10 through different operating parameters.

Im Gegensatz zum Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 wird infolge des Einstellens des ersten Aufheiz-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 10 ein Haupteinspritzwinkel mit zunehmender Kühlmitteltemperatur weiter in Richtung spät verschoben, bis er dem Haupteinspritzwinkel des Warmlauf-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 10 entspricht. Jedoch erfolgt im ersten Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 das Einstellen dieses Haupteinspritzwinkels, welcher dem der warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine 10 entspricht, bereits bei einer Kühlmitteltemperatur, welche geringer ist als die Kühlmitteltemperatur bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine.In contrast to the warm-up operating state of the internal combustion engine 10 becomes due to the setting of the first heating-up state of the internal combustion engine 10 a main injection angle with increasing coolant temperature is further delayed until it reaches the main injection angle of the warm-up operating state of the internal combustion engine 10 equivalent. However, in the first heating-up operation state of the internal combustion engine 10 adjusting this main injection angle, that of the warmed-up internal combustion engine 10 corresponds already at a coolant temperature which is lower than the coolant temperature at warmed-up internal combustion engine.

Gleichzeitig ist die anfängliche Frühverschiebung des Haupteinspritzwinkels vergleichsweise gering. So kann anstelle einer anfänglichen Frühverschiebung von 4°KW eine anfängliche Frühverschiebung von 2°KW gewählt werden. Zusätzlich wird eine Voreinspritzmenge gegenüber einer Voreinspritzmenge bei warm gelaufener Verbrennungskraftmaschine von beispielsweise 2 mm3/Arbeitsspiel Zylinder auf das etwa das Doppelte, erhöht. Dabei bezieht sich die Angabe der Voreinspritzmenge auf einen Zylinderhubraum von etwa 0,5 l. Bevorzugt ist eine doppelte Voreinspritzung vorgesehen, bei welcher die später im Arbeitsspiel erfolgende Voreinspritzung bevorzugt kleiner als die vorangehende gewählt ist.At the same time, the initial early shift of the main injection angle is comparatively low. Thus, instead of an initial early shift of 4 ° CA, an initial early shift of 2 ° CA can be selected. In addition, a pilot injection quantity is increased to about twice as much as a pre-injection quantity when the internal combustion engine is warm, for example, 2 mm 3 / cycle cylinder. In this case, the specification of the pilot injection quantity refers to a cylinder stroke of about 0.5 l. Preferably, a double pre-injection is provided, in which the pre-injection taking place later in the working cycle is preferably selected to be smaller than the preceding one.

Dem raschen Erhöhen der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 ist es zudem zuträglich, wenn eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei kalter Verbrennungskraftmaschine weniger stark verringerte Abgasrückführungsrate als Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10 eingestellt wird. Eine um 4% weniger stark verringerte Abgasrückführungsrate würde im ersten Aufheiz-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 10 beispielsweise zu einer Abgasrückführungsrate von 24% statt 20% führen.Rapidly increasing the temperature of the exhaust aftertreatment device 12 it is also beneficial if a reduced exhaust gas recirculation rate compared to an exhaust gas recirculation rate with a cold internal combustion engine as operating parameters of the internal combustion engine 10 is set. A 4% less reduced exhaust gas recirculation rate would in the first Aufheiz operating condition of the internal combustion engine 10 For example, lead to an exhaust gas recirculation rate of 24% instead of 20%.

