DE10252144B4 - Method for operating a gas-operated internal combustion engine with exhaust gas purification - Google Patents

Method for operating a gas-operated internal combustion engine with exhaust gas purification Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine gasbetriebene Verbrennungskraftmaschine mit Abgasreinigung. Aufgabe der Erfindung ist es, einen insbesondere erdgasbetriebenen Ottomotor mit nachgeschaltetem Drei-Wege-Katalysator zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, mit dem unter Berücksichtigung einer laufzeitbedingten Verkleinerung und Verschiebung des Bereiches der optimalen Methanumsetzung am Katalysator ein über den Betriebszeitraum dauerhafter schadstoffarmer Betrieb bei Einhaltung der Abgasgrenzwerte erreicht wird. Zur Einstellung einer optimalen Methankonvertierung am Drei-Wege-Katalysator 2 wird erfindungsgemäß in einem Motorsteuergerät 3 aus der erfassten Methankonzentration im Abgastrakt nach dem Drei-Wege-Katalysator 2 ein Korrekturwert ermittelt, mit dem unter Berücksichtigung der mittels Lambda-Sonde 6 vor dem Katalysator ermittelten Abgaswerte das der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch eingestellt wird.The invention relates to a gas-powered internal combustion engine with exhaust gas purification. The object of the invention is to create a particularly natural gas-powered gasoline engine with a downstream three-way catalytic converter for cleaning the exhaust gases of the internal combustion engine, with which, taking into account a runtime-related reduction in size and shifting of the range of optimal methane conversion on the catalytic converter, continuous low-pollutant operation over the operating period Compliance with the exhaust gas limit values is achieved. To set an optimal methane conversion on the three-way catalytic converter 2, a correction value is determined according to the invention in an engine control unit 3 from the detected methane concentration in the exhaust tract after the three-way catalytic converter 2, with which, taking into account the values determined by means of the lambda probe 6 upstream of the catalytic converter Exhaust gas values the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 1 is set.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer gasbetriebenen Verbrennungskraftmaschine mit Abgasreinigung mit den im Oberbegriff des Patenanspruches 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a method for operating a gas-powered internal combustion engine with exhaust gas purification with the features mentioned in the preamble of claim 1.

Mit Gas betriebene Kraftfahrzeugmotoren stellen einen alternativen Antrieb zu den üblichen mit Benzin oder Diesel betriebenen Motoren, insbesondere hinsichtlich ihrer Kraftstoffkosten, dar. Derartige mit Gas betriebene Brennkraftmaschinen sind allgemein bekannt. ( DE 38 42 430 A1 ; DE 196 35 248 C2 ). Die Reinigung der Abgase erfolgt in der Regel mittels eines Drei-Wege-Katalysators, mit dem im wesentlichen die im Abgas enthaltenen drei Schadstoffkomponenten HC, CO und NOx konvertiert werden. Bei der Abgasreinigung von Brennkraftmaschinen durch geregelte Drei-Wege-Katalysatoren hängt der Wirkungsgrad sowie die Lebensdauer der Katalysatoren von der exakten Einhaltung des Lambda-Wertes ab. Schon ein kurzfristiges Verlassen des Lambda-Bereiches führt bei häufiger Wiederholung zur Schädigung des Katalysators. ( DE 36 14 535 C2 ). Bei erdgasbetriebenen Ottomotoren ist eine optimale Konvertierung der Schadstoffkomponente Methan bei stöchiometrischem Betrieb nur in einem sehr kleinen Bereich sichergestellt, wobei die maximale Konversionsrate einer arbeitspunktabhängigen und laufzeitbedingten Verkleinerung/Verschiebung unterliegt. Zur Zeit besteht keine Möglichkeit, bei Erdgasbetrieb die laufzeitbedingte Verkleinerung und Verschiebung des Bereiches der maximalen Methanumsetzung am Abgaskatalysator zu berücksichtigen.Gas powered automotive engines provide an alternative drive to conventional gasoline or diesel powered engines, particularly in terms of fuel costs. Such gas powered internal combustion engines are well known. ( DE 38 42 430 A1 ; DE 196 35 248 C2 ). The purification of the exhaust gases is generally carried out by means of a three-way catalyst, with which essentially the three pollutant components HC, CO and NO x contained in the exhaust gas are converted. In the exhaust gas purification of internal combustion engines by controlled three-way catalysts, the efficiency and the lifetime of the catalysts depend on the exact observance of the lambda value. Even a short-term leaving the lambda range leads to frequent damage to the catalyst damage. ( DE 36 14 535 C2 ). In natural gas-powered gasoline engines optimal conversion of the pollutant component methane is ensured in stoichiometric operation only in a very small area, the maximum conversion rate of a working point-dependent and maturity-related reduction / shift is subject. At present, there is no possibility to take into account the runtime-related reduction and shift of the range of the maximum methane conversion at the exhaust gas catalytic converter during natural gas operation.

