DE102014019195A1 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (2), die eine Brennkraftmaschine sowie eine Abgasreinigungseinrichtung (1) für Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei zum Auslagern von Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung (1) ein Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt wird, während welchem die Brennkraftmaschine unterstöchiometrisch betrieben und/oder zusätzlicher Kraftstoff in das Abgas eingebracht wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt wird, bis ein mittels einer in der Abgasreinigungseinrichtung (1) angeordneten Lambdasonde (6) erfasster Lambdawert einen bestimmten Lambdagrenzwert erreicht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die eine Brennkraftmaschine sowie eine Abgasreinigungseinrichtung für Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei zum Auslagern von Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung ein Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt wird, während welchem die Brennkraftmaschine unterstöchiometrisch betrieben und/oder zusätzlicher Kraftstoff in das Abgas eingebracht wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.
  • Die Antriebseinrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, ist insoweit also dem Kraftfahrzeug zugeordnet und dient dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Die Antriebseinrichtung weist die Brennkraftmaschine auf, insbesondere zum Bereitstellen des Drehmoments. Während des Betriebs der Antriebseinrichtung beziehungsweise der Brennkraftmaschine entsteht Abgas, welches in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung abgeführt wird.
  • Aus diesem Grund ist die Abgasreinigungseinrichtung vorgesehen, welche dem Reinigen des Abgases der Brennkraftmaschine dient, bevor dieses in die Außenumgebung ausgebracht wird. Die Abgasreinigungseinrichtung ist beispielsweise als Katalysator ausgestaltet. Die Abgasreinigungseinrichtung verfügt über einen Sauerstoffspeicher, welcher grundsätzlich in beliebiger Form vorliegen kann. Besonders bevorzugt ist der Sauerstoffspeicher in Form einer Beschichtung auf eine katalytisch wirksame Oberfläche des Katalysators aufgebracht. Die den Sauerstoffspeicher aufweisende, als Katalysator ausgestaltete Abgasreinigungseinrichtung kann insoweit als Speicherkatalysator bezeichnet werden.
  • Die Abgasreinigungseinrichtung ist üblicherweise derart ausgestaltet, dass sie lediglich bei stöchiometrischem Betrieb der Brennkraftmaschine Schadstoffe, beispielsweise Kohlenwasserstoff, Stickstoffoxid, Stickstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid, konvertieren kann. Bei üblichen Betriebszyklen der Antriebseinrichtung kann es jedoch vorkommen, dass die Antriebseinrichtung zeitweise im sogenannten Schubbetrieb vorliegt, die Brennkraftmaschine also ohne das Einbringen von Kraftstoff betrieben wird. Entsprechend gelangt eine große Menge an unverbranntem Sauerstoff in die Abgasreinigungseinrichtung.
  • Von der Abgasreinigungseinrichtung wird der auf diese Art und Weise anfallende Sauerstoff aufgenommen beziehungsweise zwischengespeichert. Selbstverständlich kann der Sauerstoffspeicher der Abgasreinigungseinrichtung auch auf andere Art und Weise mit Sauerstoff befüllt werden, beispielsweise während eines überstöchiometrischen Betriebs der Brennkraftmaschine. Je größer jedoch ein Sauerstofffüllstand der Abgasreinigungseinrichtung ist, je stärker also diese mit Sauerstoff beladen ist, umso geringer ist die Konvertierungsleistung für bestimmte Schadstoffe, beispielsweise Stickstoffoxide, also insbesondere Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Insbesondere sinkt die Konvertierungsleistung auf null, sobald der Sauerstofffüllstand der Abgasreinigungseinrichtung einen bestimmten Maximalsauerstofffüllstand überschreitet.
