DE10323979B4 - Exhaust treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle - Google Patents

Exhaust treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE10323979B4
DE10323979B4 DE10323979.0A DE10323979A DE10323979B4 DE 10323979 B4 DE10323979 B4 DE 10323979B4 DE 10323979 A DE10323979 A DE 10323979A DE 10323979 B4 DE10323979 B4 DE 10323979B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
catalyst
heating
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10323979.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE10323979A1 (en
Inventor
Horst Backes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Priority to DE10323979.0A priority Critical patent/DE10323979B4/en
Publication of DE10323979A1 publication Critical patent/DE10323979A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10323979B4 publication Critical patent/DE10323979B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Abgasbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Katalysatoreinrichtung und mit einer im Bereich der Katalysatoreinrichtung angeordneten Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung einen Ansteuereingang aufweist, in den eine Umwandlungsinformation über die Katalysatoreinrichtung eingebbar ist und wobei die Heizeinrichtung die Katalysatoreinrichtung in Abhängigkeit der Umwandlungsinformation mit Wärme beaufschlagt, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine konstante erhöhte Heizleistung der Heizeinrichtung vorzugeben, falls eine Katalysatoreinrichtungsalterung einen Referenzwert überschreitet.Exhaust gas treatment device for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a catalytic converter device and with a heating device arranged in the area of the catalytic converter device, the heating device having a control input into which conversion information about the catalytic converter device can be entered, and wherein the heating device applies heat to the catalytic converter device as a function of the conversion information , characterized by a control device which is set up to predetermine a constant, increased heating output of the heating device if the aging of the catalyst device exceeds a reference value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to an exhaust gas treatment device for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle.

Kraftfahrzeuge haben heute in der Regel einen Verbrennungsmotor mit einer Katalysatoreinrichtung, die die vom Verbrennungsmotor stammenden Verbrennungsgase behandelt.Motor vehicles today usually have an internal combustion engine with a catalytic converter device, which treats the combustion gases originating from the internal combustion engine.

Im Stand der Technik ist es bekannt, solche Katalysatoreinrichtungen besonders bei kaltem Motor aufzuheizen, damit deren Umwandlungsgrad steigt. Hierzu werden besondere Heizeinrichtungen vorgesehen, wie in der WO 01/42713 A1 . In Verbindung mit einer besonderen Motorsteuerung diejenige der DE 44 00 260 A1 , wird dann unverbrannter Kraftstoff oder besonders heißes Verbrennungsgas in das Abgassystem des Verbrennungsmotors gefördert. Dadurch wird der Katalysator wirksam und schnell aufgeheizt.In the prior art, it is known to heat such catalyst devices, especially when the engine is cold, so that their degree of conversion increases. For this purpose, special heaters are provided, as in the WO 01/42713 A1 , In conjunction with a special engine control that of DE 44 00 260 A1 , then unburned fuel or particularly hot combustion gas is conveyed into the exhaust system of the internal combustion engine. As a result, the catalyst is heated effectively and quickly.

Hierbei ist von Nachteil, dass der Benzinverbrauch des Verbrennungsmotors erhöht wird. Andererseits wird das Anheizen des Katalysators schon aufgrund bestehender Abgasvorschriften notwendig.This has the disadvantage that the gasoline consumption of the internal combustion engine is increased. On the other hand, the heating of the catalyst is already necessary due to existing emission regulations.

Aus der DE 43 23 243 A1 ist ein Heizverfahren für einen Katalysator im Abgassystem einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem aus wenigstens zwei Messwerten ein Signal bezüglich des Konvertierungsvermögens des Katalysators ermittelt und der Katalysator abhängig von dem Konvertierungsvermögen aufheizbar ist.From the DE 43 23 243 A1 is a heating method for a catalyst in the exhaust system of an internal combustion engine, in which from at least two measured values, a signal with respect to the conversion capacity of the catalyst determined and the catalyst is heated depending on the conversion capability.

Aus der DE 41 33 117 A1 ist ein Verfahren zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen mit einem vorwärmbaren Katalysator bekannt, bei dem ein Temperaturschwellwert bzw. die Vorwärmzeit proportional zu einem Alterungszustand des Katalysators gesteuert wird.From the DE 41 33 117 A1 A method for exhaust gas detoxification of internal combustion engines with a preheatable catalyst is known, in which a temperature threshold or the preheating time is controlled in proportion to an aging state of the catalyst.

