DE10243859C1

DE10243859C1 - Operating method for IC engine provided with exhaust catalyzer has lambda regulation mean value adjusted in dependence on exhaust gas carbon dioxide concentration

Info

Publication number: DE10243859C1
Application number: DE2002143859
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Rabl; Gerd Roesel; Hong Zhang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-09-21

Abstract

The operating method has the lambda value (LAMV) of the air/fuel ratio supplied to the engine cyclically switched between two values lying above and below a mean value (9), with measurement of the exhaust gas carbon dioxide component upstream of the exhaust gas catalyzer, for adjusting the mean value for the lambda regulation (8) in the direction of an over-stoichiometric air/fuel ratio over a timed interval (t1-t2), when a threshold value for the carbon dioxide concentration is reached.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer mit einem Katalysator im Abgastrakt ausgerüsteten Brennkraftmaschine, bei dem ein Lambda-Wert eines Luft/Kraft stoff-Gemisches, mit dem die Brennkraftmaschine versorgt wird, in einer Zwangsanregung zyklisch abwechselnd unter und über einen Mittelwert gestellt wird, stromauf des Katalysa tors die Konzentration einer Abgaskomponente gemessen wird und bei einem vorbestimmten Verlauf der Konzentration die Zwangsanregung verändert wird.The invention relates to a method for operating one equipped with a catalytic converter in the exhaust tract Internal combustion engine in which a lambda value of an air / force mixture of substances with which the internal combustion engine supplies is, alternately under and in a forced stimulation is placed over an average, upstream of the catalytic converter tors the concentration of an exhaust gas component is measured and with a predetermined course of the concentration Forced stimulation is changed.

Die grundsätzliche Möglichkeit eine Zwangsanregung des Lambda-Wertes vorzunehmen, geht aus der DE 198 44 994 C2 hervor, wobei dort diese Maßnahme der Zwangsanregung des Lambda-Wertes im wesentlichen zur Katalysatordiagnose dient. Die zur Nachveröffentlichung anstehende, ältere Anmeldung 102 43 342.9 zeigt die Möglichkeit der Zwangsanregung des Lambda-Wertes für eine Vorsteuerung eines geschlossenen Lambdaregelkreises unter Berücksichtigung von Fuzzy-Algorithmen.The basic possibility of forcible excitation of the lambda value emerges from DE 198 44 994 C2, where this measure of forced excitation of the lambda value is essentially used for catalyst diagnosis. The for Pending older publication 102 43 342.9 shows the possibility of Forced excitation of the lambda value for precontrol of a closed one Lambda control loop considering fuzzy algorithms.

Ein emissionsoptimaler Betrieb einer mit einem Katalysator ausgerüsteten Brennkraftmaschine ist in der Regel dadurch ge währleistet, dass ein optimaler Lambda-Bereich des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses im Rahmen einer Lambda-Regelung ein gehalten wird. Für eine solche Lambda-Regelung wird der Sau erstoffgehalt im Abgas mittels sogenannter Lambda-Sonden ge messen und das Luft/Kraftstoff-Gemisch auf einen Mittelwert nahe Lambda = 1 geregelt, da Drei-Wege-Katalysatoren nur in ei nem engen Bereich um Lambda = 1 wunschgemäß arbeiten. Dieser Bereich wird auch als Katalysator-Fenster bezeichnet.An emission-optimized operation of one with a catalytic converter equipped internal combustion engine is usually ge ensures that an optimal lambda range of air / Fuel ratio as part of a lambda control is held. For such a lambda control the sow material content in the exhaust gas using so-called lambda probes measure and the air / fuel mixture to an average regulated near lambda = 1, as three-way catalytic converters only in egg Work in a narrow range around Lambda = 1 as required. This The area is also referred to as the catalyst window.