  • Aus diesem Grund wird der Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt, insbesondere wenn der Sauerstofffüllstand einen bestimmten Sauerstoffgrenzfüllstand, welcher beispielsweise dem Sauerstoffmaximalfüllstand entspricht. Während des Sauerstoffauslagerungsbetriebs wird Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise dem Sauerstoffspeicher ausgetragen. Beispielsweise wird der Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt, bis ein bestimmter Sauerstoffvorgabefüllstand erreicht ist. Der Sauerstoffvorgabefüllstand kann zum Beispiel einem Sauerstoffminimalfüllstand oder einem mittig zwischen dem Sauerstoffminimalfüllstand und der Sauerstoffmaximalfüllstand liegenden Sauerstofffüllstand entsprechen.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 102 44 128 B4 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators in einem Abgastakt einer Brennkraftmaschine, mit folgenden Schritten: Die in den Katalysator eingebrachte Wärmemenge wird berechnet; Überschreitet die eingebrachte Wärmemenge einen vorbestimmten Wärmemengen-Sollwert, wird anhand einer in dem Katalysator angeordneten ersten Lambdasonde für eine vorbestimmte Zwangsanregung geprüft, ob eine Sauerstoffspeicherung in dem Abschnitt des Katalysators bis zur ersten Lambdasonde bereits erreicht wurde; in dem Fall, dass noch keine Sauerstoffspeicherung erreicht wurde, wird der Wärmemengensollwert für den nächsten Warmlauf der Brennkraftmaschine erhöht, sodass bei dem nächsten Kaltstart der Brennkraftmaschine eine größere Wärmemenge zur Aktivierung des Katalysators eingetragen werden muss, wodurch die Aktivierungseffekte des Katalysators berücksichtigt werden und der Katalysator nicht unnötig lange aufgeheizt wird.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber anderen Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein zuverlässigeres und effizienteres Durchführen des Sauerstoffauslagerungsbetriebs ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt wird, bis ein mittels einer in der Abgasreinigungseinrichtung angeordneten Lambdasonde erfasster Lambdawert einen bestimmten Lambdagrenzwert erreicht. Der Sauerstoffauslagerungsbetrieb wird vorzugsweise eingeleitet, wenn gemäß den vorstehenden Ausführungen der Sauerstofffüllstand den Sauerstoffgrenzfüllstand erreicht oder überschreitet.
  • Während des Sauerstoffauslagerungsbetriebs wird zum Beispiel die Brennkraftmaschine derart eingestellt, dass sie Abgas erzeugt, welches unterstöchiometrisch ist, also einen Anteil an unverbrannten Kohlenwasserstoffen aufweist, welcher hinsichtlich der Stöchiometrie größer ist als der Anteil an Restsauerstoff, also an unverbranntem Sauerstoff. Vorzugsweise wird die Brennkraftmaschine zu diesem Zweck unterstöchiometrisch betrieben, also der Brennkraftmaschine weniger Sauerstoff zugeführt, als zum Verbrennen des gleichzeitig zugeführten Kraftstoffs benötigt wird. Selbstverständlich kann der Sauerstoffauslagerungsbetrieb auch auf andere Art und Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch Einbringen von unverbranntem Kraftstoff in das Abgas der Brennkraftmaschine stromaufwärts der Abgasreinigungseinrichtung.
  • Der Sauerstoffauslagerungsbetrieb wird nun zumindest solange durchgeführt, bis der mittels der Lambdasonde erfasste Lambdawert den Lambdagrenzwert erreicht. Der Sauerstoffauslagerungsbetrieb wird also frühestens beendet, wenn diese Bedingung erfüllt ist. Selbstverständlich kann der Sauerstoffauslagerungsbetrieb jedoch länger durchgeführt werden, also auch nach dem Erreichen des Lambdagrenzwerts durch den Lambdawert fortgeführt werden.
  • Als Besonderheit ist dabei zu beachten, dass die Lambdasonde in der Abgasreinigungseinrichtung selbst angeordnet ist. Es ist also nicht vorgesehen, eine stromaufwärts oder stromabwärts der Abgasreinigungseinrichtung angeordnete Lambdasonde zu verwenden. Vielmehr soll die Lambdasonde stromabwärts eines Abgaseintritts der Abgasreinigungseinrichtung und stromaufwärts eines Abgasaustritts der Abgasreinigungseinrichtung vorliegen, wobei das Abgas durch den Abgaseintritt in die Abgasreinigungseinrichtung eintritt und durch den Abgasaustritt aus ihr austritt. Die Lambdasonde ist somit strömungstechnisch zwischen dem Abgaseintritt und dem Abgasaustritt angeordnet.