Aus der EP 0 718 477 A1 ist ein Heizsystem für einen Katalysator bekannt, bei dem eine Steuerung zum Heizen eines Katalysators ein Gasgemisch stromabwärts einer Brennkraftmaschine in einer separaten Brennkammer verbrennt.From the EP 0 718 477 A1 For example, a heating system for a catalyst is known in which a controller for heating a catalyst burns a gas mixture downstream of an internal combustion engine in a separate combustion chamber.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen sparsam arbeitenden Verbrennungsmotor, eine verbesserte Abgasbehandlungsvorrichtung, ein damit ausgerüstetes Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor bereitzustellen, mit dem auf sparsame Weise stets ein bestimmungsgemäßer Betrieb gewährleistet ist.It is an object of the invention to provide a fuel-efficient internal combustion engine, an improved exhaust treatment device, a motor vehicle equipped therewith, and a method for operating such a motor vehicle with an internal combustion engine, with which an appropriate operation is always guaranteed in an economical manner.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments emerge from the respective dependent claims.

Einer der der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken berücksichtigt, dass die Katalysatoreinheit nur in dem Maße aufgeheizt wird, wie es für eine vorschriftsmäßige Umwandlung notwendig ist. Hierzu können Informationen verwendet werden, die beim Betrieb eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors anfallen. Hierzu zählen Betriebsstunden des Verbrennungsmotors und damit der Katalysatoreinrichtung oder auch ein Luftmengenintegral als Maß für die von der Katalysatoreinrichtung bereits umgewandelte Verbrennungsgasmenge. Im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug kann auch eine Laufstreckeninformation des Kraftfahrzeugs zur Bestimmung des Alters der Katalysatoreinrichtung verwendet werden. Aus dem Lebensalter der Katalysatoreinrichtung ergibt sich deren Umwandlungsvermögen und damit das Maß der für eine vollständige Umwandlung im kalten Zustand der Katalysatoreinrichtung notwendigen Aufheizung.One of the ideas underlying the invention takes into account that the catalyst unit is heated only to the extent necessary for a proper conversion. For this purpose, information can be used that is incurred during operation of an internal combustion engine according to the invention. These include operating hours of the internal combustion engine and thus the catalyst device or an air quantity integral as a measure of the already converted by the catalyst device amount of combustion gas. In connection with a motor vehicle, running distance information of the motor vehicle can also be used to determine the age of the catalyst device. From the age of the catalyst device results in their capacity for conversion and thus the degree of heating necessary for complete conversion in the cold state of the catalyst device.

Die Heizeinrichtung braucht nicht in einem besonders dafür vorgesehenen Teil des Kraftfahrzeugs oder der Abgasbehandlungsvorrichtung vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die Heizeinrichtung als Teil einer Motorsteuerung auszubilden, wobei diese zur Heizung der Katalysatoreinrichtung zusätzliches Verbrennungsgas oder unverbrannten Kraftstoff aus wenigstens einem Zylinder des Verbrennungsmotors in das Abgasbehandlungssystem ausstößt. Dazu ist es möglich, den Zündzeitpunkt eines Zylinders so spät vorzusehen, dass der Großteil des zur Verbrennung vorgesehenen Gemisches beim Ausblasen aus dem betreffenden Zylinder verbrennt. Dadurch wird das Abgassystem starker erwärmt als im normalen Betrieb. Diese Vorrichtung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Zündzeitpunkt durch eine Motorelektronik verändert werden kann.The heating device need not be provided in a specially provided part of the motor vehicle or the exhaust gas treatment device. It is also possible to design the heating device as part of an engine control, wherein it emits additional combustion gas or unburned fuel from at least one cylinder of the internal combustion engine into the exhaust gas treatment system for heating the catalyst device. For this purpose, it is possible to provide the ignition timing of a cylinder so late that most of the mixture intended for combustion burns out of the relevant cylinder when it is blown out. This heats the exhaust system more than normal operation. This device is particularly advantageous when the ignition can be changed by an engine electronics.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Umwandlungsdiagnoseeinrichtung an der Katalysatoreinrichtung vorgesehen, mit der der Umwandlungsgrad vom Abgas der Katalysatoreinrichtung bestimmt wird. Aus einer solchen Umwandlungsdiagnoseeinrichtung kann ein Signal bezogen werden, das der Heizeinrichtung zugeführt wird und das den Grad der Beheizung bestimmt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a conversion diagnostic device is provided on the catalyst device, with which the degree of conversion is determined by the exhaust gas of the catalyst device. From such a conversion diagnostic device, a signal can be obtained, which is supplied to the heater and determines the degree of heating.

