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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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In
der heutigen Fahrzeugtechnik werden Ottomotoren als Brennkraftmaschinen
mit einer Benzin-Direkteinspritzung anstatt einer konventionellen Saugrohreinspritzung
bevorzugt, da derartige Brennkraftmaschinen gegenüber den
herkömmlichen
Ottomotoren deutlich mehr Dynamik aufweisen, bezüglich Drehmoment und Leistung
besser sind und gleichzeitig eine Verbrauchssenkung um bis zu 15% ermöglichen.
Möglich
macht dies vor allem eine sog. Schichtladung im Teillastbereich,
bei der nur im Bereich der Zündkerze
ein zündfähiges Gemisch
benötigt
wird, während
der übrige
Brennraum mit Luft befüllt
wird. Da herkömmliche
Brennkraftmaschinen, die nach dem Saugrohrprinzip arbeiten, bei
einem derartig hohem Luftüberschuss,
wie er bei der Benzin-Direkteinspritzung vorliegt (Lambda ≥ 1,4), nicht mehr
zündfähig sind,
wird bei diesem Schichtlademodus das Kraftstoff-Gemisch um die zentrale
im Brennraum positionierten Zündkerze
konzentriert, während
sich in den Randbereichen des Brennraums reine Luft befindet. D.
h., dass lediglich dieser Ge mischballen einen Lambdawert von in
etwa gleich 1 aufweist. Um das Kraftstoff-Gemisch um die zentral im
Brennraum positionierte Zündkerze
herum zentrieren zu können,
ist eine gezielte Luftströmung
im Brennraum erforderlich, eine sog. Tumbleströmung. Dazu wird im Brennraum
eine intensive, walzenförmige
Strömung
ausgebildet und der Kraftstoff erst im letzten Drittel der Kolbenaufwärtsbewegung
eingespritzt. Durch die Kombination von gezielter Luftströmung und
spezieller Geometrie des Kolbens der z. B. über eine ausgeprägte Kraftstoff-
und Strömungsmulde
verfügt,
kann der besonders fein zerstäubte
Kraftstoff somit in einem Gemischballen optimal um die Zündkerze
herum konzentriert und sicher entflammt werden. Für die jeweils
optimale Anpassung der Einspritzparameter (Einspritzzeitpunkt, Kraftstoffdruck, etc.)
sorgt die Motorsteuerung bzw. das Motorsteuergerät.
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Derartige
Brennkraftmaschinen können
entsprechend lange im Magerbetrieb betrieben werden, was sich, wie
dies oben bereits dargelegt worden ist, positiv auf den Kraftstoffverbrauch
insgesamt auswirkt. Dieser Magerbetrieb bringt jedoch den Nachteil mit
sich, dass eine besonders große
Menge von Stickoxiden (NOx) produziert wird,
die vom 3-Wege-Katalysator nicht mehr vollständig reduziert werden kann.
Um die Stickoxid-Emissionen im Rahmen vorgeschriebener Grenzwerte,
z. B. des Euro-IV-Grenzwertes zu halten, werden in Verbindung mit
derartigen Brennkraftmaschinen regelmäßig Stickoxid-Speicherkatalysatoren
eingesetzt, mit denen die Stickoxid-Emissionen dadurch reduziert
werden können,
dass die Stickoxide in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert
werden. Um die Stickoxide im Stickoxid-Speicherkatalysator einspeichern
zu können,
ist eine bestimmte Menge von Sauerstoff erforderlich, da die Stickoxide
in Verbindung mit Sauerstoff am Edelmetall des Stickoxid-Speicherkatalysators
durch Reaktion mit Sauerstoff oxidiert und Stickstoffdioxid (NO2) bildet. Das Stickstoffdioxid reagiert
anschließend
mit im Stickoxid-Speicherkatalysator
eingelagerten Metalloxiden, die als Speichermaterialien verwendet
werden, unter Bildung eines entsprechenden Speichermaterial-Nitrates.