Aus der DE 36 14 535 C2 ist ein gasbetriebener Verbrennungsmotor mit einem geregelten Abgaskatalysator im Abgasstrang zur Reinigung der Verbrennungsabgase und einem Lambda-Regelkreis zur Einstellung des dem Verbrennungsmotor zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches vorbekannt, bei dem zur Erhöhung der Lebensdauer des Katalysators beim Überschreiten eines vorgegebenen Lambda-Sollwertes die Abgase mittels einer Umgehungsleitung am Katalysator vorbeigeleitet werden.From the DE 36 14 535 C2 is a gas-powered internal combustion engine with a regulated catalytic converter in the exhaust system for purifying the combustion exhaust gases and a lambda control circuit for adjusting the internal combustion engine supplied air / fuel mixture previously known, in which to increase the life of the catalyst when exceeding a predetermined lambda target value, the exhaust gases a bypass line are bypassed the catalyst.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass billigend eine Abgabe des ungereinigten Abgases in die Atmosphäre, beim Nichteinhalten eines Lambda-Bereiches, in dem eine störungsfreie Reinigung der Abgase erfolgt, in Kauf genommen wird. Bei den zur Zeit bestehenden Vorschriften zur Einhaltung der Abgasnormen ist eine derartige Vorgehensweise nicht akzeptierbar.A disadvantage of this method is that approving a discharge of the unpurified exhaust gas into the atmosphere, in the non-compliance with a lambda range, in which a trouble-free cleaning of the exhaust gases takes place, is accepted. With the current regulations for compliance with the emission standards, such an approach is not acceptable.

Aus der DE 199 53 601 C2 ist ein Verfahren zum Überprüfen der Konvertierungsfähigkeit eines im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordneten Abgaskatalysators vorbekannt. Dabei wird mit Hilfe einer Lambda-Regeleinrichtung, welche eine stromaufwärts des Abgaskatalysators angeordnete Breitband-Lambdasonde aufweist und das Luft/Kraftstoffverhältnis auf einen vorgebbaren Sollwert regelt, im stationären Betrieb bei betriebswarmer Brennkraftmaschine durch einen Regeleingriff der Lambda-Regeleinrichtung die Sauerstoffbeladung des Katalysators während der Diagnosezeit bis zu einem vorgegebenen Wert erhöht. Während der Diagnosezeit wird dann die NOx-Konzentration im Abgaskanal stromabwärts des Drei Wege-Katalysators mittels des NOx-Sensors erfasst und aus den Werten der NOx-Konzentration während mindestens einer Lambdaschwingung ein stationärer Diagnosewert ermittelt. Der Diagnosewert wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen und bei Überschreiten des Schwellenwertes auf einen gealterten Abgaskatalysator geschlossen.From the DE 199 53 601 C2 is a method for checking the conversion ability of a arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine exhaust catalyst previously known. In this case, with the help of a lambda control device, which has a broadband lambda probe arranged upstream of the catalytic converter and regulates the air / fuel ratio to a predefinable setpoint, during stationary operation at operating temperature engine by a control intervention of the lambda control device, the oxygen loading of the catalyst during the diagnosis time increased to a predetermined value. During the diagnosis time, the NO x concentration in the exhaust gas duct downstream of the three-way catalytic converter is then detected by means of the NO x sensor, and a stationary diagnosis value is determined from the values of the NO x concentration during at least one lambda oscillation. The diagnostic value is compared with a predetermined threshold value and closed when the threshold value is exceeded on an aged catalytic converter.