  • Der Lambdagrenzwert ist dabei beispielsweise derart gewählt, dass er einer stöchiometrischen Zusammensetzung des Abgases entspricht, welcher bei einem stationären stöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine vorliegt. Der mittels der Lambdasonde erfasste Lambdawert kann einem Verbrennungsluftverhältnis entsprechen, welches das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff während der Verbrennung in der Brennkraftmaschine beschreibt, entsprechen. In diesem Fall wird der Sauerstoffauslagerungsbetrieb vorzugsweise zumindest durchgeführt, bis der Lambdawert den Lambdagrenzwert erreicht oder unterschreitet. Alternativ kann selbstverständlich der Lambdawert unmittelbar dem von der Lambdasonde gemessenen Messwert, beispielsweise einer Spannung, entsprechen. In diesem Fall wird der Sauerstoffauslagerungsbetrieb beispielsweise zumindest durchgeführt, bis der Lambdawert den Lambdagrenzwert erreicht oder überschreitet.
  • Die beschriebene Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die aus der Abgasreinigungseinrichtung ausgetragene Sauerstoffmenge beziehungsweise der Bereich der Abgasreinigungseinrichtung, aus welchem der Sauerstoff bereits ausgetragen wurde, äußerst genau bestimmt werden kann. So wird vermieden, dass während des Sauerstoffauslagerungsbetriebs unverbrannter Kraftstoff beziehungsweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe durch die Abgasreinigungseinrichtung hindurch gelangen und insbesondere in die Außenumgebung der Antriebseinrichtung austreten können.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lambdasonde in der Abgasreinigungseinrichtung an einer Position vorliegt, die bezogen auf eine Gesamtdurchströmungslänge der Abgasreinigungseinrichtung mindestens 30%, mindestens 40%, mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 80% oder mindestens 90% beträgt. Die Gesamtdurchströmungslänge der Abgasreinigungseinrichtung bezeichnet dabei die Länge des Wegs, welchen das Abgas bei seinem Durchströmen der Abgasreinigungseinrichtung zurücklegt. Insbesondere ist die Gesamtdurchströmungslänge also die Länge des Strömungswegs des Abgases zwischen dem Abgaseintritt und dem Abgasaustritt der Abgasreinigungseinrichtung. Diese Länge kann beispielsweise dem Abstand zwischen dem Abgaseintritt und dem Abgasaustritt entsprechen.
  • Die Gesamtdurchströmungslänge und mithin die Position der Lambdasonde wird ausgehend von dem Abgaseintritt der Abgasreinigungseinrichtung ermittelt. Besonders bevorzugt ist der Abstand der Lambdasonde von dem Abgaseintritt größer als der Abstand von dem Abgasaustritt, sodass also die Position bezogen auf die Gesamtdurchströmungslänge besonders bevorzugt größer als 50% ist. Beispielsweise beträgt die Position zwischen 60% und 90%, zwischen 60% und 80%, zwischen 60% und 70%, zwischen 64% und 68%, besonders bevorzugt 2/3.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass während des Sauerstofflauslagerungsbetriebs die in die Brennkraftmaschine eingebrachte Gesamtkraftstoffmenge erfasst und der Sauerstoffauslagerungsbetrieb beendet wird, wenn die Gesamtkraftstoffmenge einen Gesamtkraftstoffmengengrenzwert überschreitet. Unmittelbar zu Beginn des Sauerstoffauslagerungsbetriebs wird also die Gesamtkraftstoffmenge besonders bevorzugt zurückgesetzt, beispielsweise auf null. Anschließend wird die in die Brennkraftmaschine eingebrachte Kraftstoffmenge erfasst und integriert beziehungsweise aufaddiert. Die Gesamtkraftstoffmenge ist insoweit diejenige Kraftstoffmenge, welche ab Beginn des Sauerstoffauslagerungsbetriebs bis zum momentanen Zeitpunkt in die Brennkraftmaschine eingebracht wurde.