Zur Steigerung des Wirkungsgrades eines Drei-Wege-Katalysa tors wird in der Lambda-Regelung das Luft/Kraftstoff-Gemisch in einer Zwangsanregung so gestaltet, dass es um den stöchio metrischen Sollwert herum zyklisch Vorgabewerte abwechselnd entsprechend über- und unterstöchiometrischem Gemisch ein nimmt. Durch die Zwangsanregung liegt der Vorgabewert für den Lambda-Wert in Fett-Phasen unter dem stöchiometrischen Soll wert und in Mager-Phasen darüber. Man erhält dadurch Lambda- Wert Pulsationen (im folgenden kurz Lambda-Pulsationen). Zwar ergab sich die Zwangsanregung mit einer zyklischen Verände rung des Lambda-Wertes ursprünglich daraus, dass anfangs nur binäre Lambda-Sonden zur Verfügung standen, die ein Sprung signal abgeben, das bei Lambda = 1 von einem minimalen Signal auf ein maximales Signal springt, doch hat sich mittlerweile gezeigt, dass eine solche Zwangsanregung unabhängig von den durch binäre Lambda-Sonden bedingten Rahmenbedingungen eine besonders gute Wirkung eines Drei-Wege-Katalysators erbringt. Eine Zwangsanregung wird deshalb auch bei Verwendung einer sogenannten linearen Lambda-Regelung ausgeführt, bei der li neare Lambda-Sonden verwendet werden, mit denen prinzipiell eine kontinuierliche Regelung auf exakt Lambda = 1 möglich wä re. Das Aufprägen von Lambda-Pulsationen in der Zwangsregung ermöglicht maximale Umsätze für alle Schadstoffkomponenten.To increase the efficiency of a three-way catalytic converter The air / fuel mixture is used in the Lambda control designed in a forced stimulation so that it concerns the stoichio Metric setpoint alternating cyclically default values accordingly over- and under-stoichiometric mixture takes. Due to the forced excitation, the default value for the Lambda value in fat phases below the stoichiometric target worth it and in lean phases about it. This gives lambda Value pulsations (hereinafter referred to as lambda pulsations). Though there was the forced stimulation with a cyclical change The lambda value was originally derived from the fact that initially only binary lambda probes were available that were a jump give signal that at lambda = 1 of a minimal signal jumps to a maximum signal, but has meanwhile demonstrated that such a stimulus is independent of the framework conditions caused by binary lambda probes provides a particularly good effect of a three-way catalyst. Forced stimulation is therefore also when using a so-called linear lambda control executed at the left linear lambda probes are used with which in principle continuous control to exactly lambda = 1 would be possible re. Imprinting lambda pulsations in the forced motion enables maximum sales for all pollutant components.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass noch malig gesteigerte Wirkung eines Drei-Wege-Katalysators er reicht wird.The invention has for its object a method of type mentioned above to improve that still times increased effect of a three-way catalyst is enough.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Konzentration von CO gemessen und die Zwangsanregung so verändert wird, dass der Mittelwert in Richtung überstöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch verän dert wird, wenn die CO-Konzentration über einen Schwellenwert steigt (Anspruch 1).This task is carried out using a method of the type mentioned at the beginning Type solved, in which the concentration of CO measured and the Forced excitation is changed so that the mean in Change direction over-stoichiometric air / fuel mixture is changed when the CO concentration exceeds a threshold increases (claim 1).

Weiter wird die Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs ge nannten Art gelöst, bei dem stromab des Katalysators die Kon zentration von Sauerstoff gemessen wird und der Mittelwert in Richtung überstöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch verän dert wird, wenn die Sauerstoff-Konzentration oder ein daraus abgeleiteter Wert einen Schwellenwert überschreitet (Anspruch 3).Next, the task with a method of the beginning ge named type solved, in which the Kon downstream of the catalyst concentration of oxygen is measured and the mean in Change direction over-stoichiometric air / fuel mixture if the oxygen concentration or one of them derived value exceeds a threshold (claim 3).

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei statio närem Betrieb eines Drei-Wege-Katalysators trotz Zwangsanre gung, die die geschilderten Lambda-Pulsationen zur Folge ha ben, es nach einem gewissen Zeitraum zur einer rückläufigen Konvertierung des Katalysators kommen kann. Diese Zeitdauer ist vom Betriebspunkt, der stationär vorliegt, und vom Brenn kraftmaschinentyp abhängig und kann zwischen einer halben Mi nute und mehreren Minuten dauern. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dieser Betriebszustand erkannt und der Kataly sator wieder zurück zur optimalen Wirkung gebracht werden. Als Ursache für den Rückgang der Konvertierung bei längeren stationären Beibehalten von Betriebspunkten wurde eine Hem mung der Katalysatoraktivität durch eine CO-Adsorption an der Katalysatoroberfläche identifiziert, die zu einer Verringe rung des Wirkungsgrades des Katalysators und damit zu einem Anstieg an Emissionen führt. Es zeigte sich überraschend je doch, dass diese CO-Adsorption, die als "Vergiftung" verstan den werden kann, vollständig zurückgeführt werden kann, wenn die Brennkraftmaschine kurzfristig mit einem in Richtung ü berstöchiometrischem Verhältnis veränderten Luft/Kraftstoff- Gemisch betrieben wird. Dies wird erfindungsgemäß durch den Eingriff bzw. die Veränderung an der Zwangsanregung erreicht.The invention is based on the finding that in statio Normal operation of a three-way catalytic converter despite forced start supply resulting in the described lambda pulsations ben, it declined after a period of time Conversion of the catalyst can come. This period of time is from the operating point, which is stationary, and from the firing depending on the type of engine and can be between half a mi minutes and take several minutes. With the invention This operating state can be recognized and the catalyzed process sator can be brought back to optimal effect. As the cause of the decline in conversion with longer ones Retaining operating points became a hem measurement of the catalyst activity by CO adsorption on the Catalyst surface identified that leads to a decrease tion of the efficiency of the catalyst and thus to one Increases in emissions. It was ever surprising yet that this CO adsorption, which was understood as "poisoning" which can be, can be fully traced back if the internal combustion engine at short notice with a direction ü superstoichiometric ratio of changed air / fuel Mixture is operated. This is according to the invention by the Intervention or change in the forced stimulation reached.