Abweichend davon kann der Grad der Beheizung auch in Abhängigkeit einer Fahrstreckenmesseinrichtung bestimmt werden. Dadurch lässt sich eine gute Schätzung des Alters der Katalysatoreinrichtung erreichen. Deviating from this, the degree of heating can also be determined as a function of a route measuring device. As a result, a good estimate of the age of the catalyst device can be achieved.

Erfindungsgemäß wird das Alter die seit der erstmaligen Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs bzw. der Katalysatoreinrichtung zurückgelegte Laufstrecke bestimmt. Außerdem kann auch die Umwandlungsfähigkeit der Katalysatoreinrichtung oder die Betriebszeit bzw. Betriebsbelastung des Verbrennungsmotors bestimmt werden, bspw. über ein Luftmengenintegral. Danach wird eine Heizleistung der Heizeinrichtung bestimmt. In Abhängigkeit davon wird bei kaltem Verbrennungsmotor die Heizeinrichtung oder das Beheizen aktiviert, wodurch die Katalysatoreinrichtung in der zuvor bestimmten Heizleistung beaufschlagt wird.According to the invention, the age determined since the first commissioning of the motor vehicle or the catalyst device running distance. In addition, the conversion capability of the catalytic converter device or the operating time or operating load of the internal combustion engine can also be determined, for example via an air quantity integral. Thereafter, a heating power of the heater is determined. Depending on this, in the case of a cold internal combustion engine, the heating device or the heating is activated, as a result of which the catalyst device is acted upon in the previously determined heating power.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand zweier Werteverläufe veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing with reference to two value curves.

1 zeigt einen ersten Verlauf der Veränderung der Beheizung über eine von einem Kraftfahrzeug zurückgelegte Laufstrecke und 1 shows a first course of the change of heating over a covered by a motor vehicle running track and

2 zeigt einen zweiten Verlauf der Veränderung der Beheizung über eine von einem Kraftfahrzeug zurückgelegte Laufstrecke. 2 shows a second course of the change in heating over a covered by a motor vehicle running track.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffverbrauchsverbesserung kann durch eine bedarfsangepasste Katalysator-Heizfunktion verwirklicht werden. Die Abhängigkeit kann über mehrere Verfahren reguliert werden.The fuel consumption improvement according to the invention can be realized by a demand-adapted catalyst heating function. The dependency can be regulated by several methods.

Zunächst ist ein bedarfsangepasstes Kat-Heizen über die gefahrene Laufstrecke des Kraftfahrzeugs möglich, wie es in 1 veranschaulicht ist. Die Beeinflussung der Katalysatorheizung wird dabei im folgenden mit einem Wichtungsfaktor bzw. Katalysatorheizfaktor (”KH-Faktor”) bezüglich eines vorgegebenen Referenzwerts angegeben. Der KH-Faktor wird dabei hier mit ”1” für diejenige Beheizung angenommen, bei der ein durchschnittlicher Katalysator nach einer Laufstrecke von 100.000 km eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer durch einen Standardtest vorgegebenen Zeit eine vorgeschriebene Wirkung erzielt. Dabei ergeben sich folgende Wertepaare: Laufstrecke des Fahrzeugs 25.000 50.000 75.000 100.000 KH-Faktor 0,1 0,3 0,6 1,0 First, a demand-adapted catalytic heating over the driven running distance of the motor vehicle is possible, as in 1 is illustrated. The influence of the catalyst heating is given below with a weighting factor or Katalysatorheizfaktor ("KH factor") with respect to a predetermined reference value. The KH factor is here assumed to be "1" for that heating in which an average catalyst achieves a prescribed effect after a running distance of 100,000 km of a motor vehicle within a time predetermined by a standard test. The following value pairs result: Running distance of the vehicle 25,000 50,000 75,000 100000 KH-factor 0.1 0.3 0.6 1.0

Dieser Zusammenhang ist in 1 veranschaulicht. Bei 0 km ist kein KH-Moment vorgesehen, denn mit einem neuen Katalysator ergibt sich von selbst ein optimaler Kraftstoffverbrauch im Kaltstart. Bei 25 tkm ist 0,1 bzw. 10% des KH-Standard-Moments wirksam und bei 100 tkm ist 1,0 bzw. das volle KH-Moment. Der KH-Faktor wird mit dem applizierten KH-Moment multipliziert.This connection is in 1 illustrated. At 0 km no KH moment is provided, because with a new catalyst results in itself an optimal fuel consumption in the cold start. At 25 tkm, 0.1 or 10% of the standard KH torque is effective and at 100 tkm is 1.0 or the full KH torque. The KH factor is multiplied by the applied KH moment.