Aufgrund der im mageren Abgasstrom vorhandenen hohen Luft- und damit
Sauerstoffmenge, kann diese Reduktion der Stickoxide sehr gut und
effektiv durchgeführt
werden. Da diese Reduktionsreaktion jedoch nicht katalytisch sondern
stöchiometrisch
verläuft,
wird das Speichermaterial des Stickoxid-Speicherkatalysators dadurch
verbraucht. Mit zunehmender gespeicherter Stickoxidmenge sinkt die
Effektivität
der Nitratbildung ab. Es wird ein Sättigungszustand erreicht. Zur
Aufrechterhaltung einer hohen Speichereffektivität muss daher das Speichermaterial
periodisch regeneriert werden. Dazu schaltet man kurzfristig auf
unterstöchiometrischen,
d. h. fetten Motorbetrieb um, bei dem die Brennkraftmaschine mit
einem Luftmangel betrieben wird. Unter derartigen fetten Betriebsbedingungen
ist die Temperaturstabilität
des Nitrates geringer als im Magerbetrieb, so dass es zu einem Zerfall
des Nitrates kommt. Das dabei freigesetzte Stickoxid (NO) wird anschließend mit
Hilfe der unter fetten Betriebsbedingungen ebenfalls vorhanden Reduktionsmittel
Kohlenwasserstoff (HC) und/oder Kohlenmonooxid (CO) zu Stickstoff konvertiert.
Gegen Ende der Entladephase ist ein Großteil des eingespeicherten
Stickoxids reduziert und immer weniger des Reduktionsmittels trifft
auf Stickoxid, das es zu Sauerstoff und Stickstoff reduzieren kann.
Deshalb steigt gegen Ende der Entladephase der Anteil an Reduktionsmittel
in dem Abgas hinter dem Stickoxid-Speicherkatalysator an. Durch eine
entsprechende Analyse des Abgases hinter dem Stickoxid-Speicherkatalysator
mittels z. B. einem Sauerstoff-Sensor, kann dann das Ende der Entladephase
eingeleitet werden und wieder auf den Magerbetrieb umgeschalten
werden.
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Bei
einem allgemein bekannten Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs wird diese mit einem ersten lastabhängigen Betriebsbereich
als geschichteten Magerbetriebsbereich betrieben, in dem die Brennkraftmaschine
mit einem einen Luftüberschuss
und damit einem Sauerstoffüberschuss
aufweisenden geschichteten mageren Gemisch betrieben wird, und in
dem die von der Brennkraftmaschine erzeugten Stickoxide in einen
Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert werden. Weiter kann
die Brennkraftmaschine hier mit einem zweiten lastabhängigen Betriebsbereich
als homogenen Betriebsbereich betrieben werden, in dem die Brennkraftmaschine
mit einem im Wesentlichen stöchiometrischen
homogenen Gemisch (Lambda = 1) betrieben wird. Die Wahl des Betriebsbereiches
und damit das Umschalten zwischen dem geschichteten Magerbetriebsbereich
und dem homogenen Betriebsbereich wird von einem Motorsteuergerät in Abhängigkeit
von einer betriebsbedingten Last- und/oder Drehzahlanforderung bei
Erreichen einer last- und/oder drehzahlabhängigen Umschaltgrenze vorgenommen.
Konkret wird hier im geschichteten Magerbetriebsbereich, wie dies
bereits eingangs erläutert
worden ist, die Brennkraftmaschine mit einem Lambda von in etwa
1,4 oder größer und
damit einem erheblichen Luftüberschuss
betrieben. In diesem geschichteten Magerbetriebsbereich können Motor-Drehmomente gefahren
werden, die in etwa einem Mitteldruck von ca. 4 bar entsprechen.
Bei der Anforderung eines höheren
Momentes muss der geschichtete Magerbetriebsbereich verlassen werden,
wodurch vom Motorsteuergerät
in den homogenen Betriebsbereich umgeschalten wird. Wie Untersuchungen
gezeigt haben, ist bei einer derartigen allgemein bekannten Betriebsweise
das Kraftstoffeinsparpotential insbesondere in Verbindung mit einer
dynamischen Fahrweise, wie z. B. im Stadtverkehr, nicht zufriedenstellend.
Dies beruht zum Teil darauf, dass bei dieser Betriebsweise ein Vielzahl von
Stickoxid-Speicherkatalysatorentladungen durchgeführt werden
muss, die zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch
führen,
so dass der durch den Magerbetrieb eingefahrene Kraftstoffgewinn
oftmals zu einem Großteil
durch die Entladungen kompensiert wird.