Die Veränderungen bei der Zwangsanregung können eine Ver schiebung der Amplitude und/oder Periode und auch eine kurz zeitige Deaktivierung der Kraftstoffzuteilung an der Brenn kraftmaschine umfassen.The changes in forced stimulation can cause a ver shift in amplitude and / or period and also a short early deactivation of fuel allocation on the burner include engine.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dadurch eine emis sionsoptimale Betriebsweise des Katalysators, in dem ein Zu stand mit CO-Adsorption, der eine "Vergiftung" des Katalysa tors darstellt, erkannt und aufgehoben wird. Das Katalysator volumen kann damit optimaler ausgenutzt werden, so dass sich mitunter eine ansonsten erforderliche Vergrößerung des Kata lysators erspart bzw. sogar eine Verringerung möglich sein kann.The method according to the invention thereby enables emis sionsoptimale mode of operation of the catalyst in which a Zu stood with CO adsorption, which is a "poisoning" of the catalytic converter tors represents, is recognized and canceled. The catalyst volume can thus be used optimally, so that sometimes an otherwise necessary enlargement of the kata lysators saved or even a reduction possible can.

Eine rückläufige Konvertierung bei längerem stationärem Be trieb einer Brennkraftmaschine kann an zwei Parametern er kannt werden. Zum einen kann eine CO-Adsorption in einem Ka talysator nur begrenzte CO-Mengen speichern. Ist eine die Ka talysatorwirkung mindernde Co-Adsorption aufgetreten und eine weitere Adsorption nicht möglich, tritt am Ausgang des Kata lysators CO aus. Es ist somit möglich, den "Vergiftungs"- Zustand eines Katalysators, der mit einer rückläufigen Wir kung einhergeht, an einem Anstieg der CO-Konzentration strom ab des Katalysators zu erkennen. In einer solchen Variante der Erfindung nach Anspruch 1 wird deshalb die Konzentration von CO gemessen und ausgewertet, um durch Veränderung des Gemisches, mit dem die Brennkraftmaschine versorgt wird, in Richtung überstöchi ometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch, den Katalysator von ein gespeicherten CO-Verbindungen zu befreien und wieder optima len Wirkungsgrad zu erreichen.A downward conversion with longer stationary loading an internal combustion engine can operate on two parameters be known. On the one hand, CO adsorption in a Ka Store only limited quantities of CO. Is the Ka Co-adsorption and a further adsorption not possible, occurs at the exit of the kata analyzer CO. It is thus possible to reduce the "poisoning" State of a catalyst with a declining we kung is accompanied by an increase in the CO concentration current recognizable from the catalyst. In such a variant of the invention according to claim 1, the concentration of CO is therefore measured and evaluated by changing the mixture with which the internal combustion engine is supplied in the direction of overstoichi ometric air / fuel mixture, the catalyst of one to free stored CO connections and optima again to achieve len efficiency.