Bei Vorliegen eines dritten, eine weiter erhöhte Alterung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12, insbesondere des SCR-Katalysators 20, kennzeichnenden Alterungsstatus wird im Anschluss an den Kaltstart ein zweiter Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 eingestellt, welcher ein rascheres Erhöhen der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 bewirkt als der Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10. Die Betriebsparameter dieses zweiten Aufheiz-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 10 sind durch einen gegenüber dem Haupteinspritzwinkel bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine späteren Haupteinspritzwinkel, eine mitbrennende Nacheinspritzung, einen verringerten Einspritzdruck und eine verringerte Abgasrückführungsrate gekennzeichnet. Bevorzugt wird eine gegenüber dem ersten Aufheiz-Betriebszustand nochmals erhöhte Voreinspritzmenge von typischerweise 4 bis 7 mm3/Arbeitsspiel Zylinder eingestellt. Dieser zweite Aufheiz-Betriebszustand wird so lange aufrechterhalten, bis der Oxidationskatalysator 16 seine Anspringtemperatur erreicht hat. Da auch diese Anspringtemperatur alterungsabhängig ist, wird eine Dauer des zweiten Aufheizbetriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 10 vom Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 abhängig festgelegt.In the presence of a third, a further increased aging of the exhaust aftertreatment device 12 , in particular the SCR catalyst 20 , Characteristic aging status is a second heating-up state of the internal combustion engine after the cold start 10 which increases the temperature of the exhaust aftertreatment device more quickly 12 causes as the heating-up state of the internal combustion engine 10 , The operating parameters of this second heating-up state of the internal combustion engine 10 are characterized by a main injection angle later than the main injection angle when the internal combustion engine has warmed up, a post-injection combustion, a reduced injection pressure and a reduced exhaust gas recirculation rate. Preferably, a comparison with the first heating-up operation again increased pre-injection amount of typically 4 to 7 mm 3 / cycle cylinder is set. This second heating mode is maintained until the oxidation catalyst 16 has reached its light-off temperature. Since this light-off temperature is also age-dependent, a duration of the second Aufheizbetriebszustands the internal combustion engine 10 from the aging status of the exhaust aftertreatment device 12 dependent.

Besonders bevorzugt ist es, nach dem Erreichen der Anspringtemperatur des Oxidationskatalysators 16 und bis zum Erreichen der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators 20 beim Vorliegen des dritten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 einen dritten Aufheizbetriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 einzustellen, welcher ein verbrauchsgünstigeres Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 bewirkt als der zweite Aufheiz-Betriebszustand. Nach dem Erreichen der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators 20 wird der Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 eingestellt.It is particularly preferred, after reaching the light-off temperature of the oxidation catalyst 16 and until reaching the light-off temperature of the SCR catalyst 20 in the presence of the third aging status of the exhaust aftertreatment device 12 a third Aufheizbetriebszustand the internal combustion engine 10 adjust, which is a more economical operation of the internal combustion engine 10 causes as the second heating-up state. After reaching the light-off temperature of the SCR catalyst 20 becomes the warm-up operating state of the internal combustion engine 10 set.

Bei Vorliegen einer weiter gealterten Abgasnachbehandlungseinrichtung 12, also bei Vorliegen eines vierten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12, wird im Anschluss an den zweiten Aufheiz-Betriebszustand und vor dem Warmlauf-Betriebs zustand ein vierter Aufheizbetriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 eingestellt. Dieser ist zum Erhöhen der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 noch wirkungsvoller als der dritte Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10.In the presence of a further aged exhaust aftertreatment device 12 , ie in the presence of a fourth aging status of the exhaust aftertreatment device 12 , After the second heating operation state and before the warm-up operation state, a fourth Aufheizbetriebszustand the internal combustion engine 10 set. This is for raising the temperature of the exhaust aftertreatment device 12 even more effective than the third heating-up state of the internal combustion engine 10 ,

Auch hier erfolgt das Umschalten vom zweiten Aufheiz-Betriebszustand zum vierten Aufheiz-Betriebszustand und vom vierten Aufheiz-Betriebszustand zum Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 mit zunehmender Alterung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 zunehmend später.Again, the switching from the second heating-up to the fourth heating-up operation and from the fourth heating-up to the warm-up operation of the internal combustion engine 10 with increasing aging of the exhaust aftertreatment device 12 increasingly later.

Eine jeweilige Kombination der verschiedenen, durch unterschiedliche Betriebsparameter gekennzeichneten Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine 10 und deren jeweilige zeitliche Abfolge berücksichtigen somit den Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12, indem der jeweilige Alterungsstatus der einzelnen Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 in der Steuereinrichtung 30 stets zur Verfügung steht.A respective combination of the different, characterized by different operating parameters operating conditions of the internal combustion engine 10 and their respective time sequence thus take into account the aging status of the exhaust aftertreatment device 12 by changing the respective aging status of the individual compo components of the exhaust aftertreatment device 12 in the control device 30 always available.