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Aus
der
US 6 257 197 B1 ist
bereits ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines
Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bekannt, das einen
um einen homogen-mageren Betriebsbereich zu einem ersten last- und/oder drehzahlabhängigen Betriebsbereich
erweiterten Magerbetriebsbereich aufweist, in dem die Brennkraftmaschine
mit einem einen Luftüberschuss
und damit einen Sauerstoffüberschuss
aufweisenden mageren Gemisch betrieben wird und in dem die von der Brennkraftmaschine
erzeugten Stickoxide in einen Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert
werden. Ferner ist ein homogener Betriebsbereich als ein zweiter
last- und/oder drehzahlabhängiger
Betriebsbereich vorgesehen, in dem die Brennkraftmaschine mit einem
im wesentlichen stöchiometrischen homogenen
Gemisch (Lambda = 1) betrieben wird, wobei die Wahl des Betriebsbereiches
und damit das Umschalten zwischen dem erweiterten Magerbetriebsbereich
und dem homogenen Betriebsbereich von einem Motorsteuergerät in Abhängigkeit
von einer betriebsbedingten Last- und/oder Drehzahlanforderung bei
Erreichen einer last- und/oder drehzahlabhängigen Umschaltgrenze vorgenommen
wird.
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Konkret
sind hier insgesamt fünf
Kraftstoffbeladungszonen für
unterschiedliche Betriebsbereiche vorgesehen, wobei neben einem
geschichteten Magerbetriebsbereich noch ein homogen-magerer Betriebsbereich
sowie drei unterschiedliche homogene Betriebsbereiche vorgesehen
sind. Im geschichteten Magerbetriebsbereich wird eine vorgegebene
Kraftstoffmenge insgesamt zudosiert, und zwar unmittelbar vor dem
Zeitpunkt, zu dem die Zündkerze
im Rahmen eines Verdichtungshubes gezündet wird. In dem homogen-mageren
Betriebsbereich wird eine vorgegebene Kraftstoffmenge in zwei Teile
aufgeteilt und zweistufig in aufeinander folgenden Einlasshüben eingespritzt.
Durch diese Aufsplittung der Kraftstoffmenge in zwei Teile soll
durch eine verbesserte Verbrennung innerhalb der Brennkraftmaschine
eine Reduzierung der Stickoxide erzielt werden. Des Weiteren ist
im Abgasstrang ein herkömmlicher
Sauerstoffsensor vorgesehen, mit dem die Sauerstoffkonzentration
im Abgas zur Einregelung eines stöchiometrischen Lambdas von
1 gemessen wird. Eine derartige Verfahrensführung ist insgesamt relativ
kompliziert und aufwendig.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
101 07 270 A1 ein um einen homogen-mageren Betriebsbereich
erweiterter geschichteter Magerbetriebsbereich bekannt. Um insbesondere
in einem mittleren Drehzahlbereich zwischen 1500 und 3000 U/min
und bei einem effektiven Mitteldruck zwischen 1 und 4 bar einen
homogen-mageren Betrieb der Brennkraftmaschine zu ermöglichen,
wird hier eine zusätzliche Kühlung des
NO
x-Speicherkatalysators auf eine vorgegebene
Katalysatortemperatur vorgesehen, wodurch die Konvertierungsrate
des NO
x-Speicherkatalysators
erhöht
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein alternatives Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges,
zu schaffen, mit dem die Stickoxid-Emissionen in Verbindung mit
einem Magerbetrieb der Brennkraftmaschine auf einfache Weise ohne
zusätzliche
Kraftstoffzudosierung reduziert werden können.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch
1 wird die Brennkraftmaschine im erweiterten Magerbetriebsbereich
mit einem solchen mageren Gemisch betrieben, dass die last- und/oder drehzahlabhängige Umschaltgrenze zwischen
dem erweiterten Magerbetriebsbereich und dem homogenen Betriebsbereich
in Abhängigkeit von
einem im Abgasstrom eine vorgegebene minimale Restsauerstoffkonzentration
zur Verfügung stellenden
Lambdawert des Gemisches so festgelegt wird, dass mit der minimalen
Restsauerstoffkonzentration im Abgasstrom noch eine Einspeicherung
und ein Halten von Stickoxiden im Stickoxid-Speicherkatalysator
erfolgen kann. Dadurch wird sichergestellt, dass im erweiterten
Magerbetriebsbereich der Gehalt an Restsauerstoff nicht unter ein
solches Maß fallen kann,
dass keine Speicherung von Stickoxiden mehr im Stickoxid-Speicherkatalysator
möglich
ist und es daher zu unerwünschten
Stickoxid-Durchbrüchen kommt.