CO ist andererseits eine reduzierende Komponente im Abgas. Wird eine solche Komponente im Katalysator adsorbiert, steigt die Sauerstoff-Konzentration im Abgas stromab des Katalysa tors an, da vermehrt Sauerstoff zur Verfügung steht, der an sonsten bei normaler Katalysatorwirkung zur Oxidation von CO verwendet würde. Die Adsorption von CO geht deshalb einher mit einer erhöhten Sauerstoff-Konzentration stromab des Kata lysators. Somit kann auch die Auswertung der Sauerstoff- Konzentration stromab des Katalysators ein Erkennen des "Ver giftungs"-Zustandes ermöglichen. Im Gegensatz zur ansteigen den CO-Konzentration, die sich erst nach nahezu vollständiger Belegung der Katalysatoroberfläche mit CO einstellt, steigt die Sauerstoffkonzentration stromab des Katalysators jedoch bereits während des CO-Adsorptionsvorgangs und geht nach der nahezu vollständigen Belegung der Katalysatoroberfläche mit CO wieder auf normale Werte zurück, da dann die Abgaszusam mensetzung bis auf einen erhöhten CO-Anteil wieder der bei normaler Katalysatoraktivität entspricht.On the other hand, CO is a reducing component in the exhaust gas. If such a component is adsorbed in the catalyst, it increases the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalytic converter tors on, since oxygen is increasingly available, the on otherwise with normal catalyst action for the oxidation of CO would be used. The adsorption of CO therefore goes hand in hand with an increased oxygen concentration downstream of the kata lysators. The evaluation of the oxygen Concentration downstream of the catalyst a detection of "Ver enable poisoning state. In contrast to increase the CO concentration, which is only after almost complete Setting the catalyst surface with CO increases however, the oxygen concentration downstream of the catalyst already during the CO adsorption process and goes after the almost complete coverage of the catalyst surface CO back to normal values because the exhaust gas except for an increased proportion of CO corresponds to normal catalyst activity.

Die Veränderung der Zwangsanregung in Richtung überstöchio metrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch hat zur Folge, dass der Katalysator von eingespeichertem CO befreit wird und damit seine normale Tätigkeit wieder aufnehmen kann. Die Dauer der Zwangsanregungsveränderung kann dabei auf verschiedenste Wei se bestimmt werden. So ist es prinzipiell möglich, aus Be triebsparametern der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Last oder Drehzahl, und unter Kenntnis des Adsorptionsvolu mens des Katalysators eine rein zeitgesteuerte Veränderung der Zwangsanregung vorzunehmen.The change in compulsory stimulation in the direction of overstoichio metric air / fuel mixture has the consequence that the Saved catalyst is freed and thus can resume normal activity. The duration of the Forced excitation changes can be done in a variety of ways se can be determined. So it is possible in principle from Be drive parameters of the internal combustion engine, such as Load or speed, and knowing the adsorption volume a purely time-controlled change the forced stimulation.

Da eine unnötige Verlängerung der veränderten Zwangsanregung jedoch anderweitig erhöhte Abgase zur Folge hätte, beispiels weise ein Ansteigen an NOx-Verbindungen, ist es vorteilhaft, ein Mess-Kriterium zu ermitteln, mit dem die Rücknahme der Veränderung der Zwangsanregung eingeleitet werden kann. Ein mögliches Mess-Kriterium ist wiederum die CO-Konzentration, die stromab des Katalysators bei normaler Katalysatoraktivi tät wieder auf normale Werte zurückgeht. Es ist deshalb vor teilhaft, die Veränderung der Zwangsanregung zurückzunehmen, wenn die CO-Konzentration unter einen Schwellenwert fällt (Anspruch 2).Because an unnecessary extension of the changed forced stimulation but would otherwise result in increased emissions, for example an increase in NOx compounds, it is advantageous to determine a measurement criterion with which the withdrawal of the Change in the forced stimulation can be initiated. On possible measurement criterion is again the CO concentration, the downstream of the catalyst with normal catalyst activity normal values. It is therefore before partial to withdraw the change in coercion, if the CO concentration falls below a threshold (claim 2).

Ähnliches gilt für die Variante, bei der die Sauerstoffkon zentration stromab des Katalysators ausgewertet wird. Sobald der Katalysator von eingespeichertem CO befreit ist, wird ei ne Veränderung des Abgases stromab des Katalysators in Rich tung eines unterstöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemisches auftreten. Es ist deshalb bevorzugt, in der zweiten Variante nach Anspruch 3 die Verstellung der Zwangsanregung wieder zurückzunehmen, wenn die Sauerstoff-Konzentration unter einen stöchiometri scher Verbrennung entsprechenden Kraftstoffwert fällt (Anspruch 4).The same applies to the variant in which the oxygen con concentration downstream of the catalyst is evaluated. As soon as the catalyst is freed from stored CO, ei ne change of the exhaust gas downstream of the catalytic converter in Rich processing of a substoichiometric air / fuel mixture occur. It is therefore preferred in the second variant according to claim 3 to withdraw the adjustment of the forced stimulation, if the oxygen concentration is below a stoichiometric shear combustion corresponding fuel value falls (claim 4).

