DE10223595A1

DE10223595A1 - Method for operating a motor vehicle with a NOx storage catalytic converter

Info

Publication number: DE10223595A1
Application number: DE2002123595
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Pott; Heidereich Von Biedersee
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-11
Also published as: EP1367245A2; EP1367245A3

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine mit einem in einer Abgasanlage der Brennkraftmaschine angeordneten NOX-Speicherkatalysator, wobei eine Ermittlung des Wertes einer einen Schwefelvergiftungsgrad des Katalysators charakterisierenden Zustandsgröße erfolgt, sind folgende Schritte vorgesehen: DOLLAR A - Bildung eines Statussignals in Abhängigkeit von dem Wert der Zustandsgröße DOLLAR A - Speicherung und/oder Anzeige des Statussignals zur Einleitung einer eine passive Entschwefelung des Katalysators bewirkenden Betriebsweise der Brennkraftmaschine. DOLLAR A Ferner wird die Brennkraftmaschine dabei in Abhängigkeit vom Wert der Zustandsgröße auf eine Betriebsweise mit einem Lambdawert < 1 eingestellt.The following steps are provided in a method for operating a motor vehicle with a lean-burn internal combustion engine with a NOx storage catalytic converter arranged in an exhaust system of the internal combustion engine, the value of a state variable characterizing a degree of sulfur poisoning of the catalytic converter being determined, the following steps being provided: DOLLAR A - formation of a status signal as a function of from the value of the state variable DOLLAR A - storage and / or display of the status signal to initiate an operating mode of the internal combustion engine which causes passive desulfurization of the catalytic converter. DOLLAR A Furthermore, the internal combustion engine is set to an operating mode with a lambda value <1 depending on the value of the state variable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for operating a motor vehicle a lean-burn internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

NOx-Speicherkatalysatoren werden in modernen mit magerlauffähigen Brennkraftmaschinen ausgestatteten Kraftfahrzeugen zur Verminderung des Stickoxydausstoßes eingesetzt. Bekanntlich kann ein derartiger NOx- Speicherkatalysator durch im Kraftstoff oder Motoröl enthaltenen Schwefel seine NOx-Speicher- und -regenerationseffizienz ganz oder teilweise verlieren. Einer derartigen Schwefelvergiftung kann durch eine Entschwefelung des NOx- Speicherkatalysators entgegengewirkt werden. Die Entschwefelung kann auf natürlichem Weg durch Fahrt bei hohen Lasten und Katalysatortemperaturen, beispielsweise einer Autobahnfahrt erfolgen. Ferner kann eine Entschwefelung aktiv durch eine Betriebsweise der Brennkraftmaschine erfolgen, durch die in Verbindung mit einer zumindest temporären Abgasanfettung die NOx- Speicherkatalysatortemperatur gesteigert wird. Die gegenwärtig üblichen Schwefelgehalte im Kraftstoff von 30 bis 150 ppm machen eine Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators zur Gewährleistung der Erfüllung der Abgasgrenzwerte Stufe EU IV etwa alle 500 bis 5000 km erforderlich. Bei einem Verzicht auf eine aktive Entschwefelung besteht bei derartigen Streckenintervallen ein nicht zu vernachlässigendes Risiko, dass die für eine effiziente Abgasreinigung erforderliche Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators nicht oder nicht rechtzeitig erfolgt, da das spontane Fahrverhalten die erforderlichen Bedingungen für eine erfolgreiche Entschwefelung nicht liefert. NOx storage catalytic converters are modern with lean running Internal combustion engines equipped motor vehicles to reduce the Nitrogen oxide emissions used. As is known, such a NOx Storage catalytic converter due to its sulfur contained in fuel or engine oil Lose all or part of NOx storage and regeneration efficiency. one Such sulfur poisoning can be caused by desulfurization of the NOx Storage catalyst can be counteracted. The desulfurization can be on natural way by driving at high loads and catalyst temperatures, for example, a highway trip. Desulfurization can also be active done by an operation of the internal combustion engine through which in connection with an at least temporary exhaust gas enrichment, the NOx Storage catalyst temperature is increased. The currently usual Sulfur contents in the fuel of 30 to 150 ppm make desulfurization of the NOx storage catalytic converter to ensure compliance with exhaust gas limits Level EU IV required every 500 to 5000 km. In the absence of one Active desulfurization does not exist at such line intervals negligible risk that the necessary for efficient emission control Desulphurization of the NOx storage catalytic converter does not take place or does not take place in time, because the spontaneous driving behavior is the necessary conditions for a successful Desulfurization does not deliver.

Die bekannten aktiven Entschwefelungsverfahren für NOx-Speicherkatalysatoren beruhen darauf, erhöhte Abgastemperaturen von über 550 Grad Celsius insbesondere > 620°C und eine Abgaszusammensetzung mit einem Lambdawert < 1 für eine vorgegebene Entschwefelungszeit herzustellen. The well-known active desulfurization processes for NOx storage catalysts rely on increased exhaust gas temperatures of over 550 degrees Celsius in particular> 620 ° C and an exhaust gas composition with a To produce lambda value <1 for a given desulfurization time.