Mit diesem Verfahren werden lediglich Rückschlüsse auf einen gealterten Katalysator diagnostiziert. Eine geregelte Beeinflussung zur Einstellung einer optimalen Schadstoffkonvertierung erfolgt mit diesem Verfahren nicht.With this method, only conclusions about an aged catalyst are diagnosed. A controlled influence on the setting of an optimal pollutant conversion does not take place with this method.

Aus der DE 197 58 154 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Leistung eines in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators vorbekannt. In der zum Katalysator führenden Abgasleitung ist ein Abgassauerstoff-Sensor angeordnet, über den die Regelung des der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoffverhältnis erfolgt. Nach dem Katalysator ist im Abgasstrom ein Kohlenwasserstoff-Sensor angeordnet, der die Kohlenwasserstoff-Konzentration im Abgas nach dem Katalysator ermittelt. Aus dem Vergleich zwischen einem ersten Signal der Kohlenwasserstoff-Konzentration vor Erreichen der Betriebstemperatur des Katalysators und einem zweiten Signal nach Erreichen der Betriebstemperatur wird der Katalysatorwirkungsgrad ermittelt.From the DE 197 58 154 C2 a method and a device for monitoring the performance of a catalyst arranged in an exhaust gas stream of an internal combustion engine is previously known. In the exhaust pipe leading to the catalyst, an exhaust gas oxygen sensor is arranged, via which the regulation of the air / fuel ratio supplied to the internal combustion engine takes place. After the catalyst, a hydrocarbon sensor is arranged in the exhaust stream, which determines the hydrocarbon concentration in the exhaust gas after the catalyst. From the comparison between a first signal of the hydrocarbon concentration before reaching the operating temperature of the catalyst and a second signal after reaching the operating temperature of the catalyst efficiency is determined.

Auch dieses Verfahren dient lediglich zur Ermittlung des Katalysatorwirkungsgrades und zur Ermittlung und Anzeige, ob das verwendete Katalysatormaterial noch akzeptabel ist oder ob der Katalysator ausgewechselt werden muss. Eine Regelung des Katalysatorwirkungsgrades während des Betriebes erfolgt nicht.This method also serves only to determine the catalyst efficiency and to determine and indicate whether the catalyst material used is still acceptable or whether the catalyst must be replaced. A regulation of the catalyst efficiency during operation does not take place.

Aus der DE 198 52 244 C1 ist ein Verfahren zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine mit einem im Abgastrakt angeordneten NOx-reduzierenden oder -speichernden Drei Wege-Katalysator vorbekannt. Dabei ist im Abgasstrom vor dem Katalysator eine Lambda-Sonde angeordnet, mit deren Werte über ein Betriebssteuergerät ein Einstellen des der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches erfolgt. Zur Einhaltung eines optimalen Lambda-Bereiches ist eine Trimmregelung vorgesehen, bei der im Abgasstrom nach dem Katalysator eine Sonde zur Erfassung der im Abgas befindlichen NOx-Konzentration angeordnet ist. Zwischen der NOx-Konzentration und dem Lambda-Wert ist ein Zusammenhang gegeben, der zur Korrektur des zugeordneten Signalpegels der stromauf des Katalysators gelegenen Sonde verwendet wird. Durch den Trimmregler wird eine alterungsbedingte Verschiebung des Signalpegels der Lambda-Sonde erkannt und durch Regelung des der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches ausgeglichen.From the DE 198 52 244 C1 is a method for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine with a arranged in the exhaust system NO x -reduzierenden or-storing three-way catalyst previously known. In this case, a lambda probe is arranged in the exhaust gas stream upstream of the catalytic converter, with whose values an adjustment of the air / fuel mixture supplied to the internal combustion engine takes place via an operating control device. To maintain an optimal lambda range, a trim control is provided in which the exhaust gas flow after the Catalyst a probe for detecting the NO x concentration in the exhaust gas is arranged. Between the NO x concentration and the lambda value is given a relationship that is used to correct the associated signal level of the upstream of the catalyst probe. By the trim controller an age-related shift in the signal level of the lambda probe is detected and compensated by controlling the internal combustion engine supplied air / fuel mixture.