  • Der Sauerstoffauslagerungsbetrieb wird nun beendet, wenn die Gesamtkraftstoffmenge den Gesamtkraftstoffmengengrenzwert überschreitet. Diese Bedingung ist dabei zusätzlich oder alternativ zu der eingangs erwähnten Bedingung zu verstehen, dass der Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt wird, bis der mittels der in der Abgasreinigungseinrichtung angeordneten Lambdasonde erfasste Lambdawert den Lambdagrenzwert erreicht. Besonders bevorzugt werden beide Bedingungen herangezogen, sodass also der Sauerstoffauslagerungsbetrieb erst dann beendet wird, wenn sowohl der Lambdawert den bestimmten Lambdagrenzwert erreicht beziehungsweise bereits erreicht hatte und die Gesamtkraftstoffmenge größer ist als der Gesamtkraftstoffmengengrenzwert.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Gesamtkraftstoffmengenwert gleich der bislang erfassten Gesamtkraftstoffmenge gesetzt wird, wenn der mittels der Lambdasonde erfasste Lambdawert den bestimmten Lambdagrenzwert erreicht. Zum Zeitpunkt, in welchem der Lambdawert den Lambdagrenzwert erreicht, wird also der Gesamtkraftstoffmengenwert auf die bislang erfasste Gesamtkraftstoffmenge gesetzt und nachfolgend festgehalten. Während die Gesamtkraftstoffmenge auch während der weiteren Durchführung des Sauerstoffauslagerungsbetriebs der seit Beginn des Sauerstoffauslagerungsbetriebs in die Brennkraftmaschine eingebrachten Kraftstoffmenge entspricht, ist die Gesamtkraftstoffmengenwert konstant, insbesondere wird sie nicht der Gesamtkraftstoffmenge nachgeführt.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gesamtkraftstoffmengengrenzwert aus dem Gesamtkraftstoffmengenwert sowie der Position der Lambdasonde ermittelt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, entspricht der Gesamtkraftstoffmengenwert derjenigen Gesamtkraftstoffmenge, welche bis zu demjenigen Zeitpunkt in die Brennkraftmaschine eingebracht wurde, an welchem der Lambdawert den bestimmten Lambdagrenzwert erreicht. Weil zudem die Position der Lambdasonde in der Abgasreinigungseinrichtung bekannt ist, kann aus dem Gesamtkraftstoffmengenwert und der Position diejenige Kraftstoffmenge ermittelt werden, welche notwendig ist, um einen bestimmten Anteil der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise des Sauerstoffspeichers von Sauerstoff zu befreien. Diese Menge entspricht dem Gesamtkraftstoffmengengrenzwert, welcher gemäß den vorstehenden Ausführungen herangezogen werden kann, um die Dauer des Sauerstoffauslagerungsbetriebs zu bestimmen, insbesondere indem der Sauerstoffauslagerungsbetrieb beendet wird, sobald die Gesamtkraftstoffmenge den Gesamtkraftstoffmengengrenzwert überschreitet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das der Gesamtkraftstoffmengengrenzwert mKr,grenz anhand der Beziehung mKr,grenz = (1 + (1 – x) / xSF)mKr ermittelt wird, wobei x die Position der Lambdasonde bezogen auf die Gesamtdurchströmungslänge, mKr der Gesamtkraftstoffmengenwert und SF ein Sicherheitsfaktor ist. Letzterer kann dabei grundsätzlich beliebig gewählt werden, beispielsweise zwischen 0 und 1.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter der Abgasreinigungseinrichtung gewählt wird. Während der Sicherheitsfaktor selbstverständlich konstant festgelegt sein kann, wird er bevorzugt variabel in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter beziehungsweise dem Zustandsparameter festgelegt. Auf diese Art und Weise kann der Gesamtkraftstoffmengengrenzwert und entsprechend der Anteil der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise des Sauerstoffspeichers, aus welchem während des Sauerstoffauslagerungsbetriebs Sauerstoff ausgetragen wird, auf vorherrschende Gegebenheiten angepasst werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Betriebsparameter eine Abgastemperatur und/oder ein Abgasmassenstrom und/oder ein Alterungswert der Abgasreinigungseinrichtung verwendet werden. Die Abgastemperatur ist beispielsweise die Temperatur des Abgases in der Abgasreinigungseinrichtung