In der DE 197 47 222 C1 wird eine Verbrennungsmotoranlage beschrieben mit einem Verbrennungsmotor mit zugehörigem Motorabgasstrang, einer Abgasreinigungsanlage mit einem im Motorabgasstrang angeordneten NOx- Speicherkatalysator, einer Lambdasonde zur Erfassung des Motorluftverhältnisses und Mitteln zur periodischen Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators bei erhöhter Temperatur und fettem Katalysator-Luftverhältnis. Die Desulfatisierungsmittel umfassen insbesondere Sekundär-Luftzuführungsmittel zur Einspeisung von Sekundärluft in den NOx-Speicherkatalysator. Die zugeführte Sekundärluft wird zur Erhöhung der Temperatur des NOx-Speicherkatalysators während der Desulfatisierung verwendet. DE 197 47 222 C1 describes an internal combustion engine system an internal combustion engine with an associated engine exhaust system, one Exhaust gas cleaning system with a NOx arranged in the engine exhaust line Storage catalytic converter, a lambda sensor for recording the engine air ratio and means for periodically desulfurizing the NOx storage catalyst increased temperature and rich catalyst-air ratio. The Desulfating agents include, in particular, secondary air supply means Feeding secondary air into the NOx storage catalytic converter. The fed Secondary air is used to increase the temperature of the NOx storage catalytic converter used during desulfation.

Aus der EP 0860 595 A1 ist ferner ein Verfahren zur Entschwefelung einer Stickoxidfalle im Abgassystem eines Verbrennungsmotors bekannt, bei dem ein der aktuellen SOx-Aufnahmerate der Stickoxydfalle entsprechender Wert sowie die durch die Stickoxidfalle aufgenommene SOx-Menge bestimmt wird und wenn die aufgenommene SOx-Menge einen Schwellwert erreicht hat, ein Entschwefelungszyklus initiiert wird. Hierbei wird die Stickoxydfalle für eine vorgegebene Zeit auf eine vorgegebene Temperatur gebracht und der Verbrennungsmotor in dieser Zeit mit einem vorgegebenen Luft-/Kraftstoffverhältnis betrieben. EP 0860 595 A1 also describes a process for desulfurization Nitrogen oxide trap known in the exhaust system of an internal combustion engine, in which one of the current SOx uptake rate of the nitrogen oxide trap and the corresponding value amount of SOx absorbed by the nitrogen oxide trap is determined and if the amount of SOx ingested has reached a threshold Desulfurization cycle is initiated. Here, the nitrogen oxide trap for one predetermined time brought to a predetermined temperature and the Internal combustion engine during this time with a predetermined Air / fuel ratio operated.

Die bekannten aktiven Entschwefelungsverfahren sind daher gekennzeichnet durch einen schwefelkonzentrationsabhängigen Mehrverbrauch an Kraftstoff sowie einen erhöhten Entwicklungs- und Applikationsaufwand. Beides schlägt sich in erhöhten Kosten für Produktion, Betrieb und Unterhalt eines mit einem NOx-Katalysator ausgestatteten Kraftfahrzeugs nieder. The known active desulfurization processes are therefore characterized by a sulfur concentration-dependent additional consumption of fuel and increased development and application effort. Both translate into increased Production, operation and maintenance costs for one with a NOx catalytic converter equipped motor vehicle.

Eine Absenkung der Schwefelgehalte im Kraftstoff unter 30 ppm, insbesondere unter 10 ppm, wie in Westeuropa geplant, führt zu immer längeren Entschwefelungsintervallen. So ist bei 10 ppm Schwefelgehalt im Kraftstoff von Entschwefelungsintervallen > 5000 km, insbesondere > 10.000 km auszugehen. Unter diesen Randbedingungen erscheint eine Beibehaltung der bisherigen aufwendigen aktiven Entschwefelungsverfahren nicht sinnvoll. Andererseits kann selbst bei derartig langen Entschwefelungsintervallen nicht davon ausgegangen werden, dass die natürliche Entschwefelung bei einer durchschnittlichen Fahrweise mit genügender Sicherheit eine ausreichende Entschwefelung eines NOx- Speicherkatalysators gewährleistet, insbesondere wenn - z. B. bei einem Besuch eines anderen Landes - eine Kraftstoffqualität mit höherem Schwefelgehalt getankt wird. Lowering the sulfur levels in the fuel below 30 ppm, in particular below 10 ppm, as planned in Western Europe, leads to longer and longer ones Entschwefelungsintervallen. So with 10 ppm sulfur content in the fuel of Desulfurization intervals> 5000 km, especially> 10,000 km. Under these boundary conditions, it appears that the previous ones are retained complex active desulfurization process is not useful. On the other hand, can even with such long desulfurization intervals that the natural desulfurization with an average driving style sufficient desulfurization of a NOx Storage catalyst guaranteed, especially if - z. B. during a visit another country - a fuel quality with a higher sulfur content becomes.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist daher, ein einfaches und sicheres Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine bei weitgehender Verfügbarkeit von schwefelarmem oder schwefelfreiem Kraftstoff zu ermöglichen. The problem underlying the invention is therefore a simple and safe one Method for operating a motor vehicle with a lean-running system Internal combustion engine with extensive availability of low sulfur or to enable sulfur-free fuel.