Außerdem ist noch ein bedarfsangepasstes Kat-Heizen über Katalysator-Diagnose möglich. Die Katalysator-Diagnose ist unabhängig von der Laufstrecke ein Maß für die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators. Bei guter Korrelation des Diagnosewertes mit der realen Alterung des Katalysators ist dies eine sehr sinnvolle Lösung, da ein Fahrer durch schonende Fahrweise den KV-Vorteil länger nutzen kann (”KV” = ”Kraftstoffverbrauch”).In addition, a needs-adapted catalytic converter heating via catalytic converter diagnosis is possible. The catalyst diagnosis is a measure of the conversion capability of the catalyst regardless of the running distance. With good correlation of the diagnosis value with the real aging of the catalyst, this is a very sensible solution, since a driver can use the KV advantage for longer by means of gentle driving style ("KV" = "fuel consumption").

Beim Auslegen einer Motorsteuerung wird nämlich auf Werte zurückgegriffen, die sich in werksseitigen Dauerversuchen ergeben. Ein vorsichtiger Nutzer eines Kraftfahrzeugs kann dabei auf günstigere Beanspruchungen kommen, als im Dauerversuch.When designing a motor control, in fact, recourse is made to values which result in factory endurance tests. A cautious user of a motor vehicle can come to more favorable conditions than in the endurance test.

Die Erfindung berücksichtigt steigende Kraftstoffpreise in Verbindung mit dem Ziel der Automobilindustrie, die CO2-Emission zu reduzieren.The invention contemplates increasing fuel prices in conjunction with the automotive industry's goal of reducing CO2 emissions.

Maßnahmen, die positiv für ein frühes ”Light-Off” (d. h. 50% der Abgase sind umgewandelt) sind, können sich grundsätzlich negativ auf den Kraftstoffverbrauch auswirken. Die Erfindung passt das Katalysator-Heizen auf den tatsächlichen Bedarf an.Measures that are positive for an early "light-off" (ie 50% of the exhaust gases converted) can generally have a negative impact on fuel economy. The invention adjusts the catalyst heating to the actual need.

Damit werden zwei Forderungen an die Automobilindustrie bei der Auslegung von Motorsteuerungen in Einklang gebracht:

  • • Die Forderung nach Reduzierung der CO2-Emission (relevant ist derzeit ein ”MVEG-B-Zyklus”)
  • • Die Forderung nach sehr schneller Konvertierung des Katalysators nach Kaltstart (zur Erfüllung der gesetzlichen Emissionslimits)
This reconciles two demands on the automotive industry in the design of engine controls:
  • • The demand for reducing CO2 emissions (currently relevant is an "MVEG-B cycle")
  • • The demand for very fast conversion of the catalytic converter after a cold start (to fulfill the statutory emission limits)

Um eine schnelle Konvertierung durch den Katalysator zu ermöglichen, werden neben Hardwaremaßnahmen (z. B. motornaher Katalysator) auch Softwaremaßnahmen genutzt, u. a. das sogenannte ”Kat-Heizen”. Erfindungsgemäß kann hierfür unter anderem eine Verschlechterung des Motorwirkungsgrades (spätere Zündung) in Kauf genommen werden. Dabei entsteht weniger Motormoment und dafür gelangt mehr thermische Energie in den Abgasstrang. Bei gleicher Momentenanforderung resultiert ein höherer Durchsatz mit höheren Abgastemperaturen und damit mehr Wärmeeintrag in den Monolith, wodurch ein früheres ”Light-Off” des Katalysators bewirkt wird. Das einmal definierte KH-Moment als Standard-Beheizung bleibt unabhängig vom Zustand des Katalysators gleich, lediglich ein Faktor wird verändert.In order to enable a fast conversion through the catalyst, software measures are used in addition to hardware measures (eg close-coupled catalyst), u. a. the so-called "Kat heating". According to the invention, a deterioration of the engine efficiency (later ignition) can be accepted for this purpose. This results in less engine torque and more thermal energy gets into the exhaust system. At the same torque requirement results in a higher throughput with higher exhaust gas temperatures and thus more heat input into the monolith, causing an earlier "light-off" of the catalyst is effected. The once defined KH-moment as standard heating remains the same regardless of the state of the catalyst, only one factor is changed.

