DE102014000871B3 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungseinrichtung zum Reinigen von Abgas der Brennkraftmaschine, wobei die Abgasreinigungseinrichtung wenigstens einen. Katalysator und einen Brenner zum zumindest zeitweisen Aufheizen des Katalysators aufweist, wobei dem Brenner während seines Betriebs Kraftstoff und Luft zugeführt wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Brenner während seines Betriebs nacheinander eine Einschaltphase, eine Heizphase und eine Abschaltphase durchläuft, wobei der Brenner in der Einschaltphase mit einem ersten Verbrennungsluftverhältnis (λ1) bei Luftüberschuss, in der Heizphase mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis (λ2) stöchiometrisch oder bei Luftmangel und in der Abschaltphase mit einem dritten Verbrennungsluftverhältnis (λ3) betrieben wird, wobei das dritte Verbrennungsluftverhältnis (λ3) derart gewählt wird, dass das Abgas des Brenners und/oder das von der Brennkraftmaschine und Brenner gemeinsam erzeugte Abgas unmittelbar stromaufwärts des Katalysators fett ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungseinrichtung zum Reinigen von Abgas der Brennkraftmaschine, wobei die Abgasreinigungseinrichtung wenigstens einen Katalysator und einen Brenner zum zumindest zeitweisen Aufheizen des Katalysators aufweist, wobei dem Brenner während seines Betriebs Kraftstoff und Luft zugeführt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.
  • Die Brennkraftmaschine dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs. Sie kann beispielsweise Bestandteil einer Hybridantriebseinrichtung sein, welche neben der Brennkraftmaschine als erstem Antriebsaggregat zumindest ein zweites Antriebsaggregat aufweist, das beispielsweise als elektrische Maschine ausgeführt ist. Im Falle der Hybridantriebseinrichtung kann das auf den Vortrieb des Kraftfahrzeugs gerichtete Drehmoment entweder von der Brennkraftmaschine, von der elektrischen Maschine oder von der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine gemeinsam erzeugt werden. Der Brennkraftmaschine ist die Abgasreinigungseinrichtung zugeordnet, welcher während eines Betriebs der Brennkraftmaschine deren Abgas zur Reinigung zugeführt wird. Das von der Brennkraftmaschine erzeugte Abgas wird also durch die Abgasreinigungseinrichtung und insbesondere den Katalysator hindurchgeführt und erst anschließend beispielsweise in eine Umgebung der Brennkraftmaschine ausgeleitet. Der Katalysator liegt bevorzugt als Speicherkatalysator vor, welcher einen Zwischenspeicher, insbesondere für Sauerstoff, aufweist
  • Um eine hinreichende Abgasreinigungswirkung zu erzielen, muss der Katalysator eine Temperatur aufweisen, welche größer oder gleich einer bestimmten Betriebstemperatur des Katalysators ist. Während eines Betriebs der Brennkraftmaschine wird dem Katalysator über das heiße Abgas der Brennkraftmaschine Wärme zugeführt. Dabei können die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine derart angepasst werden, dass das Abgas heißer und insoweit das Aufheizen des Katalysators rascher durchgeführt wird. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass das Aufheizen des Katalysators mithilfe des Abgases der Brennkraftmaschine vorgenommen wird, kann es erforderlich sein, die Brennkraftmaschine – beispielsweise im Falle der Hybridantriebseinrichtung – auch dann zu betreiben, wenn ein Vortrieb des Kraftfahrzeugs allein mithilfe anderer Mittel, insbesondere der elektrischen Maschine, realisierbar wäre. Bereits im Vorgriff auf einen Betrieb der Brennkraftmaschine zur Unterstützung der elektrischen Maschine, muss also die Brennkraftmaschine betrieben werden, um den Katalysator auf seine Betriebstemperatur zu erwärmen.