Somit können verbrauchsoptimiert die zum Erzielen der jeweils notwendigen Konversionsraten der Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung 12 einzustellenden Abgastemperaturen durch die Verbrennungskraftmaschine 10 bereitgestellt werden.Thus, the fuel consumption optimized to achieve the respective conversion rates of the components of the exhaust aftertreatment device 12 To be set exhaust temperatures by the internal combustion engine 10 to be provided.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (13)

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (10), insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) nachgeschaltet ist, bei welchem ein Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) ermittelt wird, und bei welchem ein Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) eingestellt wird, wobei beim Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) und bei Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren Alterungsstatus ein hinsichtlich wenigstens eines, von einer Dauer des Betriebszustands verschiedenen, Betriebsparameters von dem ersten Betriebszustand verschiedener weiterer Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird.Method for operating an internal combustion engine ( 10 ), in particular for a vehicle, which has an exhaust aftertreatment device ( 12 ), in which an operating state of the exhaust aftertreatment device ( 12 ), and in which an operating state of the internal combustion engine ( 10 ) as a function of the determined operating state of the exhaust gas aftertreatment device ( 12 ) is set, wherein in determining the operating state of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) an aging status of the exhaust aftertreatment device ( 12 ), characterized in that, in the presence of a first aging status following a cold start, a first operating state of the internal combustion engine ( 10 ) and in the case of a further aging status different from the first aging status, an operating parameter different from a duration of the operating state from the first operating state to another operating state of the internal combustion engine ( 10 ) is set. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) ein Modell herangezogen wird, in welches eine Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) als Funktion der Zeit eingeht.A method according to claim 1, characterized in that for determining the aging status of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) a model is used in which a temperature of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) as a function of time. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) eine Temperatur wenigstens einer Komponente (16, 18, 20) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) herangezogen wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that for determining the operating state of the exhaust gas aftertreatment device ( 12 ) a temperature of at least one component ( 16 . 18 . 20 ) of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) im Anschluss an den Kaltstart ein von Kraftstoff-Nacheinspritzungen freier Warmlauf-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) mit einer im Vergleich zu einem verbrauchsoptimierten Betriebszustand der warmgelaufenen Verbrennungskraftmaschine (10) verminderten Stickoxidemission der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the presence of a first aging status of the exhaust gas aftertreatment device ( 12 ) after the cold start a fuel post-injection free warm-up operating state of the internal combustion engine ( 10 ) with a compared to a consumption-optimized operating state of the warmed-up internal combustion engine ( 10 ) reduced nitrogen oxide emission of the internal combustion engine ( 10 ) is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines zweiten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird, dessen Betriebsparameter – einen dem Haupteinspritzwinkel bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) entsprechenden Haupteinspritzwinkel bei einer Kühlmitteltemperatur, welche geringer ist als eine Kühlmitteltemperatur bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) und/oder – eine gegenüber einem Haupteinspritzwinkel bei kalter Verbrennungskraftmaschine (10) geringere Frühverschiebung des Haupteinspritzwinkels und/oder – eine gegenüber einer Voreinspritzmenge bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) erhöhte Voreinspritzmenge und/oder – eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei kalter Verbrennungskraftmaschine (10) weniger stark verringerte Abgasrückführungsrate umfassen.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the presence of a second aging status of the exhaust gas aftertreatment device ( 12 ) after a cold start, a first heating-up state of the internal combustion engine ( 10 ) whose operating parameter - a main injection angle at warmed-up internal combustion engine ( 10 ) corresponding to a main injection angle at a coolant temperature which is lower than a coolant temperature at warmed-up internal combustion engine ( 10 ) and / or - one compared to a main injection angle in a cold internal combustion engine ( 10 ) lower early shift of the main injection angle and / or - one compared to a pilot injection quantity in warmed-up internal combustion engine ( 10 ) increased pre-injection amount and / or - one compared to an exhaust gas recirculation rate at cold internal combustion engine ( 10 ) comprise a much reduced exhaust gas recirculation rate. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines dritten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) im Anschluss an einen Kaltstart ein zweiter Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird, welcher ein rascheres Erhöhen einer Temperatur wenigstens einer Komponente (16, 18, 20) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) bewirkt als der erste Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10).A method according to claim 5, characterized in that in the presence of a third aging status of the exhaust gas aftertreatment device ( 12 ) after a cold start, a second heating operating state of the internal combustion engine ( 10 ), which is a more rapid increase of a temperature of at least one component ( 16 . 18 . 