oder unmittelbar stromaufwärts der Abgasreinigungseinrichtung. Der Abgasmassenstrom beschreibt die die Abgasreinigungseinrichtung durchströmende Abgasmenge pro Zeiteinheit. Über den Alterungswert kann der Einfluss der Alterung auf die Abgasreinigungseinrichtung berücksichtigt werden. Der Alterungswert resultiert beispielsweise aus einer periodisch durchgeführten Diagnose der Abgasreinigungseinrichtung. Alternativ kann der Alterungswert auch der Betriebsdauer der Abgasreinigungseinrichtung seit ihrer Inbetriebnahme entsprechen. Der Sicherheitsfaktor kann lediglich einen der genannten Betriebsparameter berücksichtigen. Vorzugsweise fließen jedoch mehrerer Betriebsparameter, insbesondere alle der genannten Betriebsparameter, in ihn ein.
  • Schließlich ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Sicherheitsfaktor umso größer gewählt wird, je größer der Alterungswert und/oder je höher der Abgasmassenstrom und/oder je höher die Abgastemperatur ist. Dabei ist bevorzugt der Alterungswert umso größer, je älter die Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise je schlechter die Konvertierungsleistung der Abgasreinigungseinrichtung ist. Bei einer neuen Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise guter Konvertierungsleistung ist es ausreichend, lediglich einen Teil der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise des Sauerstoffspeichers von Sauerstoff zu befreien. Entsprechend kann der Sicherheitsfaktor relativ klein gewählt werden, insbesondere gleich null sein. Je älter die Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise je schlechter ihre Konvertierungsleistung ist, umso größer ist jedoch bevorzugt der Sicherheitsfaktor. Zusätzlich muss der Sicherheitsfaktor umso größer gewählt werden, je höher der Abgasmassenstrom ist, um zuverlässig ein Durchbrechen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen durch die Abgasreinigungseinrichtung zu vermeiden. Entsprechendes gilt auch für die Abgastemperatur.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wobei die Antriebseinrichtung eine Brennkraftmaschine sowie eine Abgasreinigungseinrichtung für Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei zum Auslagern von Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung ein Sauerstoffauslagerungsbetrieb vorgesehen ist, während welchem die Brennkraftmaschine unterstöchiometrisch betrieben und/oder zusätzlicher Kraftstoff in das Abgas eingebracht wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchzuführen, bis ein mittels einer in der Abgasreinigungseinrichtung angeordneten Lambdasonde erfasster Lambdawert einen bestimmten Lambdagrenzwert erreicht.
  • Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung wurde bereits eingegangen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren 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 eine schematische Darstellung einer Abgasreinigungseinrichtung mit einer Lambdasonde sowie ein Diagramm, in welchem die während eines Sauerstoffauslagerungsbetriebs in eine Brennkraftmaschine eingebrachte Gesamtkraftstoffmenge über einer Gesamtdurchströmungslänge der Abgasreinigungseinrichtung aufgetragen ist.
  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Abgasreinigungseinrichtung 1, die neben einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine Bestandteil einer Antriebseinrichtung 2 ist. Die Antriebseinrichtung 2 ist bevorzugt einem Kraftfahrzeug zugeordnet und dient dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Während eines Betriebs der Antriebseinrichtung 2 wird in der. Brennkraftmaschine Kraftstoff zusammen mit Luft verbrannt. Die dabei entstehenden Abgase werden über die Abgasreinigungseinrichtung 1 abgeführt, insbesondere in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung 2. Die Abgasreinigungseinrichtung 1 wird dabei in Richtung des Pfeils 3 von Abgas durchströmt. Das Abgas tritt durch einen Abgaseintritt 4 in die Abgasreinigungseinrichtung 1 ein und durch einen Abgasaustritt 5 aus dieser aus.