Dem Ausführungsbeispiel liegt folgender Gedanke zugrunde. Die Abgasemissions-Limits müssen nach EU IV über eine Laufstrecke von 100.000 km eingehalten werden. Die Abstimmung bezüglich Kat-Heizen richtet sich nach dem Zustand der Katalysatoren nach durchlaufenem Dauerversuch Straße (100.000 km DVS). Die Konvertierungseigenschaften der Katalysatoren lassen durch thermische, chemische und mechanische Alterung nach. Also wird das Kat-Heizen verstärkt, um ein sicheres Einhalten der Grenzwerte zu gewährleisten.The embodiment is based on the following idea. The exhaust emission limits must be complied with according to EU IV over a running distance of 100,000 km. The vote regarding catalytic converter heating depends on the condition of the catalytic converters after a continuous road test (100,000 km DVS). The conversion properties of the catalysts are reduced by thermal, chemical and mechanical aging. Thus, the Kat heating is intensified to ensure a safe compliance with the limits.

Die Funktionsänderung bezieht sich nur auf das Kat-Heiz-Moment. Andere Bereiche, wie Kat-Heiz-Lambda sind nicht betroffen, da KV-neutral bzw. KV-verbessernd.The function change only relates to the cat heating moment. Other areas, such as cat heater lambda, are not affected, as KV neutral or KV improving.

Durch die Abgasabstimmung mit 100.000 km DVS-Kat ergibt sich ein bestimmter KH-Lambdaverlauf, sowie ein bestimmter KH-Momentenreserveverlauf.The exhaust gas tuning with 100,000 km DVS-Kat results in a certain KH lambda curve, as well as a certain KH torque reserve curve.

Diese KH-Momentenreserve kann bei besser konvertierenden Katalysatoren (z. B. Neu-Kats oder 50.000 km-Kats) reduziert werden, sogar bis auf 0% Momentenreserve, so dass der Motor auch nach einem Kaltstart mit optimalem Zündwinkel und damit mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden kann.This KH torque reserve can be reduced with better-converting catalysts (eg Neu-Kats or 50,000 km Kats), even up to 0% torque reserve, so that the engine is operated even after a cold start with optimum ignition angle and thus with optimum efficiency can be.

Bei einem neuen Katalysator ist kein bzw. wenig Kat-Heizen notwendig. Bei einem ”100 tkm-DVS-Kat” (= gealterter Standard-Katalysator) ist entsprechend viel Kat-Heizen notwendig. Das applizierte Kat-Heiz-Reservemoment wird nachfolgend mit KH bezeichnet.With a new catalyst, no or little catalyst heating is necessary. With a "100 tkm DVS catalytic converter" (= aged standard catalytic converter), a corresponding amount of catalytic converter heating is necessary. The applied Kat heating reserve torque is hereinafter referred to as KH.

2 veranschaulicht eine Variante des Katalysatorheizens, bei der der Katalysator beim Überschreiten der Standardfahrleistung verstärkt beheizt wird. 2 illustrates a variant of the catalyst heating, in which the catalyst is heated intensively when exceeding the standard driving power.

Bei einer Kat-Alterung von > 120% wird kh = 1,10. Das so verstärkte KH-Moment wird genutzt, um die Einhaltung der EOBD-Grenzwerte auch für ein Altfahrzeug zu erleichtern.With cat aging of> 120%, kh = 1.10. The increased KH moment is used to make it easier to comply with EOBD limits, even for end-of-life vehicles.

Der KV-Vorteil bei Neu-Katalysatoren liegt je nach Bedarf und Abstimmung zwischen 1% und 3% des MVEG-Verbrauchs mit voll aktivem Kat-Heizen.The KV advantage for new catalytic converters is between 1% and 3% of the MVEG consumption with fully active catalytic converter heating, depending on requirements and coordination.

Die erfindungsgemäße Funktion ist leicht in bestehende Systeme zu implementieren und erfordert wenig Applikationsaufwand (geringe Kosten). Der MVEG-Verbrauch bei Neufahrzeugen und damit der Veröffentlichungswert kann ohne Einbußen bzgl. Erreichen der Emissionslimits über die Laufstrecke gesenkt werden.The function according to the invention is easy to implement in existing systems and requires little application effort (low costs). The MVEG consumption for new vehicles and thus the publication value can be reduced without compromising on reaching the emission limits over the running distance.