20 ) of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) acts as the first heating-up state of the internal combustion engine ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsparameter des zweiten Aufheiz-Betriebszustands – einen gegenüber dem Haupteinspritzwinkel bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) späteren Haupteinspritzwinkel und/oder – eine zumindest teilweise mitbrennende Nacheinspritzung und/oder – einen gegenüber dem Einspritzdruck bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) verringerten Einspritzdruck und/oder – eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) verringerte Abgasrückführungsrate umfassen.Method according to Claim 6, characterized in that operating parameters of the second heating-up operating state - one with respect to the main injection angle when the internal combustion engine has warmed up ( 10 ) later main injection angle and / or - an at least partially co-burning post-injection and / or - one with respect to the injection pressure at warmed-up internal combustion engine ( 10 ) reduced injection pressure and / or - one compared to an exhaust gas recirculation rate at warmed-up internal combustion engine ( 10 ) comprise reduced exhaust gas recirculation rate. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den zweiten Aufheiz-Betriebszustand ein dritter Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird, welcher ein verbrauchsgünstigeres Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) bewirkt als der zweite Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10).Method according to Claim 6 or 7, characterized in that, following the second heating-up operating state, a third heating-up operating state of the internal combustion engine ( 10 ), which is a more economical operation of the internal combustion engine ( 10 ) acts as the second heating-up state of the internal combustion engine ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsparameter des dritten Aufheiz-Betriebszustands gegenüber denen bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) – eine späte, insbesondere nicht mitbrennende, Nacheinspritzung und/oder – eine gegenüber einer Abgasrückführungsrate bei warmgelaufener Verbrennungskraftmaschine (10) verringerte Abgasrückführungsrate umfassen.Method according to Claim 8, characterized in that operating parameters of the third heating-up operating state compared to those in the case of a warmed-up internal combustion engine ( 10 ) - a late, especially not co-burning, post-injection and / or - one compared to an exhaust gas recirculation rate at warmed-up internal combustion engine ( 10 ) comprise reduced exhaust gas recirculation rate. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines vierten Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) im Anschluss an den zweiten Aufheiz-Betriebszustand ein vierter Aufheiz-Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) eingestellt wird, welcher ein rascheres Erhöhen einer Temperatur wenigstens einer Komponente (16, 18, 20) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) bewirkt als der dritte Aufheiz-Betriebszustand.A method according to claim 8 or 9, characterized in that in the presence of a fourth aging status of the exhaust gas aftertreatment device ( 12 ), following the second heating-up operating state, a fourth heating-up operating state of the internal combustion engine ( 10 ), which is a more rapid increase of a temperature of at least one component ( 16 . 18 . 20 ) of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) acts as the third heating-up state. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dauer eines Aufheiz-Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine (10) in Abhängigkeit von dem Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) festgelegt wird.Method according to one of claims 5 to 10, characterized in that a duration of a heating-up operating state of the internal combustion engine ( 10 ) depending on the aging status of the exhaust aftertreatment device ( 12 ). Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Fahrzeug, welcher eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) nachgeschaltet ist, mit einer Steuereinrichtung (30) zum Auswerten eines Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) und zum Einstellen eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine (10) in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12), mittels der Steuereinrichtung (30) beim Auswerten des Betriebszustands der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) ein Alterungsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung (12) zu berücksichtigen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung (30) bei Vorliegen eines ersten Alterungsstatus im Anschluss an einen Kaltstart ein erster Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) und bei Vorliegen eines von dem ersten Alterungsstatus verschiedenen weiteren Alterungsstatus ein hinsichtlich wenigstens eines, von einer Dauer des Betriebszustands verschiedenen, Betriebsparameters von dem ersten Betriebszustand verschiedener weiterer Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) einstellbar ist.Internal combustion engine, in particular for a vehicle, which has an exhaust aftertreatment device ( 12 ) is connected downstream, with a control device ( 30 ) for evaluating an operating state of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) and for setting an operating state of the internal combustion engine ( 10 ) depending on the operating state of the exhaust aftertreatment device ( 12 ), by means of the control device ( 30 ) when evaluating the operating state of the exhaust aftertreatment device ( 12 ) an aging status of the exhaust aftertreatment device ( 12 ), characterized in that by means of the control device ( 30 ) in the event of a first aging status following a cold start, a first operating state of the internal combustion engine ( 10 ) and in the case of a further aging status different from the first aging status, an operating parameter different from a duration of the operating state from the first operating state to another operating state of the internal combustion engine ( 10 ) is adjustable. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (10) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 betreibbar ist.Internal combustion engine according to claim 12, characterized in that the internal combustion engine ( 10 ) is operable by a method according to any one of claims 1 to 11.
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