Erfindungsgemäß wird das Problem durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei wird von der Idee ausgegangen, die Brennkraftmaschine in einer Weise zu betreiben, bei der Maßnahmen zur aktiven Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators entfallen können. Jedoch wird durch die Überwachung des Schwefelvergiftungsgrades des NOx-Speicherkatalysators und Bildung eines entsprechenden Statussignals, welches zur Einleitung einer passiven Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators gespeichert und/oder angezeigt wird, dennoch eine ggf. erforderliche Entschwefelung herbeigeführt. Damit wird sowohl der Entwicklungs- und Applikationsaufwand als auch der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch in Folge der Entschwefelung gegenüber den bisher bekannten Verfahren mit vergleichbarer Sicherheit reduziert. Die Erfindung liegt somit in einem Verfahren zur Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators einer Bremskraftmaschine eine Kraftfahrzeuges, wobei eine Steuereinheit eine Entschwefelungsnotwendigkeit feststellt, diese einer Bedienperson (z. B. Fahrer und/oder Werkstattpersonal) und/oder einem nur temporär mit dem Kraftfahrzeug zu verbindenden Auslesegerät (z. B. Diagnosegerät) anzeigt zur Durchführung (manuell durchgeführt oder von dem Auslesegerät initiiert) der Entschwefelung. According to the invention, the problem is characterized by the features of the independent Claim 1 solved. The starting point is the idea that Operate the internal combustion engine in a manner that takes active measures Desulphurization of the NOx storage catalyst can be omitted. However, by monitoring the degree of sulfur poisoning of the NOx storage catalytic converter and formation of a corresponding status signal which is used to initiate a passive desulfurization of the NOx storage catalytic converter is stored and / or is displayed, nevertheless a desulfurization may be required. This means that both the development and application effort as well as the average fuel consumption as a result of desulfurization compared to previously known methods with comparable security reduced. The invention therefore lies in a process for the desulfurization of a NOx storage catalytic converter a brake engine of a motor vehicle, a control unit Desulphurization need determines an operator (e.g. driver and / or workshop personnel) and / or only temporarily with the motor vehicle connecting reading device (e.g. diagnostic device) indicates for execution (carried out manually or initiated by the reading device) of the desulfurization.

Unter einer passiven Entschwefelung wird hier die Herbeiführung eines Schwefelaustrags ohne Motorwirkungsgradänderung gegenüber der zur Überwindung der Fahrwiderstände verstanden. Ebenso wird unter passiver Entschwefelung die Herbeiführung eines Schwefelaustrags verstanden, wenn die Motorwirkungsgradänderung über mindestens 30%, vorzugsweise jedoch mehr als 45% oder 60% oder 75%, insbesondere aber 90% der Zeitschiene im neuen europäischen Fahrzyklus (NEFZ) nicht zu einer genügend hohen Entschwefelungstemperatur führt. Nicht genügend ist dabei eine Katalysatortemperatur für die derzeitigen NOx-Speicherkatalysatoren mit Erdalkalispeicher von weniger als 550 Grad Celsius, vorzugsweise 580 Grad Celsius, besonders bevorzugt 600 Grad Celsius, insbesondere 630 Grad Celsius. Die Motorwirkungsgradänderung ist hierbei jeweils auf die ohnehin zur Überwindung der Fahrwiderstände erforderlichen Motorbetriebsweise bezogen. Passive desulphurization is used to create one Sulfur discharge without a change in engine efficiency compared to Overcoming driving resistance understood. Likewise, under passive Desulfurization understood the effect of a sulfur discharge when the Motor efficiency change over at least 30%, but preferably more than 45% or 60% or 75%, but especially 90% of the timeline in the new one European driving cycle (NEDC) does not reach a sufficiently high level Desulfurization temperature leads. A catalyst temperature for the is not sufficient current NOx storage catalysts with alkaline earth storage of less than 550 degrees Celsius, preferably 580 degrees Celsius, particularly preferably 600 degrees Celsius, especially 630 degrees Celsius. The engine efficiency change is in this case in each case to those which are required anyway to overcome the driving resistance Engine operating mode related.

Ohne vom Prinzip der passiven Entschwefelung abzurücken, kann beim Vorliegen einer Entschwefelungsnotwendigkeit die Gemischbildung angefettet werden, insbesondere auf Lambda ≤ 1, insbesondere ≤ 0,98, auch wenn der Fahrzustand dies noch nicht erfordert. Vorteilhaft erfolgt die Anfettung erst dann, wenn die notwendige Entschwefelungstemperatur zumindest annähernd erreicht ist. Without moving away from the principle of passive desulfurization, can be present if a desulfurization is necessary, the mixture formation is greased, in particular on lambda ≤ 1, in particular ≤ 0.98, even if the driving state is so not yet required. The enrichment is advantageously carried out only when the necessary one Desulfurization temperature is at least approximately reached.

Dem gegenüber ist die aktive Entschwefelung durch eine Änderung des Motorwirkungsgrades, insbesondere zur Anhebung einer Abgas- und/oder Katalysatortemperatur gekennzeichnet. On the other hand, there is active desulfurization by changing the Engine efficiency, in particular for raising an exhaust gas and / or Labeled catalyst temperature.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Wert einer einen Schwefelvergiftungsgrad des NOx-Speicherkatalysators charakterisierenden Zustandsgröße ermittelt. In Abhängigkeit von dem Wert der Zustandsgröße erfolgt eine Einstellung der Brennkraftmaschine auf eine Betriebsweise mit einem fetten Katalysator-Luft-Verhältnis. Dabei wird der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine bei einem beliebigen Betriebspunkt zwischen 50 km/h und 100 km/h gegenüber dem gleichen Betriebspunkt ohne gebildetes Statussignal um höchstens 3%, vorzugsweise 2%, besonders bevorzugt 1% oder 0%, verschlechtert, insbesondere bei einem Betriebspunkt, der einer Konstantfahrt in der Ebene bei 20 Grad Außentemperatur entspricht. According to a preferred embodiment of the method, the value is a characterizing a degree of sulfur poisoning of the NOx storage catalytic converter State variable determined. Depending on the value of the state variable an adjustment of the internal combustion engine to an operating mode with a rich one Catalyst-air ratio. The efficiency of the internal combustion engine at any operating point between 50 km / h and 100 km / h the same operating point without a generated status signal by a maximum of 3%, preferably 2%, particularly preferably 1% or 0%, deteriorated, especially at an operating point that is a constant travel in the plane at 20 degrees Corresponds to outside temperature.