Es ergibt sich ein Kraftstoffverbrauchsvorteil im Real-Kundenbetrieb, im MVEG-Verbrauch (Neu-Kats: 100% KV-Vorteil, 100.000 km-Kats: bisheriges Kraftstoffverbrauch-Niveau) und beim KV-Veröffentlichungswert.This results in a fuel consumption advantage in real customer operation, in MVEG consumption (New Kats: 100% KV advantage, 100,000 km Kats: previous fuel consumption level) and KV publication value.

Claims (6)

Abgasbehandlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Katalysatoreinrichtung und mit einer im Bereich der Katalysatoreinrichtung angeordneten Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung einen Ansteuereingang aufweist, in den eine Umwandlungsinformation über die Katalysatoreinrichtung eingebbar ist und wobei die Heizeinrichtung die Katalysatoreinrichtung in Abhängigkeit der Umwandlungsinformation mit Wärme beaufschlagt, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine konstante erhöhte Heizleistung der Heizeinrichtung vorzugeben, falls eine Katalysatoreinrichtungsalterung einen Referenzwert überschreitet.Exhaust treatment device for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a catalyst device and with a heating device arranged in the region of the catalyst device, the heating device having a drive input into which conversion information can be input via the catalyst device and wherein the heating device applies heat to the catalyst device as a function of the conversion information characterized by a controller adapted to provide a constant increased heating power of the heater if catalyst aging exceeds a reference value. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Katalysatoreinrichtung eine Umwandlungsdiagnoseeinrichtung vorgesehen ist, die den Umwandlungsgrad von Abgas in der Katalysatoreinrichtung bestimmt, wobei ein Ausgangssignal der Umwandlungsdiagnoseeinrichtung der Heizeinrichtung zugeführt ist. Exhaust treatment device according to claim 1, characterized in that in the region of the catalyst device, a conversion diagnostic device is provided which determines the degree of conversion of exhaust gas in the catalyst device, wherein an output of the conversion diagnostic device is supplied to the heater. Verbrennungsmotor mit einer Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei im Bereich des Verbrennungsmotors eine Zeitmesseinrichtung zur Bestimmung der Gesamtbetriebsdauer des Verbrennungsmotors vorgesehen ist und wobei ein Ausgangssignal der Zeitmesseinrichtung der Heizeinrichtung zugeführt ist.An internal combustion engine with an exhaust gas treatment apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein in the region of the internal combustion engine, a time measuring device is provided for determining the total operating time of the internal combustion engine and wherein an output signal of the time measuring device is supplied to the heating device. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung als Teil einer Motorsteuerung ausgebildet ist, wobei diese zur Heizung der Katalysatoreinrichtung zusätzliches Verbrennungsgas und/oder unverbrannten Kraftstoff aus wenigstens einem Zylinder des Verbrennungsmotors ausstößt und einen Zündzeitpunkt eines Zylinders derart vorsieht, dass ein Teil eines zur Verbrennung vorgesehenen Gemisches beim Ausblasen aus dem Zylinder verbrennt.Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the heating device is designed as part of an engine control, which emits for heating the catalyst device additional combustion gas and / or unburned fuel from at least one cylinder of the internal combustion engine and an ignition timing of a cylinder provides such that a part of a burned mixture burns when blowing out of the cylinder. Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 3 oder Anspruch 4 und/oder mit einer Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei zusätzlich eine Fahrtstreckenmesseinrichtung vorgesehen ist und wobei ein Ausgangssignal der Fahrtstreckenmesseinrichtung der Heizeinrichtung zugeführt ist.Motor vehicle with an internal combustion engine according to claim 3 or claim 4 and / or with an exhaust gas treatment device according to claim 1 or claim 2, wherein additionally a travel distance measuring device is provided and wherein an output signal of the travel distance measuring device is supplied to the heating device. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, der eine Abgasbehandlungsvorrichtung mit einer Katalysatoreinrichtung und mit einer im Bereich der Katalysatoreinrichtung angeordneten Heizeinrichtung aufweist, wobei das Verfahren nach dem Starten des kalten Verbrennungsmotors die folgenden Schritte aufweist: – Bestimmen der vom Kraftfahrzeug seit der erstmaligen Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs bzw. seit der erstmaligen Inbetriebnahme der Katalysatoreinrichtung zurückgelegten Laufstrecke, der Umwandlungsfähigkeit der Katalysatoreinrichtung oder der vom Verbrennungsmotor seit der erstmaligen Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors bzw. seit der erstmaligen Inbetriebnahme der Katalysatoreinrichtung gearbeiteten Betriebszeit und/oder Betriebsbelastung, – Bestimmen einer konstanten erhöhten Heizleistung der Heizeinrichtung, falls eine Katalysatoreinrichtungsalterung einen Referenzwert überschreitet, – Aktivieren der Heizeinrichtung und Beaufschlagen der Katalysatoreinrichtung mit der zuvor bestimmten Heizleistung.Method for operating a motor vehicle with an internal combustion engine, which has an exhaust gas treatment device with a catalytic converter device and with a heating device arranged in the region of the catalytic converter device, the method having the following steps after starting the cold internal combustion engine: Determining the running distance covered by the motor vehicle since the first startup of the motor vehicle or since the initial startup of the catalytic converter, the conversion capability of the catalytic converter device or the operating time and / or operating load worked by the internal combustion engine since the first startup of the internal combustion engine or since the first startup of the catalytic converter device . Determining a constant increased heating power of the heater if catalyst aging exceeds a reference value, - Activate the heater and applying the catalyst device with the previously determined heating power.
DE10323979.0A 2003-05-27 2003-05-27 Exhaust treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle Expired - Fee Related DE10323979B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10323979.0A DE10323979B4 (en) 2003-05-27 2003-05-27 Exhaust treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10323979.0A DE10323979B4 (en) 2003-05-27 2003-05-27 Exhaust treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10323979A1 DE10323979A1 (en) 2004-12-16
DE10323979B4 true DE10323979B4 (en) 2014-04-30