Da derartige Stickoxid-Durchbrüche
stets auch eine Entladung des Stickoxid-Speicherkatalysators nach
sich ziehen, d. h. vom Motorsteuergerät in einen fetten Betriebsbereich
umgeschalten wird, bei dem zuerst ein Sauerstoffspeicher des Stickoxid-Speicherkatalysators
entladen wird, um Sauerstoff für die
Ausspeicherung des Stickoxids aus dem Stickoxid-Speicherkatalysator
zur Verfügung
zu stellen, kann dadurch auch vorteilhaft Kraftstoff eingespart
werden.
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Mit
einer derartigen erfindungsgemäßen Betriebsweise
wird die Brennkraftmaschine somit auch bei einer sehr dynamischen
Fahrweise, wie dies insbesondere im Stadtverkehr gegeben ist, wesentlich öfter im
Magerbetriebsbereich gefahren, da das Umschalten von dem Magerbetriebsbereich
in den homogenen Betriebsbereich hinausgezögert wird.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird somit sichergestellt, dass im Magerbetriebsbereich höhere Lasten
gefahren werden können,
wobei gleichzeitig durch die minimale Restsauerstoffkonzentration
im Abgasstrom sichergestellt ist, dass genügend Restsauerstoff vorhanden
ist, um die Stickoxide in den Stickoxid-Speicherkatalysator einzuspeichern
und auch darin zu halten. Dadurch kann die Brennkraftmaschine länger im
mageren Bereich betrieben werden, so dass zum einen bereits dadurch das
Kraftstoffeinsparpotential vergrößert wird,
wobei zudem die Einspeicherkapazität des Stickoxid-Speicherkatalysators
besser ausgenutzt wird, so dass eine Entladung weniger oft durchzuführen ist.
Dies alles trägt
wesentlich dazu bei, insbesondere auch bei einer dynamischeren Fahrweise,
wie dies z. B. im Stadtverkehr gegeben ist, Brennkraftmaschinen
mit einer erheblichen Kraftstoffeinsparung zu betreiben.
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Grundsätzlich besteht
die Möglichkeit
den Magerbetriebsbereich so zu erweitern, dass nur ein Magerbetriebsbereich
mit einer definierten Umschaltgrenze zum homogenen Betriebsbereich
hin vorhanden ist. Besonders gute Magerbetriebsergebnisse lassen
sich jedoch nach Anspruch 2 dadurch erzielen, dass der Magerbetriebsbereich
in mehrere, vorzugsweise wenigstens zwei unterschiedliche Magerbetriebsbereiche
aufgeteilt ist, wobei die Übergänge zwischen
den einzelnen Betriebsbereichen durch last- und/oder drehzahlabhängige Umschaltgrenzen genau
definiert sind.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Betriebsweise ist der Magerbetriebsbereich
nach Anspruch 3 in einen geschichteten Magerbetriebsbereich und
einen homogen-mageren Betriebsbereich aufgeteilt. Dadurch kann bei
einem durch die betriebsbedingte Lastanforderung ausgelösten Überschreiten
der lastabhängigen
ersten Umschaltgrenze zwischen dem geschichteten Magerbetriebsbereich und
dem homogen-mageren Betriebsbereich sowie dem Nicht-Überschreiten
der lastabhängigen
zweiten Umschaltgrenze zwischen dem homogen-mageren Betriebsbereich
und dem homogenen Betriebsbereich vom Motorsteuergerät in den
homogen-mageren Betriebsbereich umgeschalten werden. Andererseits
kann bei einem durch die betriebsbedingte Lastanforderung ausgelösten Überschreiten
der lastabhängigen
zweiten Umschaltgrenze zwischen dem homogen-mageren Betriebsbereich
und dem homogenen Betriebsbereich vom Motorsteuergerät sofort
in den homogenen Betriebsbereich umgeschalten werden. Mit einer
derartigen Betriebsweise wird ein besonders sinnvoller Magerbetrieb
einer Brennkraftmaschine möglich,
wobei hier vorteilhaft ein Großteil
der Momentenanforderungen bei Beschleunigungen vom Magerbetriebsbereich
abgedeckt wird.
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Bei
einer Verfahrensführung
gemäß Anspruch
4 wird die Brennkraftmaschine im geschichteten Magerbereich mit
einem eine Restsauerstoffkonzentration von gleich oder größer 5 Mol-%
im Abgasstrom zur Verfügung
stellenden Lambdawert betrieben. Ein besonders optimierter geschichteter
Magerbereich ergibt sich bei einem Lambdawert von in etwa 1,4 bis
3.