  • Um das Aufheizen des Katalysators weiter zu beschleunigen und/oder das Aufheizen auch ohne von der Brennkraftmaschine erzeugtem Abgas durchführen zu können, ist der Abgasreinigungseinrichtung der Brenner zugeordnet. Unter dem Brenner ist eine Einrichtung zu verstehen, welche mit Kraftstoff und einem Oxidator, insbesondere Luft, betrieben wird, wobei der Kraftstoff bevorzugt in flüssiger Form vorliegt. Beispielsweise wird der Brenner mit demselben Kraftstoff betrieben wie die Brennkraftmaschine, insbesondere also mit Diesel oder Benzin.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift US 5 634 330 A bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren um einen Brenner zum Aufheizen eines Katalysators zu diagnostizieren. Die Druckschrift DE 10 2006 043 100 A1 beschreibt weiterhin ein Verfahren zur Reduktionsmittelsteuerung in einer Abgasnachbehandlungsanlage, die Druckschrift DE 103 49 876 A1 eine Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage sowie ein Verfahren zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine und schließlich die Druckschrift US 2013/0041571 A1 eine Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein schnelleres Erwärmen des Katalysators und/oder einen Betriebsbeginn der Hybridantriebseinrichtung mit deaktivierter Brennkraftmaschine ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Brenner während seines Betriebs nacheinander eine Einschaltphase, eine Heizphase und eine Abschaltphase durchläuft, wobei der Brenner in der Einschaltphase mit einem ersten Verbrennungsluftverhältnis bei Luftüberschuss, in der Heizphase mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis stöchiometrisch oder bei Luftmangel und in der Abschaltphase mit einem dritten Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird, wobei das dritte Verbrennungsluftverhältnis derart gewählt wird, dass das Abgas des Brenners und/oder das von der Brennkraftmaschine und Brenner gemeinsam erzeugte Abgas unmittelbar stromaufwärts des Katalysators fett ist.
  • Bevorzugt durchläuft der Brenner während des Betriebs alle der genannten Phasen, wobei unmittelbar mit einem Aktivieren des Brenners beziehungsweise mit dem Zuführen von Kraftstoff und Luft die Einschaltphase beginnt. An die Einschaltphase schließt sich unmittelbar die Heizphase und wiederum an diese unmittelbar die Abschaltphase an. Unmittelbar nach der Abschaltphase ist der Brenner deaktiviert. Anders ausgedrückt beginnt also die Einschaltphase mit dem Zuführen von Kraftstoff und/oder Luft zu dem Brenner beziehungsweise einem Zünden des in diesem vorliegenden Kraftstoff-Luft-Gemischs. Die Abschaltphase endet analog mit dem Unterbrechen der Zufuhr von Kraftstoff und/oder Luft zu dem Brenner.
  • Dem Brenner werden während seines Betriebs Kraftstoff und Luft in einem bestimmten Verhältnis, nämlich dem Verbrennungsluftverhältnis, zugeführt. Dabei liegen in wenigstens zwei der genannten Phasen, bevorzugt jedoch in allen der genannten Phasen, voneinander unterschiedliche Verbrennungsluftverhältnisse vor. Besonders bevorzugt ist das in der Einschaltphase vorliegende erste Verbrennungsluftverhältnis derart gewählt, dass ein Luftüberschuss vorliegt und der Brenner insoweit mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben wird. Der Luftüberschuss führt dazu, dass das von dem Brenner erzeugte Abgas, welches der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise dem Katalysator zugeführt wird, mager ist, also unverbrannte Luft beziehungsweise unverbrannten Sauerstoff, jedoch keinen oder allenfalls wenig unverbrannten Kraftstoff aufweist.
  • In der Heizphase wird das zweite Verbrennungsluftverhältnis derart gewählt, dass in dem Brenner Kraftstoff und Luft unter einem stöchiometrischen Verhältnis oder bei Luftmangel verbrannt werden. In ersterem Fall ist das Abgas des Brenners stöchiometrisch, enthält also von unverbranntem Kraftstoff und unverbrannter Luft allenfalls geringe Mengen, insbesondere keinen unverbrannten Kraftstoff sowie keine unverbrannte Luft. In letzterem Fall enthält das Abgas unverbrannten Kraftstoff, jedoch bevorzugt keine oder allenfalls geringe Mengen unverbrannter Luft.
  • Das dritte Verbrennungsluftverhältnis ist der Abschaltphase zugeordnet. Dieses wird derart gewählt, dass das Abgas des Brenners und/oder das von Brennkraftmaschine und Brenner gemeinsam erzeugte Abgas fett ist, insbesondere unmittelbar stromaufwärts des Katalysators. In der ersten Variante, bei welcher lediglich das Abgas des Brenners betrachtet wird, ist dieses selbstverständlich bereits unmittelbar stromabwärts des Brenners fett. Bei Betrachtung des gemeinsam erzeugten Abgases, welches sowohl von der Brennkraftmaschine als auch dem Brenner stammt, soll das in den Katalysator eintretende Abgas, welches insoweit unmittelbar stromaufwärts von diesem vorliegt, fett sein. Darunter ist bevorzugt zu verstehen, dass der Brenner mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben wird, sodass das Abgas des Brenners zwar unverbrannten Kraftstoff, jedoch kein oder allenfalls lediglich geringe Mengen an unverbrannter Luft aufweist.
  • Bevorzugt ist das zweite Verbrennungsluftverhältnis kleiner als das erste Verbrennungsluftverhältnis. Zusätzlich oder alternativ kann das dritte Verbrennungsluftverhältnis kleiner als das zweite Verbrennungsluftverhältnis und/oder das erste Verbrennungsluftverhältnis sein. Beispielsweise ist das Verbrennungsluftverhältnis in der Einschaltphase, also das erste Verbrennungsluftverhältnis, größer als 1 oder beträgt mindestens 1,05, mindestens 1,1, mindestens 1,15 oder mindestens 1,2. In der Heizphase kann ein (zweites) Verbrennungsluftverhältnis von größer als 0,95 und kleiner als 1,05, bevorzugt von 0,96 bis 1,04, besonders bevorzugt von 0,97 bis 1,03, beispielsweise von 0,98 bis 1,02 vorgesehen sein. Im speziellen ist das Verbrennungsluftverhältnis in der Heizphase jedoch leicht fett, ist also beispielsweise größer als 0,96, beträgt jedoch höchstens 0,99, höchstens 0,98 oder höchstens 0,97. In der Abschaltphase ist es bevorzugt vorgesehen, dass das (dritte) Verbrennungsluftverhältnis höchstens 0,95, höchstens 0,9, höchstens 0,85 oder höchstens 0,8 beträgt.
  • Mit dem beschriebenen Verfahren kann insbesondere die Hybridantriebseinrichtung gestartet werden, ohne gleichzeitig die Brennkraftmaschine zu betreiben beziehungsweise zu aktivieren. Insbesondere das Betreiben des Brenners in der Abschaltphase derart, dass ein fettes Abgas vorliegt, ermöglicht das Aufheizen des Katalysators ohne die Speicherkapazität des Katalysators für Sauerstoff zu beeinträchtigen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Brenner in der Einschaltphase mit einer Leistung von höchstens 90%, höchstens 75%, höchstens 60% oder höchstens 50% betrieben wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Leistung in der Einschaltphase geringer gewählt wird als in der Heizphase. Zusätzlich oder alternativ kann die Leistung kleiner als in der Abschaltphase sein. Die vorstehend genannten Zahlenwerte sind dabei rein beispielhaft zu verstehen. Beispielsweise ist die Leistung in der Heizphase am höchsten, also größer als in der Einschaltphase und der Abschaltphase. Insbesondere beträgt sie in der Heizphase 100%, was der höchsten mithilfe des Brenners erzielbaren Leistung entspricht.
  • Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass die Leistung des Brenners in der Einschaltphase erhöht wird, insbesondere kontinuierlich beziehungsweise stetig erhöht wird.
  • Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass die Leistung zu Beginn der Einschaltphase vergleichsweise klein gewählt wird und beispielsweise höchstens 90%, höchstens 75%, höchstens 60% oder höchstens 50% entspricht. Anschließend wird innerhalb der Einschaltphase die Leistung kontinuierlich erhöht, bis sie am Ende der Einschaltphase größer ist als zu deren Beginn. Insbesondere entspricht die Leistung am Ende der Einschaltphase derjenigen Leistung, welche in der Heizphase vorliegen soll. In der Heizphase kann die Leistung beispielsweise durchgehend, also über die gesamte Heizphase hinweg, gleich sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass nach einer bestimmten Zeitspanne und/oder nach Erreichen einer bestimmten Brennertemperatur von der Einschaltphase in die Heizphase gewechselt wird. Wie bereits erläutert, schließt sich die Heizphase bevorzugt unmittelbar an die Einschaltphase an. Die Einschaltphase kann sich nun über die bestimmte Zeitspanne erstrecken, nach welcher in die Heizphase umgeschaltet wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Erreichen der bestimmten Brennertemperatur, welche einer bestimmten Abgastemperatur des Brenners entsprechen kann, abgewartet werden. Die bestimmte Brennertemperatur liegt beispielsweise unterhalb der maximal erreichbaren Temperatur, insbesondere bei höchstens 50%, höchstens 60%, höchstens 75% oder höchstens 90% dieser maximalen Temperatur.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das dritte Verbrennungsluftverhältnis in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter des Katalysators bestimmt wird. Als Betriebsparameter kann beispielsweise ein Sauerstofffüllstand des Zwischenspeichers des Katalysators oder dessen Gesamtbetriebsdauer beziehungsweise Alter herangezogen werden. Selbstverständlich können auch mehrere der genannten Parameter miteinander kombiniert und zum Bestimmen des dritten Verbrennungsluftverhältnisses herangezogen werden. In der Abschaltphase ist es bevorzugt das Ziel des Betriebs des Brenners, den Katalysator auszuräumen, also den in dem Zwischenspeicher des Katalysators gespeicherten Sauerstoff wenigstens teilweise auszutreiben. Entsprechend soll das Abgas des Brenners beziehungsweise das gemeinsam erzeugte Abgas fett sein.
  • Beispielsweise soll während der Abschaltphase ein bestimmter Füllstand des Zwischenspeichers eingestellt werden, sodass am Ende der Abschaltphase dieser gewünschte Füllstand vorliegt. Dies erlaubt den nachfolgenden Betrieb der Brennkraftmaschine, ohne Einbußen in der Speicherfähigkeit des Katalysators hinnehmen zu müssen. Der gewünschte Füllstand kann beispielsweise höchstens 25%, höchstens 50% oder höchstens 75% des Maximalfüllstands entsprechen. Letzterer kann dabei von den vorstehend genannten Betriebsparametern des Katalysators abhängen, insbesondere nämlich dem Alter des Katalysators.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine bestimmte Zeitspanne vor einem Beenden des Betriebs des Brenners von der Heizphase in die Abschaltphase gewechselt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, wird in der Abschaltphase der Katalysator bevorzugt auf das Abschalten des Brenners vorbereitet, insbesondere indem der bestimmte Füllstand eingestellt wird. Weil dieser Vorgang eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, muss rechtzeitig in die Abschaltphase gewechselt werden. Entsprechend wird bei einem Signal, welches das Beenden des Betriebs des Brenners anzeigt, zunächst von der Heizphase in die Abschaltphase gewechselt und diese über die bestimmte Zeitspanne durchgeführt, bevor der Brenner tatsächlich abgeschaltet, sein Betrieb also beendet wird.
  • Schließlich kann vorgesehen sein, dass nach dem Beenden des Betriebs des Brenners mittels einer Fördereinrichtung Brennerabgas durch den Katalysator gefördert wird. Die Fördereinrichtung ist beispielsweise eine Sekundärluftpumpe und/oder ein elektromotorisch angetriebener Strömungsverdichter. Die Fördereinrichtung kann unmittelbar oder mittelbar dem Fördern des Brennerabgases dienen. Ersteres erfolgt durch Hindurchführen des Brennerabgases durch die Fördereinrichtung, letzteres beispielsweise durch das Fördern eines Fluids, insbesondere von Luft, derart, dass dieses das Brennerabgas in Richtung des Katalysators drängt.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, mit einer Abgasreinigungseinrichtung zum Reinigen von Abgas der Brennkraftmaschine, wobei die Abgasreinigungseinrichtung wenigstens einen Katalysator und einen Brenner zum zumindest zeitweisen Aufheizen des Katalysators aufweist, wobei vorgesehen ist, dem Brenner während seines Betriebs Kraftstoff und Luft zuzuführen. Dabei ist der Brenner dazu ausgebildet, während seines Betriebs nacheinander eine Einschaltphase, eine Heizphase und eine Abschaltphase zu durchlaufen, wobei vorgesehen ist, den Brenner in der Einschaltphase mit einem ersten Förderungsluftverhältnis bei Luftüberschuss, in der Heizphase mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis stöchiometrisch oder bei Luftmangel und in der Abschaltphase mit einem dritten Verbrennungsluftverhältnis zu betreiben, wobei das dritte Verbrennungsluftverhältnis derart gewählt ist, dass das Abgas des Brenners und/oder das von der Brennkraftmaschine und Brenner gemeinsam erzeugte Abgas unmittelbar stromaufwärts des Katalysators fett ist. Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine wurde bereits hingewiesen. Das Verfahren sowie die Brennkraftmaschine können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
  • Figur ein Diagramm, in welchem ein Verbrennungsluftverhältnis eines Brenners einer Brennkraftmaschine über der Zeit dargestellt ist, wobei letztere in eine Einschaltphase, eine Heizphase und eine Abschaltphase gegliedert ist.
  • Die Figur zeigt ein Diagramm, in welchem ein Verbrennungsluftverhältnis λ eines Brenners einer Abgasreinigungseinrichtung über der Zeit t aufgetragen ist. Der Brenner dient dem Aufheizen eines Katalysators der Abgasreinigungseinrichtung, wobei letztere strömungstechnisch einer Brennkraftmaschine nachgeschaltet ist. Entsprechend dienen die Abgasreinigungseinrichtung und insbesondere der Katalysator dem Reinigen von Abgas der Brennkraftmaschine, welches zu diesem Zweck durch die Abgasreinigungseinrichtung hindurchgeleitet wird.
  • Der Betrieb des Brenners beginnt zu einem Zeitpunkt t0 und kann grundsätzlich in drei unmittelbare aufeinanderfolgende Phasen eingeteilt werden. Eine Einschaltphase wird in dem Zeitraum t0 ≤ t < t1, eine Heizphase in dem Zeitraum t1 ≤ t < t2 und eine Abschaltphase in dem Zeitraum t2 ≤ t < t3 durchgeführt. In der Einschaltphase liegt dabei ein erstes Verbrennungsluftverhältnis λ1 vor, in der Heizphase ein Verbrennungsluftverhältnis von λ2 und in der Abschaltphase ein Verbrennungsluftverhältnis von λ3. Das Verbrennungsluftverhältnis gibt dabei das Verhältnis von dem Brenner zugeführtem Kraftstoff zu dem Brenner zugeführter Luft wieder. Die angegebenen Zahlenwerte für das Verbrennungsluftverhältnis sind rein beispielhaft.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das erste Verbrennungsluftverhältnis λ1 = 1,2, das zweite Verbrennungsluftverhältnis λ2 = 0,98 und das dritte Verbrennungsluftverhältnis λ3 = 0,9. Das bedeutet, dass der Brenner in der Einschaltphase mager betrieben wird. In der Heizphase können ein stöchiometrischer Betrieb und/oder ein leicht fetter Betrieb des Brenners vorgesehen sein, wohingegen in der Abschaltphase vorzugsweise stets ein fetter Betrieb vorgesehen ist. Beispielsweise beträgt die Länge des Zeitraums, in welchem die Einschaltphase durchgeführt wird, mindestens 2 Sekunden, mindestens 4 Sekunden, mindestens 6 Sekunden, mindestens 8 Sekunden oder mindestens 10 Sekunden. Die Länge des Zeitraums der Heizphase beträgt beispielsweise mindestens 10 Sekunden, mindestens 12 Sekunden, mindestens 14 Sekunden, mindestens 16 Sekunden oder mindestens 18 Sekunden. Die Länge des Zeitraums der Abschaltphase ist beispielsweise 1 Sekunde oder mindestens 2 Sekunden. Bevorzugt ist es also vorgesehen, dass der Zeitraum der Heizphase länger ist als die Zeiträume der Einschaltphase und der Abschaltphase.
  • Mithilfe eines derartigen Betriebs des Brenners kann zum einen ein von der Brennkraftmaschine unabhängiges Aufheizen des Katalysators vorgenommen werden. Zum anderen kann das Aufheizen schneller erfolgen.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungseinrichtung zum Reinigen von Abgas der Brennkraftmaschine, wobei die Abgasreinigungseinrichtung wenigstens einen Katalysator und einen Brenner zum zumindest zeitweisen Aufheizen des Katalysators aufweist, wobei dem Brenner während seines Betriebs Kraftstoff und Luft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner während seines Betriebs nacheinander eine Einschaltphase, eine Heizphase und eine Abschaltphase durchläuft, wobei der Brenner in der Einschaltphase mit einem ersten Verbrennungsluftverhältnis (λ1) bei Luftüberschuss, in der Heizphase mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis (λ2) stöchiometrisch oder bei Luftmangel und in der Abschaltphase mit einem dritten Verbrennungsluftverhältnis (λ3) betrieben wird, wobei das dritte Verbrennungsluftverhältnis (λ3) derart gewählt wird, dass das Abgas des Brenners und/oder das von der Brennkraftmaschine und Brenner gemeinsam erzeugte Abgas unmittelbar stromaufwärts des Katalysators fett ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer bestimmten Zeitspanne und/oder nach Erreichen einer bestimmten Brennertemperatur von der Einschaltphase in die Heizphase gewechselt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Verbrennungsluftverhältnis (λ3) in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter des Katalysators bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Zeitspanne vor einem Beenden des Betriebs des Brenners von der Heizphase in die Abschaltphase gewechselt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beenden des Betriebs des Brenners mittels einer Fördereinrichtung Brennerabgas durch den Katalysator gefördert wird.
  6. Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Abgasreinigungseinrichtung zum Reinigen von Abgas der Brennkraftmaschine, wobei die Abgasreinigungseinrichtung wenigstens einen Katalysator und einen Brenner zum zumindest zeitweisen Aufheizen des Katalysators aufweist, wobei vorgesehen ist, dem Brenner während seines Betriebs Kraftstoff und Luft zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner dazu ausgebildet ist, während seines Betriebs nacheinander eine Einschaltphase, eine Heizphase und eine Abschaltphase zu durchlaufen, wobei vorgesehen ist, den Brenner in der Einschaltphase mit einem ersten Verbrennungsluftverhältnis (λ1) bei Luftüberschuss, in der Heizphase mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis (λ2) stöchiometrisch oder bei Luftmangel und in der Abschaltphase mit einem dritten Verbrennungsluftverhältnis (λ3) zu betreiben, wobei das dritte Verbrennungsluftverhältnis (λ3) derart gewählt ist, dass das Abgas des Brenners und/oder das von der Brennkraftmaschine und Brenner gemeinsam erzeugte Abgas unmittelbar stromaufwärts des Katalysators fett ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112343695A (zh) * 2019-08-08 2021-02-09 大众汽车股份公司 用于加热催化器的方法和废气后处理系统
US20220282655A1 (en) * 2019-01-23 2022-09-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for exhaust gas aftertreatment in an internal combustion engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5634330A (en) * 1994-09-30 1997-06-03 Siemens Aktiengesellschaft Process for checking a burner system for heating a catalytic converter
DE10349876A1 (de) * 2003-10-25 2005-05-25 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine
DE102006043100A1 (de) * 2005-11-14 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Reduktionsmittelsteuerung in einer Abgasnachbehandlungsanlage
US20130041571A1 (en) * 2010-03-11 2013-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5634330A (en) * 1994-09-30 1997-06-03 Siemens Aktiengesellschaft Process for checking a burner system for heating a catalytic converter
DE10349876A1 (de) * 2003-10-25 2005-05-25 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine
DE102006043100A1 (de) * 2005-11-14 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Reduktionsmittelsteuerung in einer Abgasnachbehandlungsanlage
US20130041571A1 (en) * 2010-03-11 2013-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220282655A1 (en) * 2019-01-23 2022-09-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for exhaust gas aftertreatment in an internal combustion engine
US11668217B2 (en) * 2019-01-23 2023-06-06 Volkswagen Akitengesellschaft Method and device for exhaust gas aftertreatment in an internal combustion engine
CN112343695A (zh) * 2019-08-08 2021-02-09 大众汽车股份公司 用于加热催化器的方法和废气后处理系统
US11261771B2 (en) 2019-08-08 2022-03-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for heating a catalytic converter and exhaust gas aftertreatment system

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