Um aus der Sauerstoff-Konzentration stromab des Katalysators zu erkennen, dass der Katalysator CO adsorbiert, ist es zweckmäßig, die Sauerstoff-Konzentration zeitlich aufzuinteg rieren und die Verstellung vorzunehmen, wenn das Integral den Schwellenwert überschreitet, da der Integralwert eine beson ders zuverlässige und gegen Rauschen unempfindliche Größe ist (vgl. Anspruch 5).To from the oxygen concentration downstream of the catalyst to recognize that the catalyst is adsorbing CO, it is expedient to time the oxygen concentration and adjust if the integral is the Threshold exceeds because the integral value a special reliable and noise-insensitive size is (see claim 5).

Die Veränderung der Zwangsanregung kann durch vielfältige Art und Weise erreicht werden, so lange sichergestellt ist, dass der Mittelwert erfindungsgemäß verändert wird. So ist es mög lich, zur Veränderung der Zwangsanregung eine Amplitude der jenigen Anteile, in denen die Brennkraftmaschine mit überstö chiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch versorgt wird, zu ver größern. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Zeitdauer derjenigen Anteile, in denen die Brennkraftmaschine mit ü berstöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch versorgt wird, verlängert werden. Beide Maßnahmen bewirken, dass der Mittel wert der Zwangsanregung in Richtung überstöchiometrisches Ge misch verschoben wird.The change in forced stimulation can be done in a variety of ways can be achieved as long as it is ensured that the mean value is changed according to the invention. So it is possible Lich, to change the forced excitation, an amplitude of portions in which the internal combustion engine overruns chiometric air / fuel mixture is supplied to ver greater. Alternatively or additionally, a period of time can also be used of those proportions in which the internal combustion engine with ü over-stoichiometric air / fuel mixture is supplied, be extended. Both measures cause the means value of the forced excitation towards the superstoichiometric Ge is shifted mixed.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is described below with reference to the Drawings explained in more detail by way of example. In the Show drawing:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit ei nem Katalysator, Fig. 1 is a block diagram of an internal combustion engine with egg NEM catalyst,

Fig. 2 eine Zeitreihe eines Lambda-Wertes im Abgastrakt der Brennkraftmaschine der Fig. 1 stromauf des Katalysa tors,A lambda value in the exhaust gas tract of the internal combustion engine of FIG. 1 tors Fig. 2 is a time series upstream of the Katalysa,

Fig. 3 eine Zeitreihe einer CO-Konzentration stromab des Ka talysators und Fig. 3 shows a time series of a CO concentration downstream of the catalyst and

Fig. 4 eine Zeitreihe eines Lambda-Wertes stromab des Kata lysators. Fig. 4 shows a time series of a lambda value downstream of the catalyst.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgastrakt 2. Die Brennkraftmaschine läuft unter Steuerung eines Steuergerätes 3, das unter anderem eine Einspritzanlage 4, die der Brennkraftmaschine 1 Kraftstoff zuteilt, ansteu ert. Das Steuergerät 3 empfängt weiter noch Signale von Sen soren und Sonden, auf die später noch eingegangen wird. Fig. 1 shows schematically an internal combustion engine 1 with an exhaust gas duct 2. The internal combustion engine runs under the control of a control unit 3 , which controls, among other things, an injection system 4 which allocates fuel to the internal combustion engine 1. The control unit 3 also receives signals from sensors and probes, which will be discussed later.

Im Abgastrakt 2 der Brennkraftmaschine I befindet sich ein Drei-Wege-Katalysator 5, der die Abgase der Brennkraftmaschi ne 1 nachbehandelt. In the exhaust tract 2 of the internal combustion engine I there is a three-way catalytic converter 5 which treats the exhaust gases of the internal combustion engine 1 .

Stromauf des Katalysator 5 liegt eine Vorkat-Sonde 6, die den Lambda-Wert im Rohabgas, das dem Katalysator 5 zugeführt wird, abfühlt und entsprechende Messwerte über (nicht näher bezeichnete) Leitungen an das Steuergerät 3 führt.Upstream of the catalytic converter 5 is a pre-cat probe 6 , which senses the lambda value in the raw exhaust gas that is fed to the catalytic converter 5 and leads corresponding measured values to the control unit 3 via lines (not specified).

Stromab des Katalysator 5 ist eine Nachkat-Sonde 7 angeord net, die je nach Ausführungsform ebenfalls als Lambda-Sonde oder auch als CO-Sonde ausgeführt werden kann. Die Nachkat- Sonde 7 ist ebenfalls über (nicht bezeichnete) Leitungen mit dem Steuergerät 3 der Brennkraftmaschine 1 verbunden.Downstream of the catalyst 5 , a post-cat probe 7 is arranged which, depending on the embodiment, can also be designed as a lambda probe or as a CO probe. The post-cat probe 7 is also connected to the control unit 3 of the internal combustion engine 1 via lines (not designated).

Das Steuergerät 3 überwacht den Betrieb des Katalysators 5 and steuert die Einspritzanlage 4 so, dass sich an der Vor kat-Sonde 6 in einer Zwangsanregung eine Zwangsanregungs schwingung 8 einstellt, die in Fig. 2 als Zeitreihe darge stellt ist. Fig. 2 zeigt den Lambda-Wert LAM_V, der von der Vorkat-Sonde 6 angezeigt wird, über der Zeit t aufgetragen.The control unit 3 monitors the operation of the catalytic converter 5 and controls the injection system 4 in such a way that a forced excitation oscillation 8 is set in front of the cat probe 6 in a forced excitation, which is shown in FIG. 2 as a time series. FIG. 2 shows the lambda value LAM_V, which is displayed by the pre-cat probe 6 , plotted over the time t.

Wie zu sehen ist, wird in der Zwangsanregungsschwingung 8 um einen Mittelwert 9, der in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist, durch entsprechende Ansteuerung der Einspritzanlage 4 ein Lambda-Wert eingestellt, der abwechselnd über und unter dem Mittelwert liegt. Da die Vorkat-Sonde 6 im Ausführungs beispiel eine binäre Lambda-Sonde ist, springt das Signal in der Zwangsanregungsschwingung 8 zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert für den Lambda-Wert LAM_V.As can be seen, in the forced excitation oscillation 8 , a lambda value is set around an average value 9 , which is shown in dashed lines in FIG. 2, by appropriate activation of the injection system 4 , which is alternately above and below the average value. Since the pre-cat probe 6 is a binary lambda probe in the exemplary embodiment, the signal jumps in the forced excitation oscillation 8 between a minimum value and a maximum value for the lambda value LAM_V.

Diesbezüglich sei angemerkt, dass zur besseren Übersichtlich keit, die Zwangsanregungsschwingung 8 zeitlich stark gedehnt dargestellt ist, tatsächlich werden sehr viel höhere Frequen zen verwendet, die zeichnerisch jedoch nicht mehr darstellbar wären.In this regard, it should be noted that for better clarity, the forced excitation oscillation 8 is shown in a greatly expanded time, in fact much higher frequencies are used, which, however, could no longer be represented in the drawing.

Ab einem Zeitpunkt t1 wird die Zwangsanregungsschwingung 8 dahingehend verändert, dass diejenigen Teile des Schwingungs zykluses, in denen der Lambda-Wert LAM_V oberhalb des Mittel wertes 9 liegt, in denen die Brennkraftmaschine 1 also über die Einspritzanlage 4 mit überstöchiometrischem Gemisch ver sorgt wird, gegenüber denjenigen Anteilen, in denen unterstö chiometrisches Gemisch zugeführt wird, verlängert sind. Da durch steigt der Mittelwert 9 über den stöchiometrischen Wert Lambda = 1 an.From a point in time t1, the forced excitation oscillation 8 is changed such that those parts of the oscillation cycle in which the lambda value LAM_V is above the mean value 9 , in which the internal combustion engine 1 is supplied with a stoichiometric mixture via the injection system 4 the proportions in which substoichiometric mixture is added are extended. Since the mean value 9 rises above the stoichiometric value lambda = 1.

Diese Veränderung der Zwangsanregungsschwingung durch Anhe bung des Mittelwertes 9 erfolgt, da das Steuergerät 3 in ei ner ersten Ausführungsform, in der die Nachkat-Sonde 7 die CO-Konzentration stromab des Katalysators 5 misst, zum Zeit punkt t1 ein Ansteigen der CO-Konzentration über einen ersten Schwellenwert SW1 festgestellt hat. Dieser Anstieg der CO- Konzentration, die als CO-Verlauf 10 in Fig. 3 in Form einer Zeitreihe über der Zeit t eingetragen ist, rührt daher, dass die Brennkraftmaschine 1 über einen längeren Zeitraum am sel ben Betriebspunkt gehalten wurde, wodurch eine Adsorption von am Katalysator 5 auftrat.This change in the forced excitation oscillation by raising the mean value 9 takes place since the control unit 3 in a first embodiment in which the post-catalyst probe 7 measures the CO concentration downstream of the catalyst 5 , an increase in the CO concentration at time t1 has determined a first threshold value SW1. This increase in the CO concentration, which is entered as CO curve 10 in FIG. 3 in the form of a time series over the time t, is due to the fact that the internal combustion engine 1 was held at the same operating point over a longer period of time, as a result of which an adsorption of occurred on the catalyst 5 .

Zum Zeitpunkt t0 steigt die CO-Konzentration an und hat zum Zeitpunkt t1 den Schwellenwert SW1 überschritten. Diese Über schreitung veranlasst das Steuergerät 3 die Zwangsanregungs schwingung 8 so zu verändern, dass der Mittelwert 9 in Rich tung überstöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch verändert wird.At time t0 the CO concentration rises and at time t1 has exceeded the threshold value SW1. This overshoot causes the control unit 3 to change the forced excitation vibration 8 such that the mean value 9 is changed in the direction of the over-stoichiometric air / fuel mixture.

Den geänderten Mittelwert behält das Steuergerät 3 so lange bei, bis die CO-Konzentration wieder unter einen zweiten Schwellenwert SW2 fällt, was zum Zeitpunkt t2 der Fall ist. Nach dem Zeitpunkt t2 wird der Mittelwert 9 der Zwangsanre gungsschwingung wieder auf den Sollwert Lambda = 1 zurückge führt.The control unit 3 maintains the changed mean value until the CO concentration falls again below a second threshold value SW2, which is the case at time t2. After the point in time t2, the mean value 9 of the forced vibration is returned to the target value Lambda = 1.

Da in der Darstellung der Fig. 2 zum Zeitpunkt t2 gerade ein Zyklusanteil mit überstöchiometrischem Gemisch vorliegt und die Rückführung der Zeitdauer dieses überstöchiometrischen Anteiles der Zwangsanregungsschwingung 8 nicht unmittelbar, sondern erst mit einem gewissen Nachlauf erfolgen kann, führt die Zwangsanregungsschwingung 8 nach t2 noch einen einzigen Teilzyklus mit längerem überstöchiometrischem Anteil aus.As in the illustration of Fig. 2 at the time t2 just one cycle proportion with more than the stoichiometric mixture is present, and the return of the time 8 can not take place immediately, but only with a certain time lag this superstoichiometric proportion of the forced stimulation oscillation, forced excitation vibration 8 leads to t2 even a single Partial cycle with a longer overstoichiometric proportion.

In einer anderen Ausführungsform ist die Nachkat-Sonde 7 emp findlich auf den Sauerstoffgehalt, da sie als Sonde in einer an und für sich bekannte Trimm-Regelung eingesetzt wird.In another embodiment, the post-cat probe 7 is sensitive to the oxygen content, since it is used as a probe in a trim control which is known per se.

Das Steuergerät 3 überwacht das Signal der Nachkat-Sonde 7; es ist als Zeitreihe über der Zeit t aufgetragen in Fig. 4 Vorm des Lambda-Werte LAM_N dargestellt. Wie zu sehen ist, steigt zu einem Zeitpunkt t0 der Lambda-Verlauf 11 an. Dieser Anstieg ist durch die erwähnte CO-Adsorption verursacht.The control unit 3 monitors the signal of the post-cat probe 7 ; it is plotted as a time series over time t in FIG. 4 before the lambda value LAM_N. As can be seen, the lambda curve 11 rises at a time t0. This increase is caused by the CO adsorption mentioned.

Das Steuergerät 3 bildet das Integral über die Zeitreihe des Lambda-Verlaufs 11, um einen solchen Anstieg erkennen zu kön nen. Überschreitet die dabei integrierte Fläche 12 des Lamb da-Verlaufes 11 einen Schwellenwert, wird ebenfalls die Zwangsanregungsschwingung 8 so verändert, dass der Mittelwert 9 in Richtung überstöchiometrisches Gemisch verändert wird. Dies ist zum Zeitpunkt t1 der Fall.The control unit 3 forms the integral over the time series of the lambda curve 11 in order to be able to recognize such an increase. If the integrated surface 12 of the lambda curve 11 exceeds a threshold value, the forced excitation oscillation 8 is also changed such that the mean value 9 is changed in the direction of the over-stoichiometric mixture. This is the case at time t1.