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Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Verfahrensführung nach Anspruch 5 wird
die Brennkraftmaschine im homogen-mageren Betriebsbereich dagegen
mit einem eine Restsauerstoffkonzentration von gleich oder größer 2 Mol-%
im Abgasstrom zur Verfügung
stellenden Lambdawert betrieben. Besonders bevorzugt ist hier ein
Betrieb mit einem eine Restsauerstoffkonzentration von in etwa gleich
oder größer 3 Mol-%
zur Verfügung
stellenden Lambdawert, der vorzugsweise somit in etwa in einer Größenordnung
von 1,15 bis 1,3 liegt. Der homogen-magere Betriebsbereich liegt
somit vorzugsweise in etwa zwischen 2 bis 5 Mol-% Restsauerstoffkonzentration
im Abgasstrom, dem in etwa ein Lambda von 1,15 bis 1,4 entspricht.
Mit derartigen konkreten Betriebsbereichen ist ein besonders vorteilhafter praktischer
Betrieb der Brennkraftmaschine möglich.
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Nach
Anspruch 6 liegt die lastabhängige
Umschaltgrenze vom Magerbetriebsbereich zum homogenen Betriebsbereich
bei einem relativen Drehmoment von in etwa 70 bis 90% eines vorgegebenen maximalen
relativen Drehmomentes, bevorzugt bei in etwa 80%. Letzteres entspricht
in etwa einem effektiven Mitteldruck von ca. 8 bar, falls von einer üblichen
Bezugsgröße von in
etwa 10 bar effektivem Mitteldruck ausgegangen wird. Es kann somit
mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise
sichergestellt werden, dass hier ein Großteil der Momentenanforderung
bei Beschleunigungen abgedeckt wird. Entsprechend kann z. B. in
einer konkreten Betriebsweise die lastabhängige erste Umschaltgrenze
vom geschichteten Magerbetriebsbereich zum homogen-mageren Betriebsbereich
nach Anspruch 7 weiterhin in allgemein bekannter Weise bei einem
relativen Drehmoment von in etwa 35 bis 45% eines vorgegebenen relativen
Drehmomentes liegen, wobei in etwa 40% als bevorzugter Wert angesehen
wird. Dieser Wert entspräche
dann einem effektiven Mitteldruck von in etwa 4 bar bei einer Bezugsgröße von 10
bar effektivem Mitteldruck. Diese Aufteilung des Magerbetriebsbereiches
in zwei Magerbetriebsbereiche ermöglicht einen möglichst
langen gewünschten Magerbetrieb
der Brennkraftmaschine, wodurch das Kraftstoffeinsparpotential der
Brennkraftmaschine erheblich erhöht
wird. Insbesondere erfolgt hier somit eine gezielte Anpassung des
Betriebsbereiches an die jeweils von einem Fahrer betriebsbedingt
vorgegebene Momentenanforderung, so dass in Bezug auf das Kraftstoffeinsparpotential
eine optimierte Anpassung an das Fahrverhalten erfolgt.
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Nach
Anspruch 8 ist die lastunabhängige Entladung
des Stickoxid-Speicherkatalysators in Abhängigkeit von einer bestimmten
Einspeicherzeit des Stick oxid-Speicherkatalysators beansprucht,
wobei diese Einspeicherzeit auch wiederum vom Alterungsgrad des
Stickoxid-Speicherkatalysators bzw. dessen Speicherfähigkeit
abhängt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
schematisches Diagramm des effektiven Mitteldrucks über der
Drehzahl in Verbindung mit unterschiedlichen Brennkraftmaschinen-Betriebsbereichen,
und
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2 ein
schematisches Diagramm der NOx-Speicherfähigkeit über der
Temperatur für
unterschiedliche Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine.
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1 zeigt
schematisch ein Diagramm, in dem der effektive Mitteldruck über der
Drehzahl aufgetragen ist, wobei ein erster lastabhängiger Betriebsbereich
als geschichteter Magerbetriebsbereich 1 von einem daran
angrenzenden homogen-mageren Betriebsbereich 2 durch eine
erste Grenzkurve 3 als erste lastabhängige Umschaltgrenze getrennt
ist.