Family

ID=33441350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10323979.0A Expired - Fee Related DE10323979B4 (en) 2003-05-27 2003-05-27 Exhaust treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10323979B4 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007031768A1 (en) * 2007-07-07 2009-01-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for controlling heating of catalyst in exhaust gas of combustion engine in motor vehicle, involves activating measure with new catalyst, with which former heat quantity or later heat quantity are reduced
DE102009054127B4 (en) 2009-11-20 2021-11-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for activating the heating of a lambda probe in an exhaust system with a catalytic converter that can be heated by the exhaust gas
DE102011009619A1 (en) * 2011-01-28 2012-08-02 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Method for operating an exhaust system
US9151196B2 (en) * 2012-08-15 2015-10-06 Ford Global Technologies, Llc Ducting system for feeding air and exhaust gases to an internal combustion engine and for discharging the exhaust gases produced by the internal combustion engine from the internal combustion engine
DE102018123586A1 (en) * 2018-09-25 2020-03-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Device and method for exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine
CN114183264B (en) * 2021-12-16 2023-09-15 潍柴动力股份有限公司 Control method and device for engine operation mode

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4133117A1 (en) * 1991-10-05 1993-04-08 Audi Ag Decontamination of combustion engine exhaust gases - preheating catalyser, e.g. by feeding secondary air or electrical heating, according to its ageing state and downstream temp.
DE4323243A1 (en) * 1993-07-12 1995-01-26 Bosch Gmbh Robert Demand-oriented heating method for a catalytic converter in the exhaust gas system of an internal combustion engine
DE4400260A1 (en) * 1994-01-07 1995-07-13 Bosch Gmbh Robert Control system for IC engine
EP0718477A1 (en) * 1994-12-19 1996-06-26 Petroleum Energy Center Heating system for catalytic converter
DE19933712A1 (en) * 1999-07-19 2001-05-17 Volkswagen Ag Method for controlling an operating mode of an internal combustion engine
WO2001042713A1 (en) * 1999-12-09 2001-06-14 Robert Bosch Gmbh Device for the exhaust treatment in an internal combustion engine
DE10114456A1 (en) * 2000-04-07 2001-10-11 Volkswagen Ag Procedure for coordination of exhaust relevant measures with direct fuel injected internal combustion engine entails determining by use of measuring, evaluating and control equipment the state of NOx storage catalyser
DE10018062A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-25 Volkswagen Ag Multiple cylinder engine used for vehicles comprises multiple flooding exhaust gas purifier consisting of exhaust gas pipes into which one or more cylinders open, nitrogen oxides storage catalysts and gas sensor, and suction device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4133117A1 (en) * 1991-10-05 1993-04-08 Audi Ag Decontamination of combustion engine exhaust gases - preheating catalyser, e.g. by feeding secondary air or electrical heating, according to its ageing state and downstream temp.
DE4323243A1 (en) * 1993-07-12 1995-01-26 Bosch Gmbh Robert Demand-oriented heating method for a catalytic converter in the exhaust gas system of an internal combustion engine
DE4400260A1 (en) * 1994-01-07 1995-07-13 Bosch Gmbh Robert Control system for IC engine
EP0718477A1 (en) * 1994-12-19 1996-06-26 Petroleum Energy Center Heating system for catalytic converter
DE19933712A1 (en) * 1999-07-19 2001-05-17 Volkswagen Ag Method for controlling an operating mode of an internal combustion engine
WO2001042713A1 (en) * 1999-12-09 2001-06-14 Robert Bosch Gmbh Device for the exhaust treatment in an internal combustion engine