Bei diesem Verfahren geht es insbesondere darum, dass mit dem NOx-Messaufnehmer ein im Abgasstrang angeordneter NOx-reduzierender oder -speichernder Katalysator hinsichtlich seiner NOx-Speicherfähigkeit geregelt wird. Die oben genannten Probleme bei einem erdgasbetriebenen Ottomotor hinsichtlich der laufzeitbedingten Verkleinerung und die arbeitspunktabhängige Verschiebung des Arbeitspunktes der Methankonvertierung im Abgaskatalysator können mit diesem Verfahren nicht beseltigt werden.This method is particularly concerned with the fact that the NO x -Messaufnehmer arranged in the exhaust line NO x -reducing or -speichernder catalyst is regulated in terms of its NO x storage capacity. The above-mentioned problems with a natural gas-driven gasoline engine with respect to the maturity-related reduction and the operating point-dependent shift of the operating point of methane conversion in the catalytic converter can not be bribed with this method.

Gemäß der US 5 329 764 A ist ein System zur Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine vorbekannt, bei dem stromab eines Drei-Wege-Katalysators Sensoren zur Messung der Schadstoffbestandteile HC, CO und NOx angeordnet sind, so dass ohne den Einsatz einer strom- auf des Drei-Wege-Katalysators angeordneten Lambdasonde, d. h. allen in Abhängigkeit der gemessenen Schadstoffbestandteile stromab des Drei-Wege-Katalysators eine Einstellung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses erfolgen kann.According to the US 5,329,764 A is a system for controlling the air / fuel ratio of an internal combustion engine previously known, are arranged in the downstream of a three-way catalytic converter sensors for measuring the pollutant components HC, CO and NO x , so that without the use of a three-way power Catalyst arranged lambda probe, ie all can be done depending on the measured pollutant components downstream of the three-way catalyst, an adjustment of the air / fuel ratio.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb einer gasbetriebenen Verbrennungskraftmaschine mit einem Drei-Wege-Katalysator zu schaffen, mit dem unter Berücksichtigung einer laufzeitbedingten Verkleinerung und Verschiebung des Bereiches der optimalen Methanumsetzung am Katalysator ein über den Betriebszeitraum dauerhafter schadstoffarmer Betrieb bei Einhaltung der Abgasgrenzwerte erreicht wird.The object of the invention is to provide a method for operating a gas-fired internal combustion engine with a three-way catalyst, taking into account a maturity-related reduction and shift of the range of optimal methane conversion at the catalyst over the operating period lasting low-emission operation in compliance with the exhaust emission limits is reached.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by the features of claim 1.

Zur Einstellung einer optimalen Methankonvertierung am Drei-Wege-Katalysator wird erfindungsgemäß in einem Motorsteuergerät aus der erfassten Methankonzentration im Abgastrakt nach dem Drei-Wege-Katalysator ein Korrekturwert ermittelt, mit dem unter Berücksichtigung der mittels Lambda-Sonde vor dem Katalysator ermittelten Abgaswerte das der Verbrennungskraftmaschine zugeführte Luft-/Kraftstoff-Gemisch eingestellt wird.To set an optimal methane conversion on the three-way catalyst, a correction value is determined according to the invention in an engine control unit from the detected methane concentration in the exhaust gas after the three-way catalyst, taking into account the determined by means of lambda probe exhaust gas values of the internal combustion engine supplied air / fuel mixture is adjusted.