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Der
homogen-magere Betriebsbereich 2 ist dagegen von einem
daran angrenzenden homogenen Betriebsbereich 4 durch eine
zweite Grenzkurve 5 als zweite lastabhängige Umschaltgrenze getrennt. Wie
dies der 1 entnommen werden kann, verläuft diese
erste Grenzkurve 3 im wesentlichen entlang einer Last von
4 bar als effektivem Mitteldruck und sinkt erst bei höheren Drehzahlen
im Bereich von 3 500 min–1 ab.
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Im
geschichteten Magerbetriebsbereich 1 liegt ein Lambda von
erheblich größer als
1, vorzugsweise von im Durchschnitt in etwa Lambda = 1,4 bis 3 vor,
so dass eine Restsauerstoffkonzentration im Abgas von zwischen ca.
5 und 15% vorliegt. Im homogen-mageren Betriebsbereich liegt dagegen
ungefähr
ein Lambdawert von 1,2 vor, so dass die minimale Restsauerstoffkonzentration
im Abgas größer oder
gleich 3 Mol-% ist. Im homogenen Betriebsbereich 4 dagegen
ist der Lambdawert ungefähr
gleich 1, wobei die Restsauerstoffkonzentration im Abgas kleiner
als 1% ist.
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Wird
nun von einem bestimmten Betriebspunkt 6 ausgehend, bei
dem die Brennkraftmaschine im geschichteten Magerbetriebsbereich 1 betrieben wird
eine betriebsbedingte erhöhte
Lastanforderung vom Motorsteuergerät festgestellt, dem in etwa
ein effektiver Mitteldruck von ca. 6 bis 6,5 bar entspricht, dann
stellt das Motorsteuergerät
eine Überscheitung der
ersten Grenzkurve 3 fest und schaltet vom geschichteten
Magerbetriebsbereich 1 in den homogen-mageren Betriebsbereich 2 um.
In diesem homogen-mageren Betriebsbereich 2 steht nach
wie vor eine ausreichend hohe Restsauerstoffkonzentration zur Verfügung, mit
der eine Einspeicherung von Stickoxiden in den Stickoxid-Speicherkatalysator möglich ist.
Dies ergibt sich insbesondere aus dem in 2 dargestellten
Diagramm, bei dem die NOx-Speicherfähigkeit
schematisch über
der Temperatur aufgetragen ist. Die oberste glockenförmige Kurve 7 stellt
hier die Stickoxid-Speicherfähigkeit
bei einer Restsauerstoffkonzentration im Abgasstrom von größer 5 Mol-%
dar, während
die mittlere glockenförmige
Kurve 8 die Stickoxid-Speicherfähigkeit bei einer Restsauerstoffkonzentration
im Abgasstrom von größer 3% und
die unterste Kurve 9 die Stickoxid-Speicherfähigkeit
bei einer Restsauerstoffkonzentration im Abgasstrom von kleiner
1% darstellt. Ausgehend von dem Betriebspunkt 6 der Brennkraftmaschine
im geschichteten Magerbetriebsbereich 1 zeigt 2 schematisch,
dass mit zunehmender Beschleunigung die Stickoxid-Speicherfähigkeit
bei einem Umschalten in den homogen-mageren Betriebsbereich 2 nach
wie vor im hohen Maße
erhalten bleibt (durchgezogene Linien). Würde dagegen ausgehend vom Betriebspunkt 6 im
geschichteten Magerbetriebsbereich 1 ein Umschalten sofort
in den homogenen Betriebsbereich 4 erfolgen, würde sich
der in 2 strichliert dargestellte Zusammenhang ergeben,
d. h. die Stickoxid-Speicherfähigkeit nahezu
gegen Null gehen, was im Diagramm der 2 mit Strichpunkten
und mit dem Betriebspunkt 10 dargestellt ist. Dies würde zwangsläufig zu
einem Stickoxiddurchbruch führen
und damit die Einleitung einer sofortigen Entladung erfordern, um
den Stickoxid-Speicherkatalysator zu entleeren. Mit der erfindungsgemäßen Betriebsweise
sinkt somit die Anzahl der notwendigen Entladungen des Stickoxid-Speicherkatalysators
und damit der Kraftstoffverbrauch. Dies lässt sich auch aus den Diagrammen
der 1 und 2 ablesen, da ohne den erweiterten
homogen-mageren Betriebsbereich 2, insbesondere bei einer
dynamischeren Fahrweise, wie diese z. B. im Stadtverkehr gegeben
ist, eine Vielzahl von Entladungen aufgrund des oftmaligen Verlassens
des geschichteten Magerbetriebsbereiches 1 erforderlich wäre.