Die vorgeschlagenen Verfahren ermöglichen eine sichere und wirksame Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators bei nur minimaler Beeinflussung der Betriebsweise der Brennkraftmaschine. Insbesondere sind keine besonderen Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur des NOx-Katalysators notwendig. Dies hat zur Folge, dass eine entsprechende Verschlechterung des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine vermieden werden kann. The proposed methods enable safe and effective Desulphurization of a NOx storage catalytic converter with only minimal influence the operating mode of the internal combustion engine. In particular, there are no special ones Measures to increase the temperature of the NOx catalyst are necessary. This has the consequence that a corresponding deterioration in the efficiency of the Internal combustion engine can be avoided.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Zustandsgröße die NOx-Speicheraktivität des Katalysators oder die in den Katalysator während einer Magerphase einspeicherbaren NOx-Menge gewählt. Ferner wird bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als Zustandsgröße die in den Katalysator während eines vorgegebenen Zeitintervalls eingespeicherte Schwefelmenge gewählt. Bei einer solchen Wahl der Zustandsgröße lässt sich die Schwefelvergiftung mit geringem Aufwand in ausreichender Genauigkeit feststellen. In a preferred embodiment of the invention, the NOx storage activity of the catalyst or that in the catalyst during a Lean phase storable NOx amount selected. Furthermore, another Embodiment of the invention as a state variable in the catalyst during stored amount of sulfur selected a predetermined time interval. at Such a choice of the state variable can be associated with sulfur poisoning determine little effort with sufficient accuracy.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Zeitpunkt und Dauer einer Freigabe einer Magerbetriebsphase der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der in den Katalysator während einer Magerphase einspeicherbaren NOx- Menge festgelegt und als Zustandsgröße die Freigabedauer der Magerbetriebsphase gewählt. Insbesondere wird, sobald die Freigabedauer der Magerbetriebsphase geringer als ein vorgegebener Schwellwert ist, eine Schwefelvergiftung des NOx-Speicherkatalysators vermutet und ein entsprechendes Statussignal gebildet. Hiermit kann eine bedeutende Vereinfachung und Kostenreduzierung bei der Entschwefelung erreicht werden, da auf die üblichen Verfahren und Einrichtungen zur Steuerung bzw. Regelung des Magerbetriebs der Brennkraftmaschine zurückgegriffen werden kann und keine aufwändigen gesonderten Diagnosemaßnahmen für eine Schwefelvergiftung erforderlich sind. In a further embodiment of the invention, the time and duration a release of a lean operating phase of the internal combustion engine depending of the NOx that can be stored in the catalytic converter during a lean phase Quantity set and the release period of the as a state variable Lean operating phase selected. In particular, once the approval period of the Lean operating phase is less than a predetermined threshold, one Sulfur poisoning of the NOx storage catalytic converter is suspected and a corresponding one Status signal formed. This can be a significant simplification and Cost reduction in desulfurization can be achieved because of the usual Methods and devices for controlling or regulating the lean operation of the Internal combustion engine can be used and no complex separate diagnostic measures for sulfur poisoning are required.

Bevorzugt wird die Magerbetriebsphase in Abhängigkeit von der Temperatur des Katalysators freigegeben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Magerbetriebsphase gesperrt wird, wenn die Katalysatortemperatur kleiner als eine vorbestimmte minimale Katalysatortemperatur und größer als eine vorgegebene maximale Katalysatortemperatur ist. Mit diesen Maßnahmen wird die Veränderung der Temperaturgrenzen des Katalysators, innerhalb derer eine ausreichend hohe NOx-Konvertierungsrate erreicht werden kann, bei zunehmender Schwefelvergiftung berücksichtigt. The lean operating phase is preferred as a function of the temperature of the Catalyst released. In particular, it is advantageous if the Lean operating phase is locked when the catalyst temperature is less than one predetermined minimum catalyst temperature and greater than a predetermined maximum catalyst temperature is. With these measures, the change the temperature limits of the catalyst, within which a sufficiently high NOx conversion rate can be achieved with increasing Considered sulfur poisoning.

Da während bestimmter Betriebszustände der Brennkraftmaschine, insbesondere bei Leerlaufphasen oder Stop-and-Go-Phasen Emmissionsprofile entstehen können, die nicht charakteristisch für eine Schwefelschädigung des Katalysators sind, werden derartige Betriebszustände für die Ermittlung der Zustandsgröße ausgeschlossen. Because during certain operating states of the internal combustion engine, in particular emission profiles arise during idle phases or stop-and-go phases may not be characteristic of sulfur damage to the catalyst are such operating states for the determination of the state variable locked out.

Wenn das Statussignal, wie bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, Angaben über Zeitpunkt, Länge und/oder Intensität der passiven Entschwefelung beinhaltet, kann damit auf eine einfache Weise die Entschwefelung bedarfsgerecht erfolgen. If the status signal, as in another embodiment of the invention It is provided information about the time, length and / or intensity of the passive Desulphurization involves doing desulphurization in a simple way done according to needs.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung zu entnehmen und werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Other aspects and advantages of the invention are also independent of it Summary in the claims of the following exemplary Take description and are explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigen in schematischer Darstellung: In a schematic representation:

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer zugeordneten Abgasanlage Fig. 1 shows an internal combustion engine with an associated exhaust system

Fig. 2 ein Blockschaltbild für ein Entschwefelungsverfahren ohne aktive Entschwefelung Fig. 2 is a block diagram for a desulfurization process without active desulfurization

Fig. 3 ein Blockschaltbild für ein Entschwefelungsverfahren mit einer auf Anfettung reduzierten aktiven Entschwefelung. Fig. 3 is a block diagram for a desulfurization process with reduced on enrichment active desulfurization.

Bei Verwendung von schwefelhaltigem Kraftstoff werden bei einem Lambdawert > 1 neben Stickoxyden auch Schwefelkomponenten in den NOx-Speicherkatalysator eingespeichert. Zur Entschwefelung muss eine Mindesttemperatur und ein Lambdawert <= 1 vorliegen, wobei die Mindesttemperatur wegen der höheren chemischen Stabilität der eingespeicherten Schwefelverbindungen zwischen 550 und 650 Grad Celsius betragen muss. Die Angaben beziehen sich auf Katalysatoren mit Barium als Hauptspeicherkomponente. Bei anderer Basis-Chemie der Katalysatoren können die Werte abweichen. Die Einlagerung der Schwefelverbindungen, hauptsächlich Sulfate, führt zu einer schleichenden Desaktivierung des NOx-Speicherkatalysators. Verlauf und Intensität dieser Deaktivierung sind abhängig vom Kraftstoff-Schwefelgehalt und von der Betriebsweise der Brennkraftmaschine. Bei niedrigen bis mittleren Lasten wird eine magerlauffähige Brennkraftmaschine vorzugsweise mit einem Lambdawert > 1 und ggf. mit einem hohen Schichtbetriebsanteil betrieben. Dies führt zu einer rascheren Schwefeleinlagerung als bei Betrieb mit einem stöchiometrischen oder fetten Lambdawert. When using sulfur-containing fuel, a lambda value> 1 in addition to nitrogen oxides, sulfur components in the NOx storage catalytic converter stored. For desulfurization, a minimum temperature and a Lambda value <= 1, the minimum temperature due to the higher chemical stability of the stored sulfur compounds between 550 and must be 650 degrees Celsius. The information relates to catalysts with barium as the main storage component. With other basic chemistry the Catalysts can deviate the values. The storage of the Sulfur compounds, mainly sulfates, lead to a creeping Deactivation of the NOx storage catalytic converter. Course and intensity of this Deactivation depends on the fuel sulfur content and on the Operating mode of the internal combustion engine. At low to medium loads a lean-burn internal combustion engine preferably with a lambda value> 1 and possibly operated with a high proportion of shift operation. This leads to a faster one Sulfur storage than when operating with a stoichiometric or rich Lambda value.

Die magerlauffähige Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise in an sich bekannter Weise derart ausgelegt, dass sie zumindest bei Lambda >= 1 in einem Schichtlademodus betrieben werden kann. Zusammen mit hohen Abgasrückführraten lassen sich damit hohe Wirkungsgrade bei guter Laufstabilität und relativ niedrigen Schadstoffemissionen erreichen. Entscheidend hierfür ist jedoch aufgrund der im Schichtlademodus anfallenden hohen NOx-Rohemissionen eine optimierte Steuerung bzw. Regelung des NOx-Speicher- und Regenerationsvorgangs im NOx-Speicherkatalysator 7. Insbesondere muss bei einer verminderten NOx-Konversionseffizienz des NOx-Speicherkatalysators 7 eine bedarfsgerechte NOx-Regeneration eingeleitet und ohne Durchbrüche an Reduktionsmitteln wieder beendet werden können. In an sich bekannter Weise erfolgt daher in der Motorsteuerung 3 eine Erfassung der NOx-Konversionseffizienz des Katalysators 7 sowie eine Steuerung bzw. Regelung des Speicherzyklus des NOx-Speicherkatalysators 7. Hierzu kann mittels des NOx-Sensors 10, der stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 7 angeordnet ist, die NOx- Konzentration des Abgases bestimmt werden und die, insbesondere während des Magerbetriebs eingespeicherte NOx-Menge bestimmt werden. Der Magerbetrieb kann dann bei Erreichen einer vorgegebenen im NOx-Speicherkatalysator 7gespeicherten NOx-Menge beendet werden. Bekannt ist in diesem Zusammenhang auch die zeitliche Dauer eines Magerintervalls sowie eines Regenerationsintervalls, insbesondere in Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur festzulegen. Insbesondere kann in Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur die Freigabe des Schichtbetriebes an die NOx-Konversionseffizienz des Katalysators angepasst werden. The lean-burn internal combustion engine 1 is preferably designed in a manner known per se in such a way that it can be operated in a stratified charge mode at least when Lambda> = 1. Together with high exhaust gas recirculation rates, high efficiencies can be achieved with good running stability and relatively low pollutant emissions. The decisive factor here, however, is the optimized control or regulation of the NOx storage and regeneration process in the NOx storage catalytic converter 7 due to the high raw NOx emissions occurring in stratified charge mode. In particular, if the NOx conversion efficiency of the NOx storage catalytic converter 7 is reduced, it must be possible to initiate NOx regeneration as required and to terminate it again without breakthroughs in reducing agents. In a manner known per se, therefore, the engine control 3 detects the NOx conversion efficiency of the catalytic converter 7 and controls or regulates the storage cycle of the NOx storage catalytic converter 7 . For this purpose, the NOx concentration of the exhaust gas can be determined by means of the NOx sensor 10 , which is arranged downstream of the NOx storage catalytic converter 7 , and the amount of NOx stored, particularly during lean operation, can be determined. The lean operation can then be ended when a predetermined amount of NOx stored in the NOx storage catalytic converter 7 is reached. In this context, it is also known to determine the duration of a lean interval and a regeneration interval, in particular as a function of the catalyst temperature. In particular, depending on the catalyst temperature, the release of the shift operation can be adapted to the NOx conversion efficiency of the catalyst.