Durch die Berücksichtigung der jeweils vorherrschenden Methankonzentration im Abgas nach dem Katalysator bei der Einstellung des der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft-/Kraftstoff-Gemisches wird der arbeitspunktabhängigen und der laufzeitbedingten Verkleinerung/Verschiebung der optimalen Methanumsetzung im Abgaskatalysator Rechnung getragen, so dass ein über den Betriebszeitraum dauerhafter schadstoffarmer Betrieb bei Einhaltung der Abgasgrenzwerte erreicht wird. Durch das regelbare Verstellen des Luft/Kraftstoff-Gemisches werden die Verhältnisse im Katalysator so eingestellt, dass eine optimale Methankonvertierung am Katalysator erreicht wird.By taking into account the prevailing methane concentration in the exhaust gas after the catalyst in the adjustment of the air / fuel mixture supplied to the internal combustion engine, the operating point-dependent and the maturity-related reduction / shift of the optimal methane conversion in the catalytic converter is taken into account, so that over the operating period durable low-emission Operation is achieved in compliance with the exhaust emission limits. By controllable adjustment of the air / fuel mixture, the conditions in the catalyst are adjusted so that an optimal methane conversion is achieved at the catalyst.

Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:Reference to a drawing, an embodiment of the invention will be described below. In the accompanying drawings show:

1: die schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit nachgeschaltetem Katalysator, 1 : the schematic representation of an internal combustion engine with a downstream catalytic converter,

2; eine graphische Darstellung der Methankonvertierung in Abhängigkeit von dem Verbrennungsluftverhältnis. 2 ; a graphical representation of methane conversion as a function of the combustion air ratio.

Der in 1 dargestellten erdgasbetriebenen Verbrennungskraftmaschine 1 ist ein an sich bekannter Drei-Wege-Katalysator 2 zur Reinigung der bei der Verbrennung entstehenden Abgase nachgeschaltet. Die Regelung des Arbeitsmodus der Verbrennungsmaschine 1 erfolgt bekanntermaßen über ein Motorsteuergerät 3. Dabei werden die Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 1, wie zum Beispiel Motordrehzahl, Motortemperatur, Drosselklappenstellung, Zündwinkeleinstellung, anliegende Last, Verhältnis des der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches, Einspritzzeit usw., mittels Sensoren erfasst und dem Motorsteuergerät 3 zugeführt, beziehungsweise im Motorsteuergerät 3 ermittelt.The in 1 shown natural gas-powered internal combustion engine 1 is a known three-way catalyst 2 downstream for cleaning the resulting exhaust gases during combustion. The regulation of the working mode of the internal combustion engine 1 is known to be via an engine control unit 3 , In the process, the operating parameters of the internal combustion engine become 1 , such as engine speed, engine temperature, throttle position, Zündwinkeleinstellung, applied load, ratio of the internal combustion engine 1 supplied air / fuel mixture, injection time, etc., detected by sensors and the engine control unit 3 supplied, or in the engine control unit 3 determined.

In dem Abgastrakt zwischen Verbrennungskraftmaschine 1 und Drei-Wege-Katalysator 2 ist eine Lambda-Sonde 6, vorzugsweise eine Breitband-Lambda-Sonde, angeordnet, mit der der Sauerstoffgehalt im Motorabgas ermittelt und über die nicht näher bezeichnete Leitung an das Motorsteuergerät 3 weitergeleitet wird. Im Abgastrakt stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators 2 ist ein Sensor 5, vorzugsweise ein Kohlenwasserstoffsensor, zum Erfassen der Methankonzentration im Abgas angeordnet. Die über den Sensor 5 ermittelten Werte werden ebenfalls über eine nicht näher bezeichnete Leitung dem Motorsteuergerät 3 zugeführt und dort abgelegt.In the exhaust tract between internal combustion engine 1 and three-way catalyst 2 is a lambda probe 6 , Preferably, a broadband lambda probe arranged, determined with the oxygen content in the engine exhaust and via the unspecified line to the engine control unit 3 is forwarded. In the exhaust tract downstream of the three-way catalyst 2 is a sensor 5 , preferably a hydrocarbon sensor, arranged to detect the methane concentration in the exhaust gas. The over the sensor 5 determined values are also via an unspecified line the engine control unit 3 fed and stored there.