Die Analyse des Lambda-Verlaufes muss unterschieden werden von einer normalen Trimmregelung, bei der ein überstöchio metrisches Gemisch an der Nachkat-Sonde 7 anzeigendes Signal zu einer Vertrimmung der Zwangsanregung in gegengesetzter Richtung, nämlich in Richtung unterstöchiometrischem Luft/ Kraftstoff-Gemisch verwertet wird. Eine solche Trimm-Regelung führt das Steuergerät 3 auch aus, nur ist die Mindestamplitu de, um die das Signal der Nachkat-Sonde 7 abweichen muss, sehr viel größer, als die bei der Integration der Fläche 12 ausgewertete Veränderung, die durch die CO-Adsorption am Ka talysator 5 bewirkt ist. Der Flächen-Schwellenwert liegt also unter einer Ansprechschwelle der Trimmregelung.The analysis of the lambda curve must be differentiated from a normal trim control, in which a signal indicating an overstoichiometric mixture at the post-cat probe 7 is used to trim the forced excitation in the opposite direction, namely in the direction of the substoichiometric air / fuel mixture. The control device 3 also carries out such a trim control, only the minimum amplitude by which the signal of the post-cat probe 7 must deviate is very much greater than the change evaluated during the integration of the surface 12 , which is caused by the CO Adsorption on Ka catalyst 5 is effected. The area threshold is therefore below a response threshold of the trim control.

Das Ende der Verstellung der Zwangsanregungsschwingung 8, d. h. die Rückführung des Mittelwertes 9 auf den ursprüngli chen Sollwert, der im Ausführungsbeispiel Lambda = 1 betrug, und damit die Festlegung des Zeitpunktes t2, erfolgt, wenn das Signal der Nachkat-Sonde 7 in Richtung unterstöchiometri schem Gemisch abwandert. An einer Unterschreitung des ur sprünglichen Sollwertes für den Mittelwert 9 wird erkannt, dass der Katalysator 5 nunmehr von adsorbiertem CO befreit ist, so dass die Veränderung der Zwangsanregungsschwingung 8 wieder zurückgenommen wird, um ein unnötiges Ansteigen ande rer Stoffkonzentrationen zu vermeiden.The end of the adjustment of the forced excitation oscillation 8 , ie the return of the mean value 9 to the original setpoint, which in the exemplary embodiment was lambda = 1, and thus the determination of the time t2, takes place when the signal of the post-cat probe 7 in the substoichiometric direction Mixture migrates. If the original setpoint value for the mean value 9 is undershot, it is recognized that the catalyst 5 is now freed of adsorbed CO, so that the change in the forced excitation oscillation 8 is canceled again in order to avoid an unnecessary increase in other substance concentrations.

Claims

1. A method for operating an internal combustion engine ( 1 ) equipped with a catalyst ( 5 ) in the exhaust tract ( 2 ), in which
a lambda value (LAMV) of an air / fuel mixture, with which the internal combustion engine ( 1 ) is supplied, is set cyclically alternately below and above an average value in a forced excitation ( 8 ),
upstream of the catalytic converter ( 5 ) the concentration of a gas component is measured and the forced excitation ( 8 ) is changed at a predetermined course of the concentration,
characterized in that
the concentration of CO is measured and the forced excitation ( 8 ) is changed such that the mean value ( 9 ) is changed in the direction of the over-stoichiometric air / fuel mixture when the CO concentration rises above a threshold value (SW1).

2. The method according to claim 1, characterized in that the change in the forced excitation ( 8 ) is withdrawn again when the CO concentration falls below a threshold value (SW2).

3. Method for operating an internal combustion engine ( 1 ) equipped with a catalyst ( 5 ) in the exhaust tract ( 2 ), in which
a lambda value (LAM V) of an air / fuel mixture, with which the internal combustion engine ( 1 ) is supplied, is set cyclically alternately below and above an average value in a forced excitation ( 8 ),
upstream of the catalyst ( 5 ) the concentration of a gas component is measured and the forced excitation ( 8 ) is changed at a predetermined course of the concentration,
characterized in that
downstream of the catalytic converter ( 5 ) the concentration of oxygen (LAM_N) is measured and the mean value ( 9 ) is changed in the direction of a superstoichiometric air / fuel mixture if the oxygen concentration (LAM_N) or a value derived therefrom exceeds a threshold value ,

4. The method according to claim 3, characterized in that the change in the forced excitation ( 8 ) is withdrawn again when the oxygen concentration (LAM_N) falls below a value corresponding to stoichiometric combustion.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the oxygen concentration ( 8 ) integrated in time and the forced excitation ( 8 ) is adjusted when the integral ( 12 ) exceeds the threshold.

6. The method according to any one of the above claims, characterized in that for changing the forced excitation ( 8 ) an amplitude of those portions in which the internal combustion engine ( 1 ) is provided with a stoichiometric air / fuel mixture is increased.

7. The method according to any one of the above claims, characterized in that to change the forced excitation a time duration of those portions in which the internal combustion engine ( 1 ) is supplied with an over-stoichiometric air / fuel mixture is increased.