Das in Fig. 2 anhand einer schematischen Blockdarstellung veranschaulichte Verfahren zum Betrieb einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine ermöglicht eine Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators unter Verzicht auf aktive Maßnahmen zur Erhöhung der Katalysatortemperatur. Nach diesem Verfahren wird zunächst in Schritt 20 der Wert einer einen Schwefelvergiftungsgrad des NOx- Katalysators 7 charakterisierenden Zustandsgröße ermittelt. Hierzu wird beispielsweise die NOx-Speicheraktivität des NOx-Speicherkatalysators 7 ermittelt. Dies kann beispielsweise mit Hilfe des stromabwärts des NOx-Katalysators 7 angeordneten NOx-Sensors 10 oder einer stromabwärts des NOx- Speicherkatalysators angeordneten Lambdasonde 10 erfolgen. Die NOx- Speicheraktivität wird dabei aus einer Modellrechnung oder mittels eines stromaufwärts angeordneten Sensors, beispielsweise 8, 8' oder 9 bestimmt. Bei nicht ausreichender NOx-Speicheraktivität wird ggf. in Schritt 22 ein Magerbetriebs- bzw. Schichtbetriebsfenster eingeengt oder direkt zur Bildung einer Zustandsgröße zu Schritt 26 gegangen. Die Zustandsgröße charakterisiert, wie noch genauer ausgeführt wird, den Schwefelvergiftungsgrad des Katalysators. Wie oben bereits dargestellt, wird bei der Einengung des Magerbetriebs in Abhängigkeit von der NOx- Speicheraktivität die Dauer oder Intensität des Magerbetriebs eingeschränkt. Insbesondere wird bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes der in den NOx- Speicherkatalysator eingespeicherten NOx-Menge der Magerbetrieb beendet. Generell werden Zeitpunkt und Dauer der Freigabe einer Magerbetriebsphase, insbesondere eines Schichtladebetriebs der Brennkraftmaschine 1 in Abhängigkeit von der NOx-Speicheraktivität festgelegt. Die Zustandsgröße in Schritt 26 wird dann in Abhängigkeit von der Freigabedauer der Magerbetriebsphase gewählt. Wie an sich bekannt, wird die Magerbetriebsphase in Abhängigkeit von der Temperatur des Katalysators freigegeben. Beispielsweise wird die Magerbetriebsphase gesperrt, wenn die Katalysatortemperatur kleiner als eine vorbestimmte minimale Katalysatortemperatur und/oder größer als eine vorgegebene maximale Katalysatortemperatur ist. Vorzugsweise werden dabei die im Motorsteuergerät 3 verwendeten Steuer- bzw. Regelsignale zur Einengung des Magerbetriebs in Schritt 22 verwendet. Insofern sind dann keine besonderen Maßnahmen zur Bildung der in Schritt 26 gebildeten Zustandsgröße erforderlich. The method for operating a lean-burn internal combustion engine illustrated in FIG. 2 with the aid of a schematic block diagram enables desulfurization of a NOx storage catalytic converter without the need for active measures to increase the catalytic converter temperature. According to this method, the value of a state variable characterizing a degree of sulfur poisoning of the NOx catalyst 7 is first determined in step 20 . For this purpose, for example, the NOx storage activity of the NOx storage catalytic converter 7 is determined. This can take place, for example, with the aid of the NOx sensor 10 arranged downstream of the NOx catalytic converter 7 or a lambda probe 10 arranged downstream of the NOx storage catalytic converter. The NOx storage activity is determined from a model calculation or by means of an upstream sensor, for example 8, 8 'or 9. If there is insufficient NOx storage activity, a lean operation or shift operation window is narrowed in step 22, or step 26 is taken directly to form a state variable. The state variable characterizes, as will be explained in more detail, the degree of sulfur poisoning of the catalyst. As already shown above, the duration or intensity of the lean operation is restricted when the lean operation is restricted depending on the NOx storage activity. In particular, the lean operation is ended when a predetermined limit value is reached for the amount of NOx stored in the NOx storage catalytic converter. In general, the time and duration of the release of a lean operating phase, in particular a stratified charge operation of the internal combustion engine 1, are determined as a function of the NOx storage activity. The state variable in step 26 is then selected as a function of the release period of the lean operating phase. As is known per se, the lean operating phase is released depending on the temperature of the catalyst. For example, the lean operating phase is blocked if the catalyst temperature is less than a predetermined minimum catalyst temperature and / or greater than a predetermined maximum catalyst temperature. In this case, the control signals used in engine control unit 3 are preferably used to restrict lean operation in step 22 . In this respect, no special measures are then necessary to form the state variable formed in step 26 .

In die Bildung der Zustandsgröße in Schritt 26 geht vorzugsweise die während eines vorgegebenen Zeitintervalls in den Katalysator 7 eingespeicherte Schwefelmenge ein. Hierzu werden in Schritt 23 die Katalysatortemperatur und das Katalysator- Luftverhältnis Lambda ermittelt. Hierzu werden die Signale des Temperatursensors 13 sowie der stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordneten Lambdasonde 10 ausgewertet und in Schritt 24 die in den NOx-Speicherkatalysator 7 eingespeicherte Schwefelmenge berechnet. Hierbei wird vorzugsweise auch eine ggf. erfolgte Schwefelentladung berücksichtigt. In Schritt 25 wird die berechnete gespeicherte Schwefelmenge mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Wird dieser Grenzwert überschritten, erfolgt ein Übergang zum Schritt 26. The formation of the state variable in step 26 preferably includes the amount of sulfur stored in the catalyst 7 during a predetermined time interval. For this purpose, the catalyst temperature and the catalyst-air ratio lambda are determined in step 23 . For this purpose, the signals of the temperature sensor 13 and of the lambda probe 10 arranged downstream of the NOx storage catalytic converter are evaluated and the amount of sulfur stored in the NOx storage catalytic converter 7 is calculated in step 24 . In this case, sulfur discharge, if any, is preferably also taken into account. In step 25 , the calculated stored amount of sulfur is compared to a predetermined limit. If this limit value is exceeded, a transition to step 26 takes place.

In Schritt 26 wird bei nicht ausreichender NOx-Aktivität bzw. einer Freigabedauer der Magerbetriebsphase, die eine vorgegebene Grenze unterschreitet und bei einer Schwefelmenge, die den vorgegebenen Grenzwert überschreitet eine Entscheidung zur Bildung eines Statussignals zur Einleitung einer eine passive Entschwefelung des Katalysators bewirkende Betriebsweise der Brennkraftmaschine getroffen. In step 26 , in the event of insufficient NOx activity or a release period of the lean operating phase which falls below a predetermined limit and in the case of an amount of sulfur which exceeds the predetermined limit value, a decision is made to form a status signal to initiate an operating mode of the internal combustion engine which causes passive desulfurization of the catalyst met.

Das Statussignal kann beispielsweise im Motorsteuergerät 3 abgespeichert werden. Ferner kann das Statussignal dem Fahrer angezeigt werden und mit einer Aufforderung eine Entschwefelung einzuleiten verbunden werden. Ein gespeichertes Statussignal kann über eine spezielle Diagnosevorrichtung in einer Werkstatt aufgelesen werden, um eine natürliche Entschwefelung beispielsweise im Rahmen einer Fahrzeuginspektion durch das Werkstattpersonal im Realverkehr oder auf einer speziell dafür vorgesehenen Laufrollenvorrichtung durchzuführen. The status signal can, for example, be stored in the engine control unit 3 . Furthermore, the status signal can be displayed to the driver and a request to initiate desulfurization can be connected. A stored status signal can be picked up by a special diagnostic device in a workshop in order to carry out a natural desulfurization, for example in the course of a vehicle inspection by the workshop staff in real traffic or on a specially provided roller device.

Bei der Anzeige des Statussignals können Schaltempfehlungen gegeben werden, die eine hochtourige Fahrweise bei niedrigen Motorgrundlasten hervorrufen. Vorzugsweise kann der Fahrer des Kraftfahrzeuges oder das Werkstattpersonal über einen möglichen Sonderbetriebszustand informiert werden, der zur Verkürzung der Dauer der Entschwefelung eingesetzt wird und der eine extreme Wirkungsgradverschlechterung sowie entsprechende Fahrverhaltensmängel des Fahrzeuges in Kauf nimmt. When displaying the status signal, switching recommendations can be given that cause a high-speed driving style with low engine base loads. Preferably, the driver of the motor vehicle or the workshop staff be informed about a possible special operating condition, which leads to shortening the duration of the desulfurization is used and the one extreme Efficiency deterioration and corresponding driving deficiencies of the Accepts the vehicle.

In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Verlaufs eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Zunächst wird in Schritt 30 die NOx- Speicheraktivität des Speicherkatalysators bestimmt. In Schritt 31 erfolgt eine Prüfung, ob die NOx-Speicheraktivität unzureichend ist oder nicht. Bei unzureichender NOx-Speicheraktivität wird zu Schritt 33, gegebenenfalls vorher zu Schritt 31a gegangen. Schritt 31a entspricht dem Schritt 22 aus Fig. 2, d. h. es wird Zeitpunkt, Intensität und Dauer einer Magerbetriebsphase bestimmt. Ferner wird in den Schritt 33 geprüft, ob die NOx-Speicherkatalysatortemperatur eine Entschwefelung zulässt. Bevorzugt wird hierbei geprüft, ob diese Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich liegt, d. h. größer als eine vorbestimmte minimale Katalysatortemperatur und/oder größer als eine vorgegebene maximale Katalysatortemperatur ist. Weist der Katalysator eine zulässige Temperatur auf, wird weiter zu Schritt 35 gegangen. In Schritt 35 wird bei unzureichender NOx- Speicheraktivität und einer zulässigen Katalysatortemperatur die Durchführung einer aktiven Entschwefelung durch Einstellung der Brennkraftmaschine auf eine Betriebsweise mit einem Lambdawert < 1,0 eingeleitet. In Fig. 3 is a schematic representation of the course is shown of another method according to the invention. First, the NOx storage activity of the storage catalytic converter is determined in step 30 . In step 31 , a check is made as to whether the NOx storage activity is insufficient or not. In case of insufficient NOx storage type A is made to a step 33, possibly previously to step 31st Step 31a corresponds to step 22 from FIG. 2, ie the time, intensity and duration of a lean operating phase are determined. It is also checked in step 33 whether the NOx storage catalyst temperature permits desulfurization. It is preferably checked here whether this temperature is in a predetermined temperature range, ie is greater than a predetermined minimum catalyst temperature and / or greater than a predetermined maximum catalyst temperature. If the catalyst has a permissible temperature, the process continues to step 35 . In step 35 , in the event of insufficient NOx storage activity and a permissible catalyst temperature, an active desulfurization is initiated by setting the internal combustion engine to an operating mode with a lambda value <1.0.

Bei nicht unzureichender NOx-Speicheraktivität wird von Schritt 31 zu Schritt 34 gegangen. In Schritt 34 erfolgt bei zulässiger Katalysatortemperatur und einer nicht unzureichenden NOx-Speicheraktivität eine Entscheidung darüber, die sich allein durch das Fahrprofil einstellende natürliche Entschwefelung in Schritt 36 auszunutzen. Ausgehend von Schritt 35 oder Schritt 36 wird in Schritt 37 die Schwefelentladung des NOx-Speicherkatalysators bestimmt. Vorzugsweise werden hierzu der Lambdawert des Abgases und die Temperatur des Katalysators herangezogen. Diese Daten werden einerseits in Schritt 32 und dem inhaltsgleichen Schritt 33 zur Bestimmung der für die Entschwefelung geeigneten Katalysatortemperatur herangezogen und andererseits in Schritt 38 dazu verwendet, zu prüfen ob die Entschwefelung des Katalysators einem vorbestimmten Kriterium genügt. Ist dies nicht der Fall, wird bei unzureichender NOx-Aktivität aus Schritt 31 von Schritt 38 zurück zu Schritt 35 gegangen. Bei ausreichender Entschwefelung erfolgt dann in Schritt 39 die Beendigung der Einstellung des Lambdawerts auf < 1. If the NOx storage activity is not inadequate, the process moves from step 31 to step 34 . In step 34 , with a permissible catalyst temperature and a not inadequate NOx storage activity, a decision is made to use the natural desulfurization that occurs in step 36 solely through the driving profile. Starting from step 35 or step 36 , the sulfur discharge of the NOx storage catalytic converter is determined in step 37 . For this purpose, the lambda value of the exhaust gas and the temperature of the catalytic converter are preferably used. These data are used on the one hand in step 32 and step 33 with the same content to determine the catalyst temperature suitable for the desulfurization, and on the other hand used in step 38 to check whether the desulfurization of the catalyst meets a predetermined criterion. If this is not the case, if there is insufficient NOx activity, step 31 goes from step 38 back to step 35 . If the desulfurization is sufficient, the setting of the lambda value to <1 is then completed in step 39 .

Die in Schritt 35 durchgeführte aktive Entschwefelung kann bei automatisierten Getrieben ergänzt werden durch eine Verschiebung der Schaltkennungen gegenüber dem Normalbetrieb um eine Fahrweise mit hohen Drehzahlen mit niedrigen Motorgrundlasten hervorzurufen. Entsprechend kann bei einem Fahrzeug mit einem stufenlosen Getriebe ein Betrieb mit vom Normalbetrieb abweichenden Übersetzungskennfeldern erfolgen, um auch hier eine hochtourige Fahrweise mit niedrigen Lasten hervorzurufen. The active desulfurization carried out in step 35 can be supplemented in automated transmissions by shifting the shifting codes compared to normal operation in order to induce a driving style at high speeds with low engine base loads. Accordingly, in a vehicle with a continuously variable transmission, operation can take place with gear ratio maps that deviate from normal operation, in order to induce a high-speed driving style here with low loads.

Die vorstehend beschriebene Erfindung ermöglicht bei Kraftstoffen mit niedrigen Schwefelgehalten eine ausreichend sichere und einfache Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators, ohne dass durch eine zu häufige Anwendung eine unkomfortable Bedienung des Fahrzeugs resultiert, die für den Kunden nicht akzeptabel wäre. Da aufgrund eines geringeren Entwicklungs- und Applikationsaufwandes Entwicklungskosten eingespart werden können, ist auch eine Kaufpreisminderung vor Kunde zu erreichen. The invention described above enables low fuel A sufficiently safe and easy desulfurization of a sulfur content NOx storage catalytic converter, without using one too often uncomfortable operation of the vehicle results, which is not for the customer would be acceptable. Because of a lower development and Application effort, development costs can also be saved to achieve a purchase price reduction before the customer.

Claims

1. A method for operating a motor vehicle with an internal combustion engine capable of running lean with at least one NOx storage catalytic converter arranged in an exhaust system of the internal combustion engine, the value of a state variable characterizing a degree of sulfur poisoning of the catalytic converter being determined, characterized by the following steps:

- Formation of a status signal depending on the value of the state variable

- Storage and / or display of the status signal to initiate an operating mode of the internal combustion engine which causes passive desulfurization of the catalytic converter.

and / or that

- The internal combustion engine is set to an operating mode with a lambda value <1 depending on the value of the state variable, the efficiency of the internal combustion engine at any operating point between 50 km / h and 100 km / h compared to the same operating point without a status signal being formed, by a maximum of 3% , preferably 2%, particularly preferably 1% or 0%, especially at an operating point which corresponds to a constant travel in the plane at an outside temperature of 20 degrees Celsius.

2. The method according to claim 1, characterized in that the State variable depending on a NOx storage activity of the Catalyst is selected.

3. The method according to claim 2, characterized in that the NOx Storage activity by means of a downstream of the catalyst Lambda probe and / or a NOx sensor is determined.

4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized characterized that the state variable depending on the in the Catalytic converter during a lean operating phase after a Regeneration phase stored NOx amount is selected.

5. The method according to claim 4, characterized in that the State variable depending on the during a given Time interval during a lean operating phase after a Regeneration phase is selected in the amount of sulfur stored in the catalyst.

6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that a Sulfur discharge of the catalyst is taken into account.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the state variable depending on a Catalyst temperature is selected.

8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized that the duration of a release of a lean operating phase, in particular a stratified charge operation of the internal combustion engine, in Dependence on the NOx storage activity, in particular that in the Catalyst stored NOx amount is set, and that the State variable depending on the release period of the Lean operating phase is selected.

9. The method according to claim 8, characterized in that the Lean operating phase, in particular additionally depending on the Temperature of the catalyst is released.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the Lean operating phase is locked when the catalyst temperature is lower than a predetermined minimum catalyst temperature or greater than one predetermined maximum catalyst temperature.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that specified for the determination of the state variable Operating states of the internal combustion engine, in particular idling phases or stop-and-go phases.

12. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized that the status signal information about time, length and / or intensity of a passive desulfurization of the catalyst effecting operation of the internal combustion engine.

13. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized that the state variable depending on a determined sulfur input is formed.

14. The method according to claim 13, characterized in that the Sulfur entry by means of at least one downstream or upstream of the catalyst arranged sulfur sensor, preferably one Infrared sensor is determined.

15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the Sulfur input is estimated.

16. The method according to claim 15, characterized in that the Estimate is based on the fuel consumption of the internal combustion engine.

17. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized that after a passive desulfurization a Resetting the value of the state variable to the current one Sulfur poisoning level of the catalyst corresponding value takes place.