Anhand des erfassten Wertes der Methankonzentration wird ein laufzeitbedingter und arbeitspunktabhängiger Korrekturwert zur Erreichung einer maximalen Methankonvertierung des Drei-Wege-Katalysators 2 ermittelt und im Speicher des Motorsteuergerätes 3 abgelegt. Dazu wird die Verbrennungskraftmaschine 1 in festgelegten Kennfeldbereichen, vorzugsweise bei betriebswarmem Motor/Konstantfahrt, betrieben. Es werden in Folge mindestens drei Messungen der Methankonzentration im Abgas mit jeweils vom Lambda-Basis-Sollwert ausgehend erhöhtem und erniedrigtem Lambda-Sollwert durchgeführt. Aus diesen Probebewegungen bzw. den daraus gewonnenen Messwerten kann nun das Vorzeichen und die Größe einer Korrektur des Lambda-Sollwertes ermittelt werden. Diese Adaptionswerte werden dauerhaft in einem Speicher abgelegt bzw. stets aktualisiert. Der sowohl arbeitpunkt- als auch laufzeitbedingte Korrekturwert wird nun bei der Lambda-Sollwertvorgabe berücksichtigt.On the basis of the detected value of the methane concentration, a running-time-dependent and operating-point-dependent correction value for achieving a maximum methane conversion of the three-way catalyst 2 determined and in the memory of the engine control unit 3 stored. This is the internal combustion engine 1 operated in specified map areas, preferably at warm engine / cruise. As a result, at least three measurements of the methane concentration in the exhaust gas are carried out, each with an increase and decrease in lambda desired value starting from the lambda basic setpoint. The signs and the magnitude of a correction of the desired lambda value can now be determined from these sample movements or the measured values obtained therefrom. These adaptation values are stored permanently in a memory or are always updated. The correction factor, which is based on both the operating point and the travel time, is now taken into account in the lambda setpoint specification.

Anhand des so ermittelten neuen Lambda-Sollwertes erfolgt über einen Lambda-Regler 4 ein Einstellen des der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches.On the basis of the thus determined new lambda setpoint takes place via a lambda controller 4 a setting of the internal combustion engine 1 supplied air / fuel mixture.

Die Einstellung des Luft/Kraftstoff-Gemisches mit dem im Motorsteuergerät 3 ermittelten Lambda-Wert erfolgt in bekannter Weise durch Verstellen der Einspritzdauer oder dergleichen.The setting of the air / fuel mixture with that in the engine control unit 3 determined lambda value is carried out in a known manner by adjusting the injection duration or the like.

In der 2 ist die Konvertierung der Kohlenwasserstoffe, insbesondere des Methans, am Drei-Wege-Katalysator 2 bei entsprechenden Verbrennungsluftverhältnissen dargestellt. Dabei stellt die Kurve 7 die Konvertierung der Kohlenwasserstoffe an einem Drei-Wege-Katalysator 2 bei Verwendung eines Kraftstoffes für Ottomotoren dar. Die Kurve 8 zeigt die Kennlinie der Konvertierung von Methan an einem neuen Drei-Wege-Katalysator 2 für einen erdgasbetriebenen Ottomotor. Die Kurve 9 stellt die Kennlinie der Konvertierung von Methan an einem gealterten Drei-Wege-Katalysator 2 für einen erdgasbetriebenen Ottomotor dar. Der in der 2 dargestellte Kurvenverlauf 9 entsteht bei einem Drei-Wege-Katalysator 2 mit ca. 500 Betriebsstunden Laufzeit. Aus der Gegenüberstellung der Kurven 8 und 9 ist die laufzeitbedingte Verkleinerung und Verschiebung des Bereiches der optimalen Methanumsetzung am Abgaskatalysator bei erdgasbetriebenen Ottomotoren zu entnehmen.In the 2 is the conversion of hydrocarbons, especially methane, to the three-way catalyst 2 shown at appropriate combustion air conditions. The curve represents 7 the conversion of hydrocarbons on a three-way catalyst 2 when using a fuel for gasoline engines. The curve 8th shows the characteristic curve of the conversion of methane to a new three-way catalyst 2 for a gas-powered gasoline engine. The curve 9 provides the characteristic of converting methane to an aged three-way catalyst 2 for a natural gas powered gasoline engine dar. The in the 2 illustrated curve 9 arises from a three-way catalyst 2 with approx. 500 operating hours. From the juxtaposition of the curves 8th and 9 is the runtime-related reduction and shift of the range of optimal methane conversion at the exhaust gas catalyst for gas-fired gasoline engines refer.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
22
Drei-Wege-KatalysatorThree-way catalytic converter
33
MotorsteuergerätEngine control unit
44
Lambda-ReglerLambda control
55
Sensorsensor
66
Lambda-SondeLambda probe
77
Konversionsrate des Katalysators bei einem Kraftstoff mit einer Aktanzahl von 95Conversion rate of the catalyst for a fuel with a number of actives of 95
88th
Konversionsrate eines neuen Katalysators bei ErdgasbetriebConversion rate of a new catalytic converter during natural gas operation
99
Konversionsrate eines gealterten Katalysators bei ErdgasbetriebConversion rate of an aged catalyst during natural gas operation

Claims (1)

Verfahren zum Betrieb einer gasbetriebenen Verbrennungskraftmaschine mit einem Drei-Wege-Katalysator, wobei in dem Abgastrakt zwischen Verbrennungskraftmaschine und Drei Wege-Katalysator eine Breitband-Lambda-Sonde angeordnet ist, mit der der Sauerstoffgehalt im Motorabgas ermittelt wird, wobei im Abgastrakt stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators ein Kohlenwasserstoffsensor zum Erfassen der Methankonzentration im Abgas angeordnet ist, wobei die Verbrennungskraftmaschine in festgelegten Kennfeldbereichen betrieben wird und in Folge mindestens drei Messungen der Methankonzentration im Abgas mit jeweils vom Lambda-Basis-Sollwert ausgehend erhöhtem und erniedrigtem Lambda-Sollwert durchgeführt werden und das Vorzeichen und die Größe einer Korrektur des Lambda-Sollwertes ermittelt wird, wobei diese Adaptionswerte dauerhaft in einem Speicher abgelegt oder stets aktualisiert werden und aus den daraus gewonnenen Messwerten ein arbeitspunkt- und laufzeitbedingter Korrekturwert ermittelt und bei einer Lambda-Sollwertvorgabe berücksichtigt wird, wobei zum regelbaren Einstellen der Methanumsatzrate am Drei-Wege-Katalysator der Lambda-Sollwert ermittelt wird, bei dem eine optimale Methankonvertierung am Drei-Wege-Katalysator erfolgt, wobei anhand des so ermittelten neuen Lambda-Sollwertes über einen Lambda-Regler ein Einstellen des der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches erfolgt.Method for operating a gas-operated internal combustion engine with a three-way catalytic converter, wherein in the exhaust gas line between the internal combustion engine and three-way catalytic converter a broadband lambda sensor is arranged, with which the oxygen content in the engine exhaust gas is determined, wherein in the exhaust tract downstream of the three Pathway catalyst is arranged a hydrocarbon sensor for detecting the methane concentration in the exhaust gas, the internal combustion engine is operated in fixed map ranges and carried out as a result of at least three measurements of methane concentration in the exhaust gas, each starting from the lambda base setpoint increased and decreased Lambda target value and the sign and the magnitude of a correction of the desired lambda value is determined, wherein these adaptation values are stored permanently in a memory or are always updated, and from the measured values obtained therefrom an operating point and propagation time-related correction value is determined nd is taken into account in a lambda setpoint specification, wherein the lambda setpoint value is determined for the controllable setting of the methane conversion rate at the three-way catalyst, in which an optimal methane conversion takes place at the three-way catalytic converter, wherein based on the thus determined new lambda setpoint Adjustment of the air / fuel mixture supplied to the internal combustion engine takes place via a lambda controller.
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