  • In der Abgasreinigungseinrichtung 1 ist eine Lambdasonde 6 angeordnet, mittels welcher der Restsauerstoffgehalt in dem Abgas beziehungsweise der entsprechende Lambdawert gemessen werden kann. Die Lambdasonde 6 ist dabei an einer Position von beispielsweise 2/3 angeordnet, ausgehend von dem Abgaseintritt 4 und bezogen auf eine Gesamtdurchströmungslänge, welche zwischen dem Abgaseintritt 4 und dem Abgasaustritt 5 vorliegt. Die Abgasreinigungseinrichtung 1 weist einen Sauerstoffspeicher auf, welcher sich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über die Gesamtdurchströmungslänge erstreckt, also von dem Abgaseintritt 4 bis hin zu dem Abgasaustritt 5 vorliegt. Der Sauerstoffspeicher dient dazu, in dem Abgas enthaltenen Sauerstoff zwischenzuspeichern.
  • Wird jedoch die Sauerstofffüllmenge der Abgasreinigungseinrichtung 1 zu groß, so leidet ihre Konvertierungsleistung. Entsprechend kann ein Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt werden, während welchem Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung 1 beziehungsweise dem Sauerstoffspeicher ausgetragen wird. Zu diesem Zweck wird die Brennkraftmaschine unterstöchiometrisch betrieben, sodass entsprechendes Abgas die Abgasreinigungseinrichtung 1 durchströmt.
  • Während des Sauerstoffauslagerungsbetriebs wird die in die Brennkraftmaschine eingebrachte Gesamtkraftstoffmenge erfasst. Diese wird von dem in dem Diagramm dargestellten Verlauf 7 über einer auf die Gesamtdurchströmungslänge der Abgasreinigungseinrichtung 1 bezogenen Position x wiedergegeben. Es ist nun vorgesehen, dass der Sauerstoffauslagerungsbetrieb zumindest durchgeführt wird, bis der mittels der in der Abgasreinigungseinrichtung 1 angeordneten Lambdasonde 6 erfasste Lambdawert einen bestimmten Lambdagrenzwert erreicht. Dies ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in demjenigen Zeitpunkt der Fall, in welchem die Gesamtkraftstoffmenge mKr,ges einem Gesamtkraftstoffmengenwert mKr entspricht. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Gesamtkraftstoffmengenwert mKr gleich der bislang erfassten Gesamtkraftstoffmenge mKr,ges gesetzt wird, wenn der Lambdawert den bestimmten Lambdagrenzwert erreicht.
  • Aus dem Gesamtkraftstoffmengengrenzwert mKr wird nun ein Gesamtkraftstoffmengengrenzwert mKr,grenz ermittelt. Dies erfolgt beispielsweise anhand der Beziehung mKr,grenz = (1 + (1 – x) / xSF)mKr wobei x die Position der Lambdasonde 6 bezogen auf die Gesamtdurchströmungslänge, mKr der Gesamtkraftstoffmengenwert und SF ein Sicherheitsfaktor ist. Es ist nun vorgesehen, den Sauerstoffauslagerungsbetrieb zu beenden, wenn die Gesamtkraftstoffmenge mKr,ges den Gesamtkraftstoffmengengrenzwert mKr,grenz überschreitet.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wurde ein Sicherheitsfaktor von eins gewählt. Der Sicherheitsfaktor kann selbstverständlich konstant festgelegt sein. Bevorzugt wird er jedoch in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter variabel gewählt. Als Betriebsparameter kommen eine Abgastemperatur, ein Abgasmassenstrom und/oder ein Alterungswert der Abgasreinigungseinrichtung 1 in Frage. Vorzugsweise fließen mehrere der genannten Betriebsparameter, beispielsweise alle der genannten Betriebsparameter, in den Sicherheitsfaktor ein.
  • Mit der hier beschriebenen Vorgehensweise ist ein äußerst effizientes und zielgenaues Auslagern von Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung 1 möglich. Insbesondere wird das Auslagern bedarfsgerecht durchgeführt, wobei festgelegt werden kann, ob das Durchführen des Sauerstoffauslagerungsbetriebs bis zu demjenigen Zeitpunkt ausreichend ist, an welchem der Lambdawert den bestimmten Lambdagrenzwert erreicht. Ist dies nicht der Fall, so kann mit Hilfe des Sicherheitsfaktors ein weiterer Bereich der Abgasreinigungseinrichtung 1 beziehungsweise des Sauerstoffspeichers von Sauerstoff befreit werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10244128 B4 [0007]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (2), die eine Brennkraftmaschine sowie eine Abgasreinigungseinrichtung (1) für Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei zum Auslagern von Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung (1) ein Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt wird, während welchem die Brennkraftmaschine unterstöchiometrisch betrieben und/oder zusätzlicher Kraftstoff in das Abgas eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchgeführt wird, bis ein mittels einer in der Abgasreinigungseinrichtung (1) angeordneten Lambdasonde (6) erfasster Lambdawert einen bestimmten Lambdagrenzwert erreicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lambdasonde (6) in der Abgasreinigungseinrichtung (1) an einer Position vorliegt, die bezogen auf eine Gesamtdurchströmungslänge der Abgasreinigungseinrichtung (1) mindestens 30%, mindestens 40%, mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 80% oder mindestens 90% beträgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Sauerstoffauslagerungsbetrieb die in die Brennkraftmaschine eingebrachte Gesamtkraftstoffmenge erfasst und der Sauerstoffauslagerungsbetrieb beendet wird, wenn die Gesamtkraftstoffmenge (mKr,ges) einen Gesamtkraftstoffmengengrenzwert (mKr,grenz) überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtkraftstoffmengenwert (mKr) gleich der bislang erfassten Gesamtkraftstoffmenge (mKr,ges) gesetzt wird, wenn der mittels der Lambdasonde (6) erfasste Lambdawert den bestimmten Lambdagrenzwert erreicht.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtkraftstoffmengengrenzwert (mKr,grenz) aus dem Gesamtkraftstoffmengenwert (mKr) sowie der Position (x) der Lambdasonde (6) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtkraftstoffmengengrenzwert (mKr,grenz) anhand der Beziehung mKr,grenz = (1 + (1 – x) / xSF)mKr ermittelt wird, wobei x die Position der Lambdasonde (6) bezogen auf die Gesamtdurchströmungslänge, mKr der Gesamtkraftstoffmengenwert und SF ein Sicherheitsfaktor ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsfaktor (SF) in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter der Abgasreinigungseinrichtung (1) gewählt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter eine Abgastemperatur und/oder ein Abgasmassenstrom und/oder ein Alterungswert der Abgasreinigungseinrichtung (1) verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsfaktor (SF) umso größer gewählt wird, je höher der Alterungswert und/oder je höher der Abgasmassenstrom und/oder je höher die Abgastemperatur ist.
  10. Antriebseinrichtung (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (2) eine Brennkraftmaschine sowie eine Abgasreinigungseinrichtung (1) für Abgas der Brennkraftmaschine aufweist, wobei zum Auslagern von Sauerstoff aus der Abgasreinigungseinrichtung (1) ein Sauerstoffauslagerungsbetrieb vorgesehen ist, während welchem die Brennkraftmaschine unterstöchiometrisch betrieben und/oder zusätzlicher Kraftstoff in das Abgas eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, den Sauerstoffauslagerungsbetrieb durchzuführen, bis ein mittels einer in der Abgasreinigungseinrichtung (1) angeordneten Lambdasonde (6) erfasster Lambdawert einen bestimmten Lambdagrenzwert erreicht.
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