DE10114456A1 (en) * 2000-04-07 2001-10-11 Volkswagen Ag Procedure for coordination of exhaust relevant measures with direct fuel injected internal combustion engine entails determining by use of measuring, evaluating and control equipment the state of NOx storage catalyser
DE10018062A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-25 Volkswagen Ag Multiple cylinder engine used for vehicles comprises multiple flooding exhaust gas purifier consisting of exhaust gas pipes into which one or more cylinders open, nitrogen oxides storage catalysts and gas sensor, and suction device

Also Published As

Publication number Publication date
DE10323979A1 (en) 2004-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3502428B1 (en) Exhaust gas treatment system and method for treating the exhaust gas of a combustion engine
DE10022981B4 (en) Emission Control System
EP1121513B1 (en) Method for reducing nitrogen oxide in the exhaust gases of an internal combustion engine operated with a lean mixture
EP1161618B1 (en) Method of desulfating an nox storage catalyst
DE10258452B4 (en) Catalytic converter with early start-up using cylinder deactivation
DE4335762C2 (en) Method for controlling a two-stroke internal combustion engine
DE102008059224B4 (en) Aging device for a catalytic converter in a vehicle and associated method
DE4325202A1 (en) Control arrangement for secondary -air supply to an exhaust catalytic converter - for catalytic reduction of hydrocarbons, carbon mon:oxide and nitrogen oxide(s)
DE10323979B4 (en) Exhaust treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle
EP2150686A1 (en) Method and device for operating a motor vehicle comprising an exhaust gas heating device
DE102006014249A1 (en) Lambda value pre-controlling method for use during pre-heating phase of catalyzer, involves partially loading lambda-characteristic of lambda-pre-control, so that temporal lambda-center value is provided and lambda-value is obtained
DE112010003098T5 (en) Method for controlling the fuel injection quantity of a burner and device for post-treatment of exhaust gases
DE10323247A1 (en) Method for operating a drive system from a diesel engine with a diesel oxidation catalyst for exhaust gas purification
DE60018863T2 (en) Method and apparatus for purifying exhaust gases from motor vehicle engines
DE10226873B4 (en) Method for controlling the mode selection of an internal combustion engine
DE10162115A1 (en) Method and device for catalyst heating
DE10113382A1 (en) Method for heating a downstream catalyst in an exhaust gas system of an internal combustion engine
DE102005039316A1 (en) Hybrid vehicle incorporates internal combustion engine and/or electric motor for production of torque for adjustment of given conversion activity of catalyzer system
DE10222769A1 (en) Start-up process control method for an internal combustion engine with two or more cylinders controls fuel injection by selecting cylinders and individual operating cycles.
EP1255922A2 (en) Device and method for controlling operation of a multi-cylinder engine for motor vehicles having a multi-flow emission control system
DE102017101610A1 (en) Method for reducing cold-start emissions in a spark-ignited internal combustion engine
DE69908858T2 (en) Diesel engine with combustion heater
DE102011116224B4 (en) Method for optimizing an electrically heated exhaust treatment system
DE60216714T3 (en) Control device for motor vehicle diesel engines
DE102004015131A1 (en) Method for operating an internal combustion engine and device for carrying out the method

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, US

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: STRAUSS, P., DIPL.-PHYS.UNIV. MA, PAT.-ANW., 65193

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US

Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US

Effective date: 20110323

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R020 Patent grant now final

Effective date: 20150131

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee