DE10338181B4 - Method and device for influencing the temperature of a catalyst system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Temperaturbeeinflussung eines in der Abgasanlage einer vorzugsweise direkteinspritzenden schichtladefähigen oder magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysatorsystems, welches zumindest einen Vorkatalysator und zumindest einen stromab des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator umfasst, wobei ein Wert einer Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK, des Hauptkatalysators OSC_HK und des Katalysatorsystems OSC_K bestimmt wird und in Abhängigkeit von diesen Werten selektive Maßnahmen zur Temperaturbeeinflussung von zumindest einer der Komponenten der Abgasanlage Vorkatalysator oder Hauptkatalysator durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur selektiven Bestimmung des Wertes der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK – innerhalb eines Zeitintervalls T_VK, in dem zu erwarten ist, dass OSC_VK größer als ein Stalysators OSC_HK kleiner als ein Schwellwert OSC_HKS1 ist, – aus einem zeitlichen Verlauf der Sauerstoffkonzentration stromab des Hauptkatalysators der dem Zeitintervall T_VK zugeordnete Wert der OSC des Katalysatorsystems OSC_K ermittelt und – OSC_VK näherungsweise gleich OSC_K gesetzt wird und – innerhalb eines...A method for influencing the temperature of a catalyst system arranged in the exhaust system of a preferably direct-injecting stratified or lean-burn internal combustion engine, which comprises at least one primary catalyst and at least one main catalyst located downstream of the primary catalyst, a value of an oxygen storage capacity of the primary catalyst OSC_VK, the main catalyst OSC_HK and the catalyst system being determined and OSC_Katalyst Depending on these values, selective measures for influencing the temperature of at least one of the components of the exhaust system primary catalytic converter or main catalytic converter are carried out, characterized in that for the selective determination of the value of the oxygen storage capacity of the primary catalytic converter OSC_VK - within a time interval T_VK in which it is to be expected that OSC_VK greater than a stalyser OSC_HK is less than a threshold value OSC_HKS1, - from a temporal course of the oxygen c Concentration downstream of the main catalytic converter, the value of the OSC of the catalytic converter system OSC_K assigned to the time interval T_VK is determined and - OSC_VK is set approximately equal to OSC_K and - within a ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperaturbeeinflussung eines Katalysatorsystems nach den Oberbegriffen der unabhängigen PatentansprücheThe invention relates to a method and a device for influencing the temperature of a catalyst system according to the preambles of the independent claims

Bekannte zur Abgasreinigung von Verbrennungskraftmaschinen eingesetzte Katalysatorsysteme umfassen häufig mindestens einen motornah angeordneten, kleinvolumigen Vorkatalysator und mindestens einen weiter stromab angeordneten, größeren Hauptkatalysator. Die Systemkomponenten können dabei als Oxidationskatalysatoren zur Konvertierung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO), als Reduktionskatalysatoren zur Reduzierung von Stickoxiden NOx oder als 3-Wege-Katalysatoren, welche die genannten oxidativen und reduktiven Konvertierungen gleichzeitig fördern, ausgestaltet sein. Im Falle magerlauffähiger Verbrennungskraftmaschinen kann der Hauptkatalysator zusätzlich mit einer NOx-Speicherkomponente ausgestattet sein, der in mageren Betriebsphasen, in denen die Verbrennungskraftmaschine mit einem sauerstoffreichen Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ > 1 beaufschlagt wird, Stickoxide (NOx) einspeichert, um diese in fetten Betriebsintervallen mit λ < 1 wieder freizusetzen und zu reduzieren.Known catalyst systems used for exhaust gas purification of internal combustion engines frequently comprise at least one small volume precatalyst arranged close to the engine and at least one larger main catalytic converter arranged further downstream. The system components can be designed as oxidation catalysts for the conversion of unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO), as reduction catalysts for the reduction of nitrogen oxides NOx or as 3-way catalysts which simultaneously promote said oxidative and reductive conversions. In the case of lean-burn internal combustion engines, the main catalytic converter may additionally be equipped with a NOx storage component which, in lean operating phases in which the internal combustion engine is charged with an oxygen-rich air-fuel mixture with λ> 1, stores nitrogen oxides (NOx) in order to grease them Release operating intervals with λ <1 and reduce them again.

Fahrzeuge mit magerlauffähigen oder direkteinspritzenden, schichtladefähigen Ottomotoren können im unteren Lastbereich in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden. Dabei stellt der Schichtbetrieb im allgemeinen die verbrauchsgünstigste Betriebsart dar. Um das maximale Potential dieser Betriebsart auszunutzen, wird eine möglichst häufige Nutzung des Schichtbetriebes angestrebt.Vehicles with lean-running or direct-injection, stratified charge gasoline engines can be operated in the lower load range in various operating modes. In this case, the shift operation generally represents the most fuel-efficient operating mode. In order to exploit the maximum potential of this operating mode, the most frequent possible use of shift operation is sought.

Die Abgastemperatur von Verbrennungsmotoren nimmt üblicherweise mit sinkender Last und in geringerem Maße mit sinkender Drehzahl ab. In länger andauerndem Schwachlastbetrieb, z. B. Dauer-Leerlauf, Stop-and-go-Verkehr, Stadtfahrt, wird somit ein zumindest erster Katalysator teilweise so stark ausgekühlt, dass er seine maximal mögliche Konvertierungsleistung nicht mehr erreicht. Insbesondere der Schichtbetrieb stellt mit seinen relativ niedrigen Abgastemperaturen im Vergleich zum stöchiometrischen Motorbetrieb bei Lambda = 1 besonders hohe Ansprüche an die Abgasnachbehandlung. Vor allem bei gealterten Abgasreinigungssystemen führt der Alterungseinfluss zu einer Verschiebung der Anspringtemperatur in Richtung höher Temperaturen und somit zu einer entsprechend schlechteren Light-Off-Charakteristik der Abgasanlage.The exhaust gas temperature of internal combustion engines usually decreases with decreasing load and to a lesser extent with decreasing speed. In longer lasting low load operation, z. As permanent idling, stop-and-go traffic, city driving, thus at least a first catalyst is partially cooled down so much that it no longer reaches its maximum possible conversion performance. In particular, the stratified operation with its relatively low exhaust gas temperatures compared to the stoichiometric engine operation at lambda = 1 particularly high demands on the exhaust aftertreatment. Especially with aged exhaust gas cleaning systems, the influence of aging leads to a shift in the light-off temperature in the direction of higher temperatures and thus to a correspondingly poorer light-off characteristic of the exhaust system.

Im Stand der Technik ( DE 197 29 087 C2 ) ist bekannt, bei Unterschreiten von Abgas- und/oder Katalysatortemperaturschwellen abgas- und/oder katalysatortemperatursteigernde Maßnahmen zu ergreifen. Mit diesen bekannten Verfahren wird zwar eine gewisse Emissionssicherheit gewährleistet, da durch entsprechende Wahl der Temperaturschwellen ein Auskühlen der Katalysatoren verhindert wird. Jedoch ist über die reine Temperaturschwellenabfrage keine Aussage über den tatsächlichen Temperaturhaushalt des Katalysators möglich. Somit muss bei Unterschreiten einer Temperaturschwelle üblicherweise zur Gewährleistung der Emissionssicherheit auf den Schichtbetrieb zugunsten des ”heißeren” aber auch kraftstoffverbrauchserhöhenden Homogenbetrieb verzichtet werden, obwohl üblicherweise die Auskühlung einer kleinen Teilzone eines Katalysators unter eine Temperaturschwelle toleriert werden kann.In the prior art ( DE 197 29 087 C2 ) is known to fall below exhaust and / or catalyst temperature thresholds to take exhaust and / or catalyst temperature-increasing measures. Although a certain emission safety is ensured with these known methods, since a cooling of the catalysts is prevented by appropriate choice of the temperature thresholds. However, about the pure temperature threshold query no statement about the actual temperature of the catalyst catalyst is possible. Thus, when falling below a temperature threshold usually to ensure emission safety on the shift operation in favor of the "hotter" but also fuel consumption-increasing homogeneous operation must be waived, although usually the cooling of a small sub-zone of a catalyst can be tolerated below a temperature threshold.

Ferner kann ein Hauptkatalysator, welcher sich mit seinem Temperaturniveau oberhalb einer vorgebbaren Light-Off-Temperatur befindet, zumindest teilweise einen Konvertierungsverlust zumindest eines vorgeschalteten ausgekühlten Vorkatalysators kompensieren und besondere temperatursteigernde Maßnahmen sind nicht erforderlich.Further, a main catalyst, which is at a temperature level above a predetermined light-off temperature, at least partially compensate for a loss of conversion at least one upstream cooled pre-catalyst and special temperature-increasing measures are not required.

Abhilfe kann hier durch Maßnahmen zur Erhöhung einer Abgas- und/oder Katalysatortemperatur abhängig von einem Energieaustrag aus einem Katalysator ergriffen werden. Hierbei wird ein für den entsprechenden Katalysator, basierend auf der Abgastemperatur, vor dem Vorkatalysator und einer definierten Light-Off-Temperatur, notwendige Wärmestrom ermittelt und ergibt kumuliert den Energieaustrag aus dem Katalysator. Bei Überschreiten vorgebbarer Schwellwerte für den Energieaustrag können abgas- und/oder temperatursteigernde Maßnahmen ergriffen werden. Diese Bestimmung ist sowohl für einen motornahen Vorkatalysator möglich, als auch für einen weiter stromab angeordneten Hauptkatalysator. Voraussetzung ist hierbei jedoch die Bestimmung des entsprechenden Konvertierungszustandes von Vorkatalysator bzw. Hauptkatalysator. In Kombination zum abgas- und/oder katalysatortemperatursteigernden Eingriff während des Motorbetriebes ist bereits eine Kenntnis der aktuellen Konvertierungsleistung von Vor- bzw. Hauptkatalysator vor dem eigentlichen Motorstart von besonderem Interesse. Hiermit lässt sich bereits bei Motorstart auf die aktuelle Light-Off-Charakteristik durch entsprechende Maßnahmen bei der sogenannten ”Katheizfunktion”, welche üblicherweise innerhalb der ersten 2 ... 120 Sekunden nach Motorstart ergriffen wird, Rücksicht nehmen. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Strategien für den Motorstart realisieren, welche in Abhängigkeit der Konvertierungsleistung der Katalysatoren, insbesondere des Vorkatalysators und somit zum schnelleren Erreichen der Light-Off-Temperatur führen.Remedy can be taken here by measures to increase an exhaust gas and / or catalyst temperature depending on an energy drain from a catalyst. In this case, a heat flow necessary for the corresponding catalyst, based on the exhaust gas temperature, upstream of the precatalyst and a defined light-off temperature, is determined and cumulatively results in the energy discharge from the catalyst. When predefinable threshold values for the energy discharge are exceeded, exhaust gas and / or temperature-increasing measures can be taken. This determination is possible both for a pre-catalytic converter close to the engine and for a main catalytic converter arranged further downstream. The prerequisite here, however, is the determination of the corresponding conversion state of the primary catalyst or catalytic converter. In combination with the exhaust gas and / or catalyst temperature increasing intervention during engine operation is already a knowledge of the current conversion performance of pre- or main catalyst before the actual engine start of particular interest. This makes it possible to take into account the current light-off characteristic at the start of the engine by taking appropriate measures in the so-called "catalytic heating function", which is usually taken within the first 2 ... 120 seconds after engine start. As a result, different strategies for starting the engine can be realized, which result in dependence on the conversion performance of the catalysts, in particular the precatalyst and thus for faster achievement of the light-off temperature.

Voraussetzung für die oben genannten Maßnahmen ist eine selektive Bestimmung der aktuellen Konvertierungsleistung eines Katalysators. Bekannt ist, dass die Sauerstoffspeicherfähigkeit (Oxygen-storage-capacity OSC) eines Katalysators mit der Light-Off-Temperatur insbesondere für die Oxidation unverbrannter Kohlenwasserstoffe HC korreliert.The prerequisite for the above measures is a selective determination of the current conversion performance of a catalytic converter. It is known that the oxygen storage capacity (OSC) of a catalyst correlates with the light-off temperature, in particular for the oxidation of unburned hydrocarbons HC.

Aus der DE 100 40 517 A1 ist ein Verfahren bekannt, um die Temperatur eines in der Abgasanlage einer vorzugsweise direkteinspritzenden schichtladefähigen oder magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysatorsystems, welches zumindest einen Vorkatalysator und zumindest einen stromab des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator umfasst, zu beeinflussen.From the DE 100 40 517 A1 A method is known for influencing the temperature of a catalytic converter system arranged in the exhaust system of a preferably direct-injection, stratified charge or lean-burn internal combustion engine, which comprises at least one primary catalytic converter and at least one main catalytic converter arranged downstream of the primary catalytic converter.

Bekannte Verfahren zur Bestimmung der OSC, beispielsweise das Dokument US 2003/0017603 A1 , berücksichtigen die Signalverläufe einer dem Abgasreinigungssystem, üblicherweise eine Kombination aus motornahem Vorkatalysator und stromab angeordnetem Hauptkatalysator, vorgeschalteten bzw. dem Hauptkatalysator nachgeschalteten sauerstoffsensitiven Messeinrichtung. Hierbei wird die OSC entweder über das Gesamtsystem, Vorkatalysator und Hauptkatalysator oder bei Vorhandensein einer zusätzlichen sauerstoffsensitiven Messseinrichtung zwischen den Katalysatoren selektiv über die einzelnen Katalysatoren bestimmt.Known methods for determining the OSC, for example the document US 2003/0017603 A1 , take into account the waveforms of the exhaust gas purification system, usually a combination of close to the engine primary catalyst and downstream main catalyst, upstream or downstream of the main catalyst oxygen-sensitive measuring device. In this case, the OSC is determined either via the overall system, precatalyst and main catalyst or in the presence of an additional oxygen-sensitive measuring device between the catalysts selectively via the individual catalysts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die auf eine einfache und kostengünstige Weise einen optimierten Betrieb eines Katalysatorsystems in Abhängigkeit von einer ermittelten OSC des Vorkatalysators bzw. Hauptkatalysators des Katalysatorsystems ermöglichen.The object of the present invention is to provide a method and a device which enable optimized operation of a catalyst system as a function of a determined OSC of the precatalyst or main catalyst of the catalyst system in a simple and cost-effective manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelost.According to the invention, this object is achieved by the features of the independent claims.

Erfindungsgemäß wird ein gattungsgemäßes Verfahren zur selektiven Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit eines Vorkatalysators bzw. Hauptkatalysators weiterentwickelt, bei dem die OSC der einzelnen Katalysatoren für eine Systemkonfiguration mit motornah angeordnetem Vorkatalysator und stromab angeordneten Hauptkatalysator ohne zusätzliche sauerstoffsensitive Messeinrichtung zwischen den Katalysatoren selektiv bestimmt werden kann.According to the invention, a generic method for the selective determination of the oxygen storage capacity of a precatalyst or main catalyst is further developed, in which the OSC of the individual catalysts for a system configuration with pre-catalyst arranged close to the engine and downstream main catalyst can be selectively determined between the catalysts without additional oxygen-sensitive measuring device.

Hierfür wird zunächst die OSC des betriebswarmen Vorkatalysator bestimmt, zu einem Zeitpunkt, wo die OSC des Hauptkatalysators nicht oder wenig aktiv ist. Zu einem späteren Zeitpunkt, bei welchem sowohl der Vorkatalysator als auch der Hauptkatalysator seine Betriebstemperatur erreicht und somit die OSC des Gesamtsystems vermessen werden kann, wird die OSC des Hauptkatalysators bestimmt. Die Ermittlung der OSC erfolgt aus einem entsprechenden Signalverlauf einer sauerstoffsensitiven Messeinrichtung (Lambda-Sonde, NOx-Sensor) stromab des Hauptkatalysators. Vorzugsweise wird die Bestimmung der OSC des Vorkatalysators mit diesem Verfahren erst nach Abschluss eventueller vorgelagerter Heizmaßnahmen durchgeführt jedoch vor Erreichen/Überschreiten der Light-Off-Temperatur eines stromab befindlichen Hauptkatalysators.For this purpose, first the OSC of the operating-temperature precatalyst is determined, at a time when the OSC of the main catalyst is not active or only slightly active. At a later time, in which both the pre-catalyst and the main catalyst reaches its operating temperature and thus the OSC of the entire system can be measured, the OSC of the main catalyst is determined. The OSC is determined from a corresponding signal curve of an oxygen-sensitive measuring device (lambda probe, NOx sensor) downstream of the main catalytic converter. Preferably, the determination of the OSC of the precatalyst with this method is carried out only after completion of any upstream heating measures, but before reaching / exceeding the light-off temperature of a downstream main catalyst.

Dabei wird die Verbrennungskraftmaschine alternierend zwischen fettem und magerem Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben und die zeitlich unterschiedlichen Signalverläufe hinsichtlich der eingespeicherten Sauerstoffmasse bewertet. Je größer der Sauerstoffspeicher eines Katalysators ist, desto mehr Zeit vergeht, bis die sauerstoffsensitive Messeinrichtung nach dem Katalysator bzw. nach dem Abgasreinigungssystem den entsprechenden Gemischsprung erkennt.In this case, the internal combustion engine is operated alternately between rich and lean air-fuel mixture and assessed the temporally different waveforms with respect to the stored oxygen mass. The larger the oxygen storage of a catalyst, the more time passes until the oxygen-sensitive measuring device recognizes the corresponding mixture jump after the catalyst or after the exhaust gas purification system.

Bei einem Betrieb eines Katalysatorsystems muss ausgeschlossen werden, das eine eventuelle Schwefelvergiftung des Vorkatalysators, insbesondere des NOx-Speicherkatalysators, welche ebenfalls zu verminderten OSC-Werten führt, irrtümlicherweise abgas- und/oder katalysatortemperatursteigernde Maßnahmen nach sich zieht. Eine Anforderung von entsprechenden Maßnahmen wird nur durchgeführt, solange die Schwefelbeladung des Katalysators kleiner einer applizierbaren Schwelle ist. Bevorzugt kann eine Schwefelvergiftung des NOx-Speicherkatalysators durch zumindest eine der folgenden Maßnahmen detektiert werden. Zum einen kann bei Vorhandensein einer sauerstoffsensitiven Messeinrichtung (NOx-Sensor) stromab des NOx-Speicherkatalysators ein NOx-Aktivitätseinbruch detektiert werden, zum anderen kann in einem Motorsteuergerät eine Rechengröße mit einem fast zu applizierenden Wert für den Kraftstoffschwefelgehalt den Schwefeleintrag in den Katalysator in Abhängigkeit der durchgesetzten Kraftstoffmasse berechnet werden. In Kombination mit den selektiv bestimmten OSC-Werten des Vorkatalysators bzw. Hauptkatalysators lässt sich somit zwischen einem Schwefelvergifteten bzw. gealterten Katalysator differenzieren.When operating a catalyst system, it must be ruled out that any possible sulfur poisoning of the precatalyst, in particular of the NOx storage catalyst, which likewise leads to reduced OSC values, erroneously entails exhaust gas and / or catalyst temperature-increasing measures. A request for appropriate measures is only carried out as long as the sulfur loading of the catalyst is smaller than an applicable threshold. Preferably, sulfur poisoning of the NOx storage catalyst can be detected by at least one of the following measures. On the one hand, in the presence of an oxygen-sensitive measuring device (NOx sensor) downstream of the NOx storage catalytic converter, a NOx activity slump can be detected, and on the other hand, in an engine control unit, an arithmetic variable with an almost to be applied value for the fuel sulfur content, the sulfur input into the catalyst as a function of be enforced fuel mass. In combination with the selectively determined OSC values of the precatalyst or main catalyst, it is thus possible to differentiate between a sulfur-poisoned or aged catalyst.

Die Bestimmung des jeweiligen Katalysatorzustandes erfolgt durch Auswertung der vorher ermittelten OSC-Werte. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens geschieht dies folgendermaßen:

  • • In einem ersten Schritt wird die OSC des Vorkatalysators bestimmt, solange die Light-Off-Temperatur des Hauptkatalysators und somit seine Fähigkeit Sauerstoff ein- bzw. auszuspeichern nicht überschritten ist. Mit zunehmender Alterung der Katalysatoren im Fahrzeugbetrieb wird das Verfahren unempfindlicher hinsichtlich Streuungen, da die Light-Off-Temperatur des Hauptkatalysators mit zunehmender Alterung zu höheren Temperaturen verschoben wird. Hierdurch steigt auch die Temperatur, bei welcher ein alternierender Fett-Mager-Betrieb zu einer Sauerstoffeinspeicherung bzw. Sauerstoffausspeicherung führt. Bei Konzepten mit einer sauerstoffsensitiven Messeinrichtung (Lambda-Sonde) nach dem Vorkatalysator kann diese OSC-Bestimmung unabhängig von der Temperatur des Hauptkatalysators durchgeführt werden.
  • • In einem zweiten Schritt, bei welchem sowohl der Vorkatalysator als auch der Hauptkatalysator ihre Betriebstemperatur erreicht haben und gleichmäßig durchwärmt sind, kann die Bestimmung der OSC des Gesamtsystems, wie bereits bekannt, über einen Sondensprung nach dem Hauptkatalysator erfolgen. Voraussetzung für eine reproduzierbare OSC-Bestimmung ist hierbei die homogene Durchwärmung des Gesamtsystems.
  • • In einem dritten Schritt wird aus den ermittelten Werten die sich ergebene OSC für den Hauptkatalysator ermittelt: OSC-Hauptkat = OSC-System – OSC-Vorkat. Diese Werte werden dann mit frei in einem Steuergerät applizierbaren und für das entsprechende Katalysatorsystem gültigen Werte verglichen. Solange die Bestimmung der OSC des Gesamtsystems bzw. der einzelnen Katalysatoren die vorgegebenen Werte nicht unterschreitet, werden keine Maßnahmen hinsichtlich Entschwefelung getroffen. Sollte die OSC-Bestimmung einen Einbruch in der Gesamtsauerstoffspeicherkapazität zeigen, wird in nachfolgenden Schritten zunächst eine Differenzierung zwischen Vorkatalysator und Hauptkatalysator durchgeführt, analog zur Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Gesamtsystems.
  • • Wird durch Auswertung der selektiven OSC des Vor- bzw. Hauptkatalysators ein Einbruch der Sauerstoffspeicherfähigkeit unter einen vorgebbaren Wert ermittelt, wird zunächst zwischen einem Einbruch der OSC am Vorkatalysator bzw. am Hauptkatalysator differenziert.
The determination of the respective catalyst state is carried out by evaluating the previously determined OSC values. In a preferred embodiment of the method, this is done as follows:
  • • In a first step, the precursor's OSC is determined as long as the light-off temperature of the main catalytic converter and thus its ability to inject and release oxygen is not exceeded. With increasing aging of the catalytic converters in vehicle operation, the method is less susceptible to scattering, since the light-off temperature of the main catalyst is shifted to higher temperatures with increasing aging. hereby Also increases the temperature at which an alternating fat-lean operation leads to an oxygen storage or oxygen storage. In concepts with an oxygen-sensitive measuring device (lambda probe) downstream of the precatalyst, this OSC determination can be carried out independently of the temperature of the main catalyst.
  • In a second step, in which both the pre-catalyst and the main catalyst have reached their operating temperature and are heated uniformly, the determination of the OSC of the entire system, as already known, can take place via a probe jump after the main catalyst. The prerequisite for a reproducible OSC determination is homogeneous heating of the entire system.
  • • In a third step, the determined values are used to determine the resulting OSC for the main catalyst: OSC main cat = OSC system - OSC precat. These values are then compared with values which can be applied freely in a control unit and are valid for the corresponding catalyst system. As long as the determination of the OSC of the total system or of the individual catalysts does not fall below the specified values, no measures are taken with regard to desulfurization. If the OSC determination shows a collapse in the total oxygen storage capacity, a differentiation between the precatalyst and the main catalyst is initially carried out in subsequent steps, analogous to the determination of the oxygen storage capacity of the entire system.
  • If a collapse of the oxygen storage capacity below a predefinable value is determined by evaluating the selective OSC of the primary or main catalytic converter, a distinction is first made between a collapse of the OSC at the primary catalytic converter or at the main catalytic converter.

Erfindungsgemäß wird ein Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK und des Hauptkatalysators OSC_HK bestimmt und in Abhängigkeit von diesem Wert selektive Maßnahmen zur Temperaturbeeinflussung von zumindest einem der folgenden Komponenten der Abgasanlage Katalysatorsystem, Vorkatalysator oder Hauptkatalysator durchgeführt.According to the invention, a value of the oxygen storage capacity of the primary catalytic converter OSC_VK and of the main catalytic converter OSC_HK is determined and, depending on this value, selective measures for influencing the temperature of at least one of the following components of the exhaust system catalyst system, precatalyst or main catalytic converter are carried out.

Bevorzugt ist die Durchführung von Anpassungen von Katalysatorheizmaßahmen unmittelbar nach Motorstart, bzw. von Maßnahmen zur Anhebung des Abgastemperaturniveaus im Fahrbetrieb zur Aufrechterhaltung der Konvertierungsleistung des Katalysatorsystems.Preferably, the implementation of adjustments of Katalysatorheizmaßahmen immediately after engine start, or measures to increase the exhaust gas temperature levels while driving to maintain the conversion performance of the catalyst system.

Die Erfindung beinhaltet auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention also includes an apparatus for carrying out the method according to the invention.

Im Folgenden werden weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen anhand von Zeichnungen näher erläutert.In the following, further advantages and aspects of the invention are also explained independently of their summary in the patent claims with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in schematischer Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine einer Abgasanlage mit einem Katalysatorsystem, 1 a schematic representation of an internal combustion engine of an exhaust system with a catalyst system,

2 den zeitlichen Verlauf von ausgewählten Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine sowie einer zugeordneten Abgasanlage bei der Durchführung einer selektiven Mittlung der OSC gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 the time profile of selected operating parameters of the internal combustion engine and an associated exhaust system in the implementation of a selective averaging of the OSC according to an embodiment of the method according to the invention,

3 ein Ablaufschema für die Durchführung von selektiven Maßnahmen zur Temperaturbeeinflussung eines Katalysatorsystems gemäß der Erfindung, 3 a flowchart for the implementation of selective measures for influencing the temperature of a catalyst system according to the invention,

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasanlage. Abgase einer vorzugsweise magerlauffähigen Brennkraftmaschine 1 werden über eine Abgasleitung 3, 3' einem Katalysatorsystem, welches einen Vorkatalysator 2 und einen seriell nachgeschalteten Hauptkatalysator 11 umfasst, zugeführt. Die gereinigten Abgase verlassen das Katalysatorsystem durch die Abgasleitung 4. Stromauf des Vorkatalysators 2 zwischen Brennkraftmaschine 1 und Vorkatalysator 2 kann eine Abgassonde 5 angeordnet sein, welche einen motorischen Lambdawert Lambda_M des ungereinigten Abgases erfasst. Die Abgassonde 5 ist nicht obligatorisch, da Lambda_M auch aus einer Modellierung des Motorbetriebs errechnet werden kann. Stromab des Hauptkatalysators ist ein Sauerstoffsensor 6 angeordnet, welcher den Sauerstoffgehalt des gereinigten Abgases erfasst. Die Abgassonde 5 bzw. der Sensor 6 sind vorzugsweise Lambdasonden oder andere sauerstoffempfindliche Sensoren. Besonders günstig sind Zweipunktlambdasonden, Breitbandlambdasonden sowie sauerstoffsensitive NOx-Sensoren mit Lambdasondenfunktion. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle with an exhaust system. Exhaust gases of a preferably lean-running internal combustion engine 1 be over an exhaust pipe 3 . 3 ' a catalyst system which contains a precatalyst 2 and a series-connected main catalyst 11 comprises, supplied. The cleaned exhaust gases leave the catalyst system through the exhaust pipe 4 , Upstream of the precatalyst 2 between internal combustion engine 1 and precatalyst 2 can be an exhaust gas probe 5 be arranged, which detects a motorized lambda value Lambda_M of unpurified exhaust gas. The exhaust gas probe 5 is not mandatory, since Lambda_M can also be calculated from a model of engine operation. Downstream of the main catalyst is an oxygen sensor 6 arranged, which detects the oxygen content of the purified exhaust gas. The exhaust gas probe 5 or the sensor 6 are preferably lambda probes or other oxygen-sensitive sensors. Two-point lambda probes, broadband lambda probes and oxygen-sensitive NOx sensors with lambda probe function are particularly advantageous.

Signale des Sensors 6 werden einem Steuergerät 7 zugeführt, welches unter anderem die Brennkraftmaschine 1 abhängig von den Betriebsbedingungen und/oder einer Fahrerwunschanforderung etwa eines Gaspedals mit Kraftstoff versorgt. Das Steuergerät 7 kann Signale weiterer Sensoren 9, 10, 12, 13, etwa Drehzahl, Motortemperatur, Katalysatortemperatur, Drosselklappenstellung, Last- oder Leistungsanforderung an die Brennkraftmaschine erfassen und über eine Kraftstoffzuführung 8 der Brennkraftmaschine 1 Kraftstoff entsprechend zu dosieren. Ferner ist eine Einrichtung 7a zur Ermittlung einer OSC aus dem Signalverlauf des Sauerstoffsensors 6 vorgesehen.Signals from the sensor 6 become a controller 7 supplied, which among other things the internal combustion engine 1 depending on the operating conditions and / or a driver request request about an accelerator pedal supplied with fuel. The control unit 7 can signals from other sensors 9 . 10 . 12 . 13 , about engine speed, engine temperature, catalyst temperature, throttle position, load or power demand to the engine capture and a fuel supply 8th the internal combustion engine 1 To dose fuel accordingly. There is also a device 7a to determine a OSC from the waveform of the oxygen sensor 6 intended.

Der Vorkatalysator 2 ist vorzugsweise ein 3-Wege-Katalysator.The precatalyst 2 is preferably a 3-way catalyst.

Der Katalysator 11 weist vorzugsweise eine Speicherfähigkeit für NOx und für Sauerstoff (O2) auf und speichert im Abgas enthaltenes NOx bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine 1 im Magerbetrieb. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Katalysator 11 vorzugsweise ein NOx-Speicherkatalysator.The catalyst 11 preferably has a storage capability for NOx and for oxygen (O2) and stores NOx contained in the exhaust gas during operation of the internal combustion engine 1 in lean operation. In an advantageous embodiment of the invention, the catalyst 11 preferably a NOx storage catalyst.

Die Kombination aus im Abgasstrom vorgeschaltetem 3-Wege-Katalysator 2 und nachgeschaltetem Katalysator 11 erweist sich als besonders effektiv bei der Abgasreinigung von magerlauffähigen Motoren. Der Vorkatalysator 2 kann als Startkatalysator dienen, der nach einem Kaltstart schnell die erforderliche Betriebstemperatur erreicht. Bei Lambda_M um einen Wert 1 herum arbeitet dieser Vorkatalysator als üblicher 3-Wege-Katalysator. Bei Magerbetrieb mit Lambda > 1 werden in diesem Vorkatalysator Kohlenmonoxid CO und Kohlenwasserstoffe CH konvertiert. Ferner kann die Nitratbildung in einem nachgeschalteten NOx-Speicherkatalysator 11 unterstützt werden.The combination of upstream in the exhaust stream 3-way catalyst 2 and downstream catalyst 11 proves to be particularly effective in the exhaust gas cleaning of lean-running engines. The precatalyst 2 can serve as a starting catalyst, which quickly reaches the required operating temperature after a cold start. At Lambda_M around a value of 1, this precatalyst works as a conventional 3-way catalyst. In lean operation with lambda> 1, carbon monoxide CO and hydrocarbons CH are converted in this precatalyst. Furthermore, the nitrate formation in a downstream NOx storage catalyst 11 get supported.

Über eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind stromauf des Vorkatalysators zwei Vorkatalysatoren parallel angeordnet mit einer Zusammenführungsstelle einer Abgasleitung stromauf des Hauptkatalysators. Eine weitere Ausführungsform der Abgasanlage beinhaltet zwei Vorkatalysatoren und zwei Hauptkatalysatoren jeweils in einem Abgasstrang mit einer zwischen Hauptkatalysator und Vorkatalysator angeordneten Verbindungsleitung zwischen den beiden Abgassträngen. Ferner ist es möglich, auch zwei in Serie in der Abgasleitung angeordnete Vorkatalysatoren stromaufwärts des Hauptkatalysators anzuordnen.By way of another preferred embodiment of the invention, upstream of the primary catalytic converter, two primary catalytic converters are arranged in parallel with a junction point of an exhaust gas line upstream of the main catalytic converter. Another embodiment of the exhaust system includes two primary catalysts and two main catalysts each in an exhaust line with a arranged between the main catalyst and the primary catalyst connecting line between the two exhaust gas lines. Furthermore, it is also possible to arrange two series-arranged in the exhaust pipe precatalyst upstream of the main catalyst.

Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren bekannt, bei dem Lambda_M erhöht und verringert wird und die Änderung in dem Signal der stromab des Katalysatorsystems angeordneten Sauerstoffsonde 6 ausgewertet wird. Dabei wird die Zeitverzögerung zwischen dem Überschreiten eines vorgegebenen ersten mageren Lambdawertes stromauf des Katalysators 2 und dem Überschreiten eines vorgegebenen zweiten mageren Lambdawertes stromab des Katalysators 11 zur Bestimmung der Speicherfähigkeit für Sauerstoff herangezogen.From the prior art, a method is known in which Lambda_M is increased and decreased, and the change in the signal of the oxygen probe arranged downstream of the catalyst system 6 is evaluated. In this case, the time delay between the exceeding of a predetermined first lambda lambda value upstream of the catalyst 2 and exceeding a predetermined second lean lambda value downstream of the catalyst 11 used to determine the storage capacity for oxygen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine separate Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit der Komponenten des Katalysatorsystems. Ein entscheidender Vorteil ist dabei, dass erfindungsgemäß auf einen zwischen den Katalysatoren 2 und 11 angeordneten Sauerstoffsensor verzichtet werden kann. Die Ausführungsform geht von der Überlegung aus, dass eine separate Bestimmung der OSC einer Komponente des Katalysatorsystems dann erfolgt, wenn die messbare OSC der anderen Komponente 0 oder gegenüber dem Wert der OSC der anderen Komponente vernachlässigbar klein ist. In diesem Fall ist durch Messung der OSC des Gesamtsystems die separate Ermittlung der OSC der aktiven Komponente des Katalysatorsystems möglich.A preferred embodiment of the invention enables a separate determination of the oxygen storage capacity of the components of the catalyst system. A decisive advantage is that according to the invention to one between the catalysts 2 and 11 arranged oxygen sensor can be dispensed with. The embodiment is based on the consideration that a separate determination of the OSC of one component of the catalyst system takes place when the measurable OSC of the other component 0 or with respect to the value of the OSC of the other component is negligibly small. In this case, by measuring the OSC of the entire system, the separate determination of the OSC of the active component of the catalyst system is possible.

Bekannt ist, dass die messbare OSC eines Katalysators mit seiner Temperatur korreliert. Erst beim Überschreiten der Light-Off-Temperatur, insbesondere von Kohlenmonoxid CO, ist mit dem oben beschriebenen Verfahren eine OSC-Bestimmung möglich. Für einen NOx-Speicherkatalysator ist bekannt, dass die OSC insbesondere zur Diagnose der 3-Wege-Funktion und der HC-Konvertierung dieses Katalysatortyps, geeignet ist.It is known that the measurable OSC of a catalyst correlates with its temperature. Only when the light-off temperature, in particular carbon monoxide CO, is exceeded is an OSC determination possible with the method described above. For a NOx storage catalyst, it is known that the OSC is particularly suitable for diagnosing 3-way function and HC conversion of this type of catalyst.

Die Ermittlung der OSC erfolgt erfindungsgemäß aus der Auswertung des Signalverlaufes des Sauerstoffsensors 6 stromabwärts des Hauptkatalysators 11 mittels der Einrichtung 7a.The determination of the OSC is carried out according to the invention from the evaluation of the signal waveform of the oxygen sensor 6 downstream of the main catalyst 11 by means of the device 7a ,

Zur selektiven Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators wird OSC_VK innerhalb eines Zeitintervalls T_VK, in dem zu erwarten ist, dass OSC_VK größer als ein Schwellwert OSC_VKS1 und in dem die messbare OSC des Hauptkatalysators OSC_HK kleiner als ein Schwellwert OSC_HKS1 ist, der zugeordnete Wert der OSC des gesamten Katalysatorsystems OSC_K ermittelt. Die Schwellwerte OSC_VKS1 bzw. OSC_HKS1 sind Katalysator-typspezifisch und können ferner aufgrund von Serienstreuungen differieren. Die Ermittlung des Wertes der OSC_K wird vorzugsweise mittels der Auswertung eines Zeitverzugs der Sauerstoffkonzentration stromab des Hauptkatalysators vorgenommen. Der Wert OSC_VK wird näherungsweise gleich dem Wert OSC_K im Zeitintervall T_VK gesetzt.For selectively determining the oxygen storage capability of the pre-catalyst, OSC_VK within a time interval T_VK in which OSC_VK is expected to be greater than a threshold OSC_VKS1 and where the measurable OSC of the main catalyst OSC_HK is less than a threshold OSC_HKS1 is the associated value of the overall OSC Catalyst system OSC_K determined. The threshold values OSC_VKS1 and OSC_HKS1 are catalyst type specific and may further differ due to series variations. The determination of the value of the OSC_K is preferably carried out by means of the evaluation of a time delay of the oxygen concentration downstream of the main catalytic converter. The value OSC_VK is set approximately equal to the value OSC_K in the time interval T_VK.

In 2 ist der zeitliche Verlauf von einigen relevanten Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine zur genaueren Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In 2a zeigt die Kurve 100 im zeitlichen Verlauf eine Temperatur im Vorkatalysator an. Ausgegangen wird dabei von einer relativ niedrigeren Temperatur, wie sie beispielsweise nach einem Kaltstart einer Verbrennungskraftmaschine vorliegt. Einige Zeit nach dem Start der Verbrennungskraftmaschine erreicht die Temperatur 100 des Vorkatalysators eine Light-Off-Temperatur, überschreitet sie und nähert sich einem im wesentlichen stationären Wert an. Die Light-Off-Temperatur ist üblicherweise definiert als die Temperatur eines Katalysators, bei der dieser einer Konversionsrate von 50% erreicht hat. Die Light-Off-Temperatur kann bei dem hier beschriebenen Verfahren jedoch bewusst um einen vorgebbaren Betrag höher gewählt werden, um sicherzustellen, dass der Arbeitsbereich des Katalysators, möglichst im gesamten Volumen, erreicht ist. Im vorliegenden Fall wird bevorzugt eine Light-Off-Temperatur für Kohlenmonoxid CO herangezogen. Da der Vorkatalysator 2 näher an der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist als der stromab angeordnete Hauptkatalysator 11, erfolgt ein Temperaturanstieg des Hauptkatalysators 11 aufgrund einer Erwärmung durch die Abgase erst zu einem späteren Zeitpunkt und mit einem geringeren Gradienten als des Vorkatalysators 2. In 2a ist der Verlauf der Temperatur im Hauptkatalysator mit 110 bezeichnet. Es ist ersichtlich, dass der Verlauf der Temperatur 110 des Hauptkatalysators 11 erst mit zeitlicher Verzögerung gegenüber der Temperatur 100 des Vorkatalysators 2 ansteigt.In 2 shows the time course of some relevant operating parameters of the internal combustion engine for a more detailed description of a preferred embodiment of the method according to the invention. In 2a shows the curve 100 in the course of time a temperature in the precatalyst. The starting point is a relatively lower temperature, as is the case, for example, after a cold start of an internal combustion engine. Some time after the start of the internal combustion engine reaches the temperature 100 the pre-catalyst a light-off temperature, it exceeds and approaches a substantially steady state value. The light-off temperature is usually defined as the temperature of a Catalyst, in which this has reached a conversion rate of 50%. However, in the method described here, the light-off temperature can be deliberately selected to be higher by a predefinable amount in order to ensure that the working range of the catalytic converter, if possible in the entire volume, is reached. In the present case, a light-off temperature for carbon monoxide CO is preferably used. As the precatalyst 2 is arranged closer to the internal combustion engine than the downstream arranged main catalyst 11 , There is a rise in temperature of the main catalyst 11 due to heating by the exhaust gases at a later time and with a lower gradient than the precatalyst 2 , In 2a is the course of the temperature in the main catalyst with 110 designated. It can be seen that the course of the temperature 110 of the main catalyst 11 only with a time delay compared to the temperature 100 of the precatalyst 2 increases.

In den 2b bzw. 2c sind die jeweils aktuellen messbaren Sauerstoffbeladungen von Vorkatalysator 2 OS_VK bzw. Hauptkatalysator 11 OS_HK in ihrem zeitlichen Verlauf dargestellt. Der Verlauf von OS_VK ist als 400, der von OS_HK als 410 bezeichnet. Es ist ersichtlich, dass OS_VK einen deutlich höheren Wert spätestens zu dem Zeitpunkt annimmt, zu dem die Temperatur des Vorkatalysators Temp_VK größer als die Light-Off-Temperatur des Vorkatalysators Temp_LOVK ist. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Temperatur des Hauptkatalysators Temp_H deutlich unter seiner Light-Off-Temperatur Temp_LOHK. Dementsprechend ist die aktuelle messbare Sauerstoffbeladung OS_HK, wie aus dem Verlauf der Kurve 410 ersichtlich ist, vernachlässigbar gering bzw. bis zu dem für die vorliegende Hauptkatalysatortemperatur maximal möglichen Wert gefüllt, jedoch deutlich kleiner als OSC_HKS1. Dieses unterschiedliche Verhalten von OS_VK und OS_HK nach dem Kaltstart wird verwendet, um separat die OSC des Vorkatalysators zu bestimmen.In the 2 B respectively. 2c are the actual measurable oxygen loadings of pre-catalyst 2 OS_VK or main catalyst 11 OS_HK shown in their time course. The history of OS_VK is as 400 which by OS_HK as 410 designated. It can be seen that OS_VK assumes a significantly higher value at the latest at the time at which the temperature of the precatalyst Temp_VK is greater than the light-off temperature of the precatalyst Temp_LOVK. At this time, the temperature of the main catalyst Temp_H is well below its light-off temperature Temp_LOHK. Accordingly, the actual measurable oxygen loading is OS_HK, as from the course of the curve 410 is apparent, negligible or filled to the maximum value possible for the present main catalyst temperature, but significantly smaller than OSC_HKS1. This different behavior of OS_VK and OS_HK after the cold start is used to separately determine the precursor's OSC.

Im vorliegenden Fall wird daher das Zeitintervall T_VK in dem OSC_VK größer als ein Schwellwert OSC_VKS1 und in dem der Wert OSC_HK kleiner als ein Schwellwert OSC_HKS1 ist, durch das Zeitintervall gegeben, in dem Temp_VK größer als die Light-Off-Temperatur Temp_LOVK und Temp_HK kleiner als die Light-Off-Temperatur des Hauptkatalysators Temp_LOHK ist. Die Werte von Temp_HK bzw. Temp_VK können mittels der Sensoren 12 bzw. 13 bestimmt oder auf Basis eines Modells berechnet werden. Es versteht sich, dass der Beginn T_VKS bzw. das Ende T_VKE des Zeitintervalls T_VK grundsätzlich auch durch eine nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors verstrichenen Minimal- bzw. Maximalzeit festgelegt werden kann bzw. eine minimal bzw. maximal eingetragene Wärmemenge. Solange bei der Bestimmung der Minimal- bzw. Maximalzeit weitere Einflussfaktoren wie Außentemperatur, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Abgastemperaturen, Abgasmassenstrom oder dergleichen nicht berücksichtigt werden, ist jedoch bei einer derartigen Festlegung des Zeitintervalls T_VK mit einer größeren Ungenauigkeit zu rechnen. Bevorzugt ist daher eine Bestimmung von T_VKS bzw. T_VKE, bei der Einflussfaktoren wie Außentemperatur, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Abgastemperaturen, Abgasmassenstrom oder dergleichen berücksichtigt sind.In the present case, therefore, the time interval T_VK in the OSC_VK is greater than a threshold value OSC_VKS1 and in which the value OSC_HK is less than a threshold value OSC_HKS1, given by the time interval in which Temp_VK is greater than the light-off temperature Temp_LOVK and Temp_HK less than the light-off temperature of the main catalyst is Temp_LOHK. The values of Temp_HK or Temp_VK can be determined by means of the sensors 12 respectively. 13 determined or calculated on the basis of a model. It is understood that the beginning T_VKS or the end T_VKE of the time interval T_VK can basically also be defined by a minimum or maximum time elapsed after a cold start of the internal combustion engine or a minimum or maximum heat input. As long as additional influencing factors such as outside temperature, vehicle speed, exhaust gas temperatures, exhaust gas mass flow or the like are not taken into account in the determination of the minimum or maximum time, a greater inaccuracy is to be expected in such a definition of the time interval T_VK. Preference is therefore given to a determination of T_VKS or T_VKE, in which influencing factors such as the outside temperature, the speed of the vehicle, exhaust gas temperatures, exhaust gas mass flow or the like are taken into account.

In 2a bezeichnet 300 den zeitlichen Verlauf des motorischen Lambda_M vor dem Vorkatalysator 2. Der Wert von Lambda_M in 2a zeigt einen Gemischsprung zur Ermittlung der OSC_VK. Vorzugsweise wird dazu die Abgasanlage mit zunächst leicht fettem Abgas mit einem Lambda-Wert zwischen 0,70 und 0,99 beaufschlagt. Ab einem Zeitpunkt T_F wird daher eine fette Lambda-Vorgabe (Lambda_fett) gegeben. Damit wird der Sauerstoffspeicher des Vorkatalysators und des stromab angeordneten bei Kaltstart bis dato gefüllten Hauptkatalysators 11 entleert. Mit einer gewissen Verzögerung wird ein Signalsprung ins Fette am Sensor 6 stromab des Hauptkatalysators 11 beobachtet. Der Signalsprung kann auch zur Steuerung verwendet werden, um festzulegen, wann anschließend eine Beaufschlagung der Abgasanlage mit leicht magerem Abgas (Lambda_mager) erfolgen soll. Hierbei liegt Lambda bevorzugt in einem Bereich zwischen 1,005 und 1,5.In 2a designated 300 the time course of the engine Lambda_M before the pre-catalyst 2 , The value of Lambda_M in 2a shows a mixture jump to determine the OSC_VK. Preferably, the exhaust system is initially charged with initially slightly rich exhaust gas with a lambda value between 0.70 and 0.99. From a point in time T_F, therefore, a rich lambda specification (lambda_fat) is given. Thus, the oxygen storage of the pre-catalyst and downstream arranged at cold start to date filled main catalyst 11 emptied. With a certain delay, a signal jump into the grease on the sensor 6 downstream of the main catalyst 11 observed. The signal jump can also be used to control to determine when subsequently the exhaust system with slightly lean exhaust gas (Lambda_mager) should be applied. Lambda is preferably in a range between 1.005 and 1.5.

Sobald der Vorkatalysator 2 und der Hauptkatalysator 11 mit Sauerstoff gefüllt sind, erfolgt ein Sprung des Sensorsignals auf einen mageren Wert SM1. Ein Zeitverzug T1 zwischen T_M und dem Zeitpunkt T_S wird als Maß für die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK gewählt.As soon as the pre-catalyst 2 and the main catalyst 11 are filled with oxygen, there is a jump of the sensor signal to a lean value S M 1. A time delay T 1 between T_M and the time T_S is selected as a measure of the oxygen storage capacity of the precatalyst OSC_VK.

Da in diesem betrachteten Zeitintervall T_VK die Temperatur des Hauptkatalysators Temp_HK unterhalb der Light-Off-Temperatur Temp_LOHK liegt, ist die ermittelte OSC näherungsweise nur auf den Vorkatalysator 2 zurückzuführen, der in dem betrachteten Zeitintervall T_VK eine Temperatur aufweist, die oberhalb seiner Light-Off-Temperatur Temp_LOVK liegt.Since in this considered time interval T_VK the temperature of the main catalyst Temp_HK is below the light-off temperature Temp_LOHK, the determined OSC is approximately only on the pre-catalyst 2 attributed, which has a temperature in the considered time interval T_VK, which is above its light-off temperature Temp_LOVK.

Es ist zu betonen, dass der in 2b eingezeichnete Verlauf 310 des Lambda-Wertes nach dem Vorkatalysator 2 bei dieser Ausführungsform der Erfindung nicht verwendet wird, da ein entsprechender Sensor zwischen dem Vorkatalysator 2 und dem Hauptkatalysator 11 nicht erforderlich ist. Eine zeitliche Abgaslauflänge von Vorkatalysator 2 bis zum Sauerstoffsensor 6 stromab des Hauptkatalysators 11 wird wie an sich bekannt in eine Korrektur des Zeitverzugs von T1 eingearbeitet.It should be emphasized that the in 2 B drawn course 310 the lambda value after the pre-catalyst 2 is not used in this embodiment of the invention, since a corresponding sensor between the pre-catalyst 2 and the main catalyst 11 is not required. A temporal exhaust run length of precatalyst 2 to the oxygen sensor 6 downstream of the main catalyst 11 is incorporated as known per se in a correction of the time delay of T 1 .

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform liegt der Zeitpunkt T_F vor dem Zeitpunkt einer Freigabe des Sensorsignals. Insbesondere kann der Zeitpunkt T_F vor Beginn einer Beheizung des Sensors 6 liegen. In diesem Fall wird vor dem eigentlichen Erreichen der Sensorfreigabe der Sauerstoffspeicher des Vorkatalysators 2 vollständig ausgeräumt. Mit Erreichen eines auswertbaren Signalverlaufs wird dann auf magere Bedingungen zum Zeitpunkt T_M umgeschaltet. Hierdurch wird zusätzliche Zeit gewonnen, in welcher der Hauptkatalysator 11 sich noch in einer Aufwärmphase befindet und entsprechend seiner Temperatur nur wenig Sauerstoff speichern kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sauerstoffspeicher des Vorkatalysators 2 unmittelbar vor der eigentlichen Sensorfreigabe geleert ist. In a further particularly advantageous embodiment, the time T_F is before the time of release of the sensor signal. In particular, the time T_F before the start of heating the sensor 6 lie. In this case, before the actual reaching of the sensor release, the oxygen storage of the primary catalytic converter 2 completely cleared out. Upon reaching an evaluable waveform is then switched to lean conditions at the time T_M. As a result, additional time is gained, in which the main catalyst 11 is still in a warm-up phase and can store little oxygen according to its temperature. It is particularly advantageous if the oxygen storage of the precatalyst 2 emptied immediately before the actual sensor release.

Der Zeitpunkt T_M kann vor einer Freigabe des Sensorsignals, wie sie durch die erwähnte Freigabeprozedur erfolgt, liegen, falls die vorgegebenen Freigabebedingungen erfüllt sind. Zweckmäßigerweise wird dabei gefordert, dass das Sensorsignal vorgegebenen Kriterien der Auswertbarkeit wie beispielsweise absoluter Wert, Wert von Fluktuationen bzw. Rauschen, Sprungcharakteristik oder dergleichen genügt. Insbesondere zeigt der Signalverlauf des Sauerstoffsensors 6 bei Verwendung einer Lambda-Sonde bzw. eines NOx-Sensors bereits kurz nach Beginn einer Beheizung eine Abhängigkeit, aus der ein magerer bzw. fetter Wert des Abgases bzw. ein Fett-Mager- oder Mager-Fett-Wechsel geschlossen werden kann. Hinsichtlich des Wechsels zwischen fettem und zumindest magerem Abgas erlaubt daher dieser Signalverlauf bereits vor der eigentlichen Sensorfreigabe eine Signalauswertung. Bevorzugt wird hier eine entsprechende Sprungcharakteristik ausgewertet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn unmittelbar nach Beginn einer Sensorbeheizung über einen Gemischsprung OSC_VK ermittelt wird. Ferner kann der Zeitpunkt T_M, bzw. T_F prädiktiv aufgrund der sich einstellenden Zeit T1 festgelegt werden.The time T_M may be before a release of the sensor signal, as is done by the mentioned release procedure, if the predetermined release conditions are met. Appropriately, it is required that the sensor signal predetermined criteria of the evaluability such as absolute value, value of fluctuations or noise, jump characteristics or the like is sufficient. In particular, shows the waveform of the oxygen sensor 6 when using a lambda probe or a NOx sensor already shortly after the start of heating a dependency from which a lean or rich value of the exhaust gas or a fat-lean or lean-fat change can be closed. With regard to the change between rich and at least lean exhaust gas, therefore, this signal curve allows signal evaluation even before the actual sensor release. Preferably, a corresponding jump characteristic is evaluated here. It is particularly advantageous if OSC_VK is determined immediately after starting a sensor heating via a mixture jump. Furthermore, the time T_M, or T_F can be predicted on the basis of the self-adjusting time T 1 .

Innerhalb eines Zeitintervalls T_K, in dem zu erwarten ist, dass OSC_HK größer als ein Schwellwert OSC_HKS2 und OSC_VK größer als ein Schwellwert OSC_VKS2 ist, kann der dem Zeitintervall T_K zugeordnete Wert der OSC_K des gesamten Katalysatorsystems aus dem zeitlichen Verlauf der Sauerstoffkonzentration stromab des Hauptkatalysators 11 ermittelt werden. Zweckmäßigerweise wird das Zeitintervall T_K dadurch bestimmt, dass dort die Temperatur Temp_VK > als Temp_LOVK und die Temperatur des Hauptkatalysators Temp_HK > Temp_LOHK ist, da bei diesen Temperaturen sowohl der Vorkatalysator 2 als auch der Hauptkatalysator 11 betriebswarm und aktiv sind. Die Sauerstoffspeicherfähigkeit des gesamten Katalysatorsystems wird in dem Zeitintervall T_K vorzugsweise aus einem Zeitverzug T2 nach einem Gemischsprung ermittelt, wie in 2a–c dargestellt ist. Die Festlegung der Intervallgrenzen T_KS und T_KE kann auch auf andere Weise als die der Temperaturmessung erfolgen, beispielsweise durch Festlegung von Minimal- und Maximalzeiten nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine bzw. eine minimal bzw. maximal eingetragene Wärmemenge.Within a time interval T_K, in which it is to be expected that OSC_HK is greater than a threshold value OSC_HKS2 and OSC_VK greater than a threshold value OSC_VKS2, the value of the total catalyst system associated with the time interval T_K may be derived from the time course of the oxygen concentration downstream of the main catalytic converter 11 be determined. Conveniently, the time interval T_K is determined by the fact that there the temperature Temp_VK> as Temp_LOVK and the temperature of the main catalyst Temp_HK> Temp_LOHK, since at these temperatures, both the precatalyst 2 as well as the main catalyst 11 warm and active. The oxygen storage capacity of the entire catalyst system is preferably determined in the time interval T_K from a time delay T 2 after a mixture jump, as in FIG 2a C is shown. The definition of the interval limits T_KS and T_KE can also be carried out in a different way than the temperature measurement, for example by setting minimum and maximum times after a cold start of the internal combustion engine or a minimum or maximum registered amount of heat.

Die Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit OSC_HK erfolgt zweckmäßigerweise durch Differenzbildung gemäß der Gleichung OSC_HK = OSC_K – OSC_VK.The determination of the oxygen storage capacity OSC_HK is expediently carried out by forming the difference according to the equation OSC_HK = OSC_K-OSC_VK.

Für reproduzierbare Werte bei der Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit des gesamten Katalysatorsystems ist eine homogene Durchwärmung des Gesamtsystems erforderlich. Daher wird vorzugsweise bei Vorliegen von stark dynamischen Vorgängen, die zu unterschiedlichen Temperaturbelastungen von Vorkatalysator 2 und Hauptkatalysator 11 führen können und damit eine Verfälschung der gewonnenen Ergebnisse bewirken würden, keine Auswertung der OSC vorgenommen. Stark dynamische Vorgänge sind beispielsweise eine starke Beschleunigung mit einer anschließenden Konstantfahrt oder ein Abbremsen nach einer Konstantfahrt. Der Wert des Zeitverzugs T2 wird zweckmäßigerweise ebenso wie der Zeitverzug T1 um eine zeitliche Abgaslauflänge vom Vorkatalysator 2 bis zum Sauerstoffsensor 6 korrigiert.For reproducible values in determining the oxygen storage capacity of the entire catalyst system, a homogeneous heating of the entire system is required. Therefore, it is preferable in the presence of highly dynamic processes that lead to different temperature loads of precatalyst 2 and main catalyst 11 lead to a falsification of the results obtained, no evaluation of the OSC made. Highly dynamic processes are, for example, a strong acceleration with a subsequent constant driving or braking after a constant travel. The value of the time delay T 2 is expediently as well as the time delay T 1 by a temporal exhaust run length of the precatalyst 2 to the oxygen sensor 6 corrected.

Zur Diagnose des Vorkatalysators 2 bzw. des Hauptkatalysators 11 kann im Anschluss an die Bestimmung von OSC_VK oder OSC_HK ein Vergleich mit jeweiligen Schwellwerten erfolgen, die als charakteristisch für eine ordnungsgemäße Funktion des Katalysators gewählt werden. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs und in Kombination mit zusätzlich zu ermittelnden Faktoren werden Maßnahmen eingeleitet, wie beispielsweise eine Regeneration oder Entschwefelung des Hauptkatalysators 11 oder eine Fehlermeldung, die in einer Motorsteuerung abgelegt oder mittels eines Anzeigeinstruments zur Anzeige gebracht wird, falls der Schwellwert unterschritten wird. Andernfalls kann die Diagnose zu einem späteren Zeitpunkt wiederholt werden.For the diagnosis of the precatalyst 2 or the main catalyst 11 For example, following the determination of OSC_VK or OSC_HK, a comparison may be made with respective thresholds that are selected to be characteristic of proper operation of the catalyst. Depending on the result of the comparison and in combination with additional factors to be determined, measures are taken, such as regeneration or desulfurization of the main catalyst 11 or an error message that is stored in a motor control or displayed by means of a display instrument, if the threshold is exceeded. Otherwise, the diagnosis can be repeated at a later time.

Für ein Katalysatorsystem, bestehend aus einem Vorkatalysator und einem Hauptkatalysator, ergeben sich drei mögliche Fehlerzustände:

  • – Vorkatalysator in Ordnung VK i. O., Hauptkatalysator nicht in Ordnung HK n. i. O.
  • – Vorkatalysator nicht in Ordnung VK n. i. O., Hauptkatalysator nicht in Ordnung HK n. i. O.
  • – Vorkatalysator nicht in Ordnung VK n. i. O., Hauptkatalysator in Ordnung HK i. O. In Ordnung bezeichnet hier einen ausreichend hohen Wert der OSC.
For a catalyst system consisting of a precatalyst and a main catalyst, there are three possible error states:
  • - Pre-catalyst in order VK i. O., main catalyst out of order HK ni O.
  • - Pre-catalyst not OK VK ni O., main catalyst not OK HK ni O.
  • - Pre-catalyst not OK VK ni O., main catalyst OK HK i. O. Okay here denotes a sufficiently high value of the OSC.

In Abhängigkeit von den ermittelten Werten der OSC, der Schwefelbeladung des Hauptkatalysators S_HK sowie der NOx-Speicherfähigkeit SF_HK wird erfindungsgemäß ein Ablauf für die Durchführung von temperaturbeeinflussenden Maßnahmen des Katalysatorsystems, wie in 3 dargestellt ist, vorgeschlagen.Depending on the determined values of the OSC, the sulfur loading of the Main catalyst S_HK and the NOx storage capacity SF_HK is inventively a flow for the implementation of temperature-influencing measures of the catalyst system, as in 3 is shown proposed.

In dem Ablaufschema der 3 wird angenommen, dass der Hauptkatalysator ein NOx-Speicherkatalysator ist. Eine eingeschränkte NOx-Speicherkapazität SF_HK liegt vor, wenn SF_HK ≤ SW_SF. Als Abkürzung für eine ausreichende NOx-Speicherfähigkeit wird in 3 NOx i. O. verwendet. Abfragen von Katalysatorzuständen sind mit einem Fragezeichen bezeichnet. In Schritten S1 bis S4 folgt eine OSC-Bestimmung von Vorkatalysator, Katalysatorsystem, Hauptkatalysator sowie eine Diagnose des OSC des Gesamtsystems. In Schritt S5 wird geprüft, ob der Vorkatalysator in Ordnung ist.
VK i. O. – HK n. i. O.
In the flowchart of the 3 It is assumed that the main catalyst is a NOx storage catalyst. There is a limited NOx storage capacity SF_HK if SF_HK ≦ SW_SF. As an abbreviation for a sufficient NOx storage capacity is in 3 NOx i. O. used. Queries of catalyst states are labeled with a question mark. Steps S1 to S4 are followed by an OSC determination of the precatalyst, catalyst system, main catalyst and a diagnosis of the OSC of the overall system. In step S5, it is checked whether the precatalyst is in order.
VK i. O. - HK ni O.

Falls der Hauptkatalysator nicht in Ordnung ist (S6), wird in Schritt S7 geprüft, ob der Schwefelgehalt im NOx-Speicherkatalysator größer als eine applizierbare Schwelle SW1 liegt, da die Schwefelbeladung eines Katalysators ebenfalls zu einer Reduzierung der verfügbaren OSC führt. Des weiteren ist es sinnvoll zu prüfen, ob die NOx-Speicherfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators bereits eingeschränkt ist. In diesem Fall wird in Abhängigkeit von einer der Entschwefelung zugeordneten Schwelle SW2 entschieden, den Hauptkatalysator zu entschwefeln (S11) bzw. werden Maßnahmen getroffen, um die Schadstoffkonvertierung des Abgassystems auf einem ausreichend hohen Niveau zu halten (S13). SW2 kann eine Abhängigkeit der bis dato zurückgelegten Wegstrecke oder der durchgesetzten Kraftstoffmasse ausdrücken. Eine geeignete Maßnahme zur Anhebung der Schadstoffkonvertierung kann z. B. eine Einschränkung des Magerbetriebes oder eine Substitution des Schichtbetriebs durch andere Betriebsarten wie z. B. Homogen-Magerbetrieb oder Homogen-stöchiometrischer Betrieb sein. Dies führt zusätzlich zu einer Anhebung des Temperaturniveaus in der gesamten Abgasanlage und somit zu einer Steigerung der Gesamtaktivität von Vorkatalysators und Hauptkatalysator.If the main catalyst is out of order (S6), it is checked in step S7 whether the sulfur content in the NOx storage catalyst is greater than an applicable threshold SW1, since the sulfur loading of a catalyst also leads to a reduction in available OSC. Furthermore, it makes sense to check whether the NOx storage capacity of the NOx storage catalytic converter is already limited. In this case, depending on a threshold SW2 associated with the desulfurization, it is decided to desulfurize the main catalyst (S11), or measures are taken to keep the pollutant conversion of the exhaust system at a sufficiently high level (S13). SW2 can express a dependency of the distance traveled so far or the mass of fuel passed through. A suitable measure to increase the pollutant conversion can, for. As a restriction of lean operation or a substitution of the shift operation by other modes such. B. Homogeneous lean operation or homogeneous stoichiometric operation. This additionally leads to an increase in the temperature level in the entire exhaust system and thus to an increase in the total activity of the primary catalyst and catalyst.

Solange die NOx-Speicherfähigkeit oberhalb einer applizierbaren Schwelle liegt, werden unabhängig von der aktuellen Schwefelbeladung des Katalysators nur dann temperatursteigernde Maßnahmen ergriffen, wenn sich die Temperatur des NOx-Speicherkatalysators unterhalb einer Schwelle SW3, SW4 befindet, bei welcher eine notwendige Konvertierung der Schadstoffe im Abgas nicht mehr gewährleistet ist (S9, S15). Dies können insbesondere Maßnahmen sein, welche zwar zu einer Anhebung des Temperaturniveaus in der Abgasanlage führen, jedoch den verbrauchsoptimalen Betrieb des Motors im Schichtbetrieb möglichst wenig einschränken. Dies kann beispielsweise durch Schritte erreicht werden wie:

  • – gedrosselter Schichtbetrieb,
  • – optimiertes Katheizen nach Motorstart,
  • – Verzicht auf Schichtbetrieb zugunsten Homogen-Magerbetrieb.
VK n. i. O. – HK n. i. O.As long as the NOx storage capacity is above an applicable threshold, regardless of the current sulfur loading of the catalyst only temperature-increasing measures are taken when the temperature of the NOx storage catalyst is below a threshold SW3, SW4, in which a necessary conversion of pollutants in the exhaust gas is no longer guaranteed (S9, S15). These may be, in particular, measures which, although leading to an increase in the temperature level in the exhaust system, limit the consumption-optimized operation of the engine as little as possible during stratified operation. This can be achieved, for example, through steps such as:
  • - throttled shift operation,
  • - optimized catalyzing after engine start,
  • - Waiver of shift operation in favor of homogeneous lean operation.
VK ni O. - HK ni O.

Für diesen Fall wird analog des vorstehend beschriebenen Verfahrens für einen i. O. erkannten Vorkatalysator zunächst eine Ermittlung einer Schwefelbeladung (S21) bzw. einer NOx-Speicherfähigkeit (S29) durchgeführt sowie entsprechende Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der notwendigen Schadstoffkonvertierung bzw. Temperatursteigerung getroffen, wie Einschränkung, Schichtbetrieb, Substitution Schichtbetrieb durch Homogen-Magerbetrieb bzw. Homogen-stöchiometrischer Betrieb. Zusätzlich werden jedoch grundsätzlich temperatursteigernde Maßnahmen für den Vorkatalysator S24, S31 getroffen, um eine maximale Konvertierung der Schadstoffe insbesondere nach Motorstart zu gewährleisten. Hierbei wird vorzugsweise eine Heizmaßnahme durch Zündwinkelverschiebung nach spät innerhalb der ersten 2 ... 120 Sekunden nach ”Motorstart” entsprechend variiert.
VK n. i. O – HK i. O
In this case, analogously to the method described above for an i. O. recognized pre-catalyst initially a determination of sulfur loading (S21) and a NOx storage capacity (S29) performed and appropriate measures to maintain the necessary pollutant conversion or temperature increase made, such as limitation, shift operation, substitution shift operation by homogeneous lean operation or homogeneous stoichiometric operation. In addition, however, basically temperature-increasing measures for the precatalyst S24, S31 are made to ensure maximum conversion of pollutants, especially after engine start. In this case, a heating measure is preferably varied by retarding the ignition angle to within the first 2 ... 120 seconds after "engine start".
VK ni O - HK i. O

In diesem Fall wird analog des vorstehend beschriebenen Verfahrens für einen n. i. O erkannten Vorkatalysator zunächst eine Überprüfung der NOx-Speicherfähigkeit durchgeführt. Sollte trotz i. O. erkanntem Hauptkatalysator die Schwelle für NOx-Speicherfähigkeit unterschritten sein, werden nach Überprüfung der Schwefelbeladung entweder entsprechende Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der notwendigen Schadstoffkonvertierung bzw. Temperatursteigerung getroffen, wie Einschränkung Schichtbetrieb, Substitution Schichtbetrieb durch Homogen-Magerbetrieb bzw. Homogen-stöchiometrischer Betrieb oder eine Entschwefelung des Katalysators angefordert. Im Falle ausreichender NOx-Speicherfähigkeit des Hauptkatalysators werden einzig temperatursteigernde Maßnahmen für den Vorkatalysator (S20) getroffen, um eine maximale Konvertierung der Schadstoffe insbesondere nach Motorstart, zu einem Zeitpunkt, bei welchem die Temperatur des Hauptkatalysators noch nicht die Light-Off-Temperatur überschritten hat, zu gewährleisten. Temperatursteigernde Maßnahmen sind sowohl für HC_CO als auch für NOx sinnvoll. Hierbei wird zusätzlich eine Heizmaßnahme innerhalb der ersten 2 ... 120 Sekunden nach Motorstart entsprechend variiert.In this case, analogously to the method described above for an n. I. O recognized pre-catalyst initially carried out a review of the NOx storage capacity. Should despite i. O. recognized main catalyst to be below the threshold for NOx storage capacity, after checking the sulfur loading either appropriate measures to maintain the necessary pollutant conversion or temperature increase are made, such as limitation shift operation, substitution shift operation by homogeneous lean operation or homogeneous stoichiometric operation or desulfurization of the catalyst requested. In the case of sufficient NOx storage capacity of the main catalyst only temperature-increasing measures for the precatalyst (S20) are made to a maximum conversion of pollutants, especially after engine start, at a time when the temperature of the main catalyst has not yet exceeded the light-off temperature , to ensure. Temperature-increasing measures are useful for both HC_CO and NOx. In this case, a heating measure is additionally varied within the first 2 ... 120 seconds after starting the engine.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung des Verfahrens sollte möglichst in jedem Fahrzeugtrip eine Bestimmung der selektiven Sauerstoffspeicherfähigkeit erfolgen. Kann dies aus verschiedenen Gründen nicht erreicht werden, so werden die bei der letzten OSC-Messung ermittelten Werte eingefroren, sowie die Berechnung der kumulierten Kilometerleistung seit letzter Entschwefelung bzw. durchgesetzte Kraftstoffmasse unter überstöchiometrischen Bedingungen weiter ermittelt. Hierdurch wird zumindest für einen Ausnahmezustand immer noch sicher eine Entschwefelung des Katalysators gewährleistet. Des weiteren werden die entsprechenden Maßnahmen zur Temperatursteigerung bzw. Schadstoffkonvertierung weiterhin durchgeführt.According to a particularly advantageous embodiment of the method, a determination of the selective oxygen storage capacity should be made as far as possible in each vehicle trip. If this can not be achieved for various reasons, the values determined during the last OSC measurement are frozen, and the calculation of the cumulative mileage since the last desulphurisation or the fuel mass applied has been determined under super-stoichiometric conditions. As a result, desulphurisation of the catalyst is still ensured, at least for a state of emergency. Furthermore, the corresponding measures for increasing the temperature or pollutant conversion continue to be carried out.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere bei gealterten Abgasreinigungssystemen durch eine selektive Bestimmung der Sauerstoffspeicherfähigkeit und somit auch der Konvertierungsfähigkeit der einzelnen Katalysatoren erreicht, dass gezielt auf die unterschiedlichen Anforderungen von Vorkatalysator bzw. Hauptkatalysator eingegangen werden kann und somit bei maximaler Emissionssicherheit der verbrauchsgünstige Schichtbetrieb in einem möglichst großen Betriebsbereich des Motors aufrecht erhalten werden kann.The inventive method is achieved in particular in aged exhaust gas purification systems by selectively determining the oxygen storage capacity and thus the conversion capacity of the individual catalysts that can be addressed specifically to the different requirements of pre-catalyst or main catalyst and thus with maximum emission safety of low-consumption shift operation in a possible large operating range of the engine can be maintained.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
22
Vorkatalysatorprecatalyzer
33
Abgasleitungexhaust pipe
3'3 '
Abgasleitungexhaust pipe
44
Abgasleitungexhaust pipe
55
Lambdasondelambda probe
66
Sauerstoffsensoroxygen sensor
77
Steuergerätcontrol unit
7a7a
Einrichtung zur Ermittlung einer OSCEstablishment to identify an OSC
88th
Kraftstoffzuführeinrichtungfuel supply
99
Sensorensensors
1010
Drosselklappethrottle
1111
Hauptkatalysatormain catalyst
1212
Temperatursensortemperature sensor
1313
Temperatursensortemperature sensor
100100
Temperatur im VorkatalysatorTemperature in the precatalyst
110110
Temperatur im HauptkatalysatorTemperature in the main catalyst
200200
Freigabe SensorbeheizungEnable sensor heating
300300
Abgaslambda vor dem VorkatalysatorExhaust lambda before the pre-catalyst
310310
Abgaslambda nach dem VorkatalysatorExhaust lambda after the pre-catalyst
320320
Abgaslambda nach dem HauptkatalysatorExhaust lambda after the main catalyst
400400
Sauerstoffbeladung VorkatalysatorOxygen loading precatalyst
410410
Sauerstoffbeladung HauptkatalysatorOxygen loading main catalyst

Claims (11)

Verfahren zur Temperaturbeeinflussung eines in der Abgasanlage einer vorzugsweise direkteinspritzenden schichtladefähigen oder magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysatorsystems, welches zumindest einen Vorkatalysator und zumindest einen stromab des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator umfasst, wobei ein Wert einer Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK, des Hauptkatalysators OSC_HK und des Katalysatorsystems OSC_K bestimmt wird und in Abhängigkeit von diesen Werten selektive Maßnahmen zur Temperaturbeeinflussung von zumindest einer der Komponenten der Abgasanlage Vorkatalysator oder Hauptkatalysator durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur selektiven Bestimmung des Wertes der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK – innerhalb eines Zeitintervalls T_VK, in dem zu erwarten ist, dass OSC_VK größer als ein Schwellwert OSC_VKS1 und in dem die OSC des Hauptkatalysators OSC_HK kleiner als ein Schwellwert OSC_HKS1 ist, – aus einem zeitlichen Verlauf der Sauerstoffkonzentration stromab des Hauptkatalysators der dem Zeitintervall T_VK zugeordnete Wert der OSC des Katalysatorsystems OSC_K ermittelt und – OSC_VK näherungsweise gleich OSC_K gesetzt wird und – innerhalb eines Zeitintervalls T_K, in dem zu erwarten ist, dass OSC_HK größer als ein Schwellwert OSC_HKS2 und OSC_VK größer als ein Schwellwert OSC_VKS2 ist, – aus einem zeitlichen Verlauf der Sauerstoffkonzentration stromab des Hauptkatalysators, der dem Zeitintervall T_K zugeordnete Wert der OSC_K des Katalysatorsystems ermittelt wird und – zur selektiven Bestimmung der OSC des Hauptkatalysators OSC_HK eine Differenzbildung der Werte OSC_K und OSC_VK erfolgt.A catalyst system comprising at least one precatalyst and at least one main catalytic converter arranged downstream of the primary catalytic converter, wherein a value of an oxygen storage capability of the primary catalytic converter OSC_VK, the main catalytic converter OSC_HK and the catalytic converter system OSC_K is determined and in dependence on these values, selective measures for influencing the temperature of at least one of the components of the exhaust gas system primary catalytic converter or main catalytic converter are carried out, characterized in that for the selective determination of the value of the oxygen storage capability of the primary catalytic converter OSC_VK - within a time interval T_VK in which it is to be expected that OSC_VK greater than a threshold OSC_VKS1 and in which the OSC of the main catalyst OSC_HK is less than a threshold t OSC_HKS1 is, - determined from a time course of the oxygen concentration downstream of the main catalyst of the time interval T_VK associated value of the OSC of the catalyst system OSC_K and - OSC_VK is set approximately equal to OSC_K and - within a time interval T_K, in which it is expected that OSC_HK larger as a threshold OSC_HKS2 and OSC_VK is greater than a threshold OSC_VKS2, - from a time course of the oxygen concentration downstream of the main catalyst, the time interval T_K associated value of the OSC_K of the catalyst system is determined and - for selectively determining the OSC of the main catalyst OSC_HK a difference of the values OSC_K and OSC_VK. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass T_VK dadurch festgelegt ist, dass innerhalb von T_VK die Temperatur des Vorkatalysators Temp_VK größer als eine Light-Off-Temperatur des Vorkatalysators Temp_LOVK und die Temperatur des Hauptkatalysators Temp_HK kleiner als eine Light-Off-Temperatur des Hauptkatalysators Temp_LOHK ist.A method according to claim 1, characterized in that T_VK is determined by the fact that within T_VK the temperature of the pre-catalyst Temp_VK is greater than a light-off temperature of the pre-catalyst Temp_LOVK and the temperature of the main catalyst Temp_HK is less than a light-off temperature of the main catalyst Temp_LOHK is. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert von zumindest einem Katalysatorparameter Schwefelbeladung S_HK oder NOx-Speicherfähigkeit SF_HK ermittelt und in Abhängigkeit von diesem Wert oder diesen Werten zumindest eine Entschwefelung oder eine Verbesserung einer NOx-Konvertierung des Hauptkatalysators durchgeführt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a value of at least one catalyst parameter sulfur loading S_HK or NOx storage capacity SF_HK determined and depending on this value or these values, at least desulfurization or an improvement of NOx conversion of the main catalyst is performed. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schwefelbeladung S_HK größer als ein Schwellwert SW1 und einer eingeschränkten Speicherfähigkeit SF_HK kleiner als ein Schwellwert SW_SF vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Entschwefelungsparameter DeS, eine Entschwefelung durchgeführt wird.A method according to claim 3, characterized in that at a sulfur loading S_HK greater than a threshold value SW1 and a limited storage capacity SF_HK smaller than a threshold value SW_SF preferably in dependence on a desulfurization parameter DeS, desulfurization is performed. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, falls DeS größer als ein Schwellwert SW2 ist, eine Entschwefelung durchgeführt wird, und falls DeS kleiner als ein Schwellwert SW2 ist, zumindest eine Maßnahme zur Steigerung der NOx-Konvertierung durchgeführt wird. A method according to claim 4, characterized in that, if DeS is greater than a threshold value SW2, desulfurization is carried out, and if DeS is smaller than a threshold value SW2, at least one measure for increasing NOx conversion is performed. Verfahren nach zumindest einem Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, falls SF_HK < SW_SF und eine Temperatur des Hauptkatalysators Temp_HK kleiner als ein Schwellwert SW3 oder SW4 ist, zumindest eine die Temperatur Temp_K des gesamten Katalysatorsystems steigernde Maßnahme durchgeführt wird, wobei SW3 einem Wert S_HK > SW1 und SW4 einem Wert S_HK < SW1 zugeordnet ist.Method according to at least one of claims 3 to 5, characterized in that, if SF_HK <SW_SF and a temperature of the main catalyst Temp_HK is less than a threshold value SW3 or SW4, at least one measure increasing the temperature Temp_K of the entire catalyst system is performed, where SW3 is a value S_HK> SW1 and SW4 is assigned a value S_HK <SW1. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer OSC der zeitliche Verlauf der Sauerstoffkonzentration nach zumindest einem Wechsel eines motorischen Lambda-Wertes Lambda_M von einer mageren Lambdavorgabe Lambda_mager zu einer fetten Lambdavorgabe Lambda_fett und/oder von einer fetten Lambdavorgabe Lambda_fett zu einer mageren Lambdavorgabe Lambda_mager ausgewertet wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that for determining an OSC the time profile of the oxygen concentration after at least one change of a lambda Lambda_M from a lean Lambda lambda lambda_mager to a rich lambda lambda_fett and / or lambda_fett from a rich Lambda_fett Lambda_mager is evaluated a lean lambda input. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitverzug T1, T2 nach dem Wechsel des motorischen Lambdawerts Lambda_M zu einer dem Wechsel zugeordneten Reaktion des Lambdawerts stromab des Hauptkatalysators (11) ausgewertet wird.A method according to claim 7, characterized in that a time delay T 1 , T 2 after the change of the engine lambda value Lambda_M to a change associated with the reaction of the lambda value downstream of the main catalyst ( 11 ) is evaluated. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitverzug T1, T2 um eine zeitliche Abgaslauflänge vom Vorkatalysator bis zum Sauerstoffsensor stromab des Hauptkatalysators korrigiert wird.A method according to claim 8, characterized in that the time delay T 1 , T 2 is corrected by a temporal Abgaslauflänge from the precatalyst to the oxygen sensor downstream of the main catalyst. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von den Werten OSC_VK, OSC_HK und/oder OSC_K zumindest eine der folgenden Maßnahmen vorgesehen ist gedrosselter Schichtbetrieb, optimiertes Katalysatorheizen nach einem Motorstart, Verzicht auf einen Schichtbetrieb zu Gunsten eines Homogen-Magerbetriebs oder Zündwinkelverschiebung nach spät.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that depending on the values OSC_VK, OSC_HK and / or OSC_K at least one of the following measures is provided throttled shift operation, optimized catalyst heating after an engine start, waiving a shift operation in favor of a homogeneous lean operation or ignition angle shift to late. Vorrichtung zur Temperaturbeeinflussung eines in der Abgasanlage einer vorzugsweise direkteinspritzenden schichtladefähigen oder magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysatorsystems, welches zumindest einen Vorkatalysator und zumindest einen stromab des Vorkatalysators angeordneten Hauptkatalysator umfasst, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels der ein Wert einer Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK, des Hauptkatalysators OSC_HK und des Katalysatorsystems OSC_HK bestimmt wird und in Abhängigkeit von diesen Werten selektive Maßnahmen zur Temperaturbeeinflussung von zumindest einer der Komponenten der Abgasanlage Vorkatalysator oder Hauptkatalysator durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Einrichtung zur selektiven Bestimmung des Wertes der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Vorkatalysators OSC_VK – innerhalb eines Zeitintervalls T_VK, in dem zu erwarten ist, dass OSC_V größer als ein Schwellwert OSC_VKS1 und in dem die OSC des Hauptkatalysators OSC_HK kleiner als ein Schwellwert OSC_HKS1 ist, – aus einem zeitlichen Verlauf der Sauerstoffkonzentration stromab des Hauptkatalysators der dem Zeitintervall T_VK zugeordnete Wert der OSC des Katalysatorsystems OSC_K ermittelbar ist und – OSC_VK näherungsweise gleich OSC_K gesetzt wird und – innerhalb eines Zeitintervalls T_K, in dem zu erwarten ist, dass OSC_HK größer als ein Schwellwert OSC_HKS2 und OSC_VK größer als ein Schwellwert OSC_VKS2 ist, – aus einem zeitlichen Verlauf der Sauerstoffkonzentration stromab des Hauptkatalysators, der dem Zeitintervall T_K zugeordnete Wert der OSC_K des Katalysatorsystems ermittelbar ist und – zur selektiven Bestimmung der OSC des Hauptkatalysators OSC_HK eine Differenzbildung der Werte OSC_K und OSC_VK erfolgen kann.Apparatus for influencing the temperature of a catalyst system arranged in the exhaust system of a preferably direct-injection layered or lean-burn internal combustion engine, comprising at least one primary catalytic converter and at least one main catalytic converter downstream of the primary catalytic converter, wherein a device is provided, by means of which a value of an oxygen storage capability of the primary catalytic converter OSC_VK, the main catalytic converter OSC_HK and the catalyst system OSC_HK is determined and in dependence on these values selective measures for influencing the temperature of at least one of the components of the exhaust system primary catalytic converter or catalyst are performed, characterized in that by means of a device for selectively determining the value of the oxygen storage capacity of the primary catalytic converter OSC_VK Within a time interval T_VK in which it is to be expected that OSC_V is greater than a threshold value OSC_VKS1 and in which the OSC of the main catalytic converter OSC_HK is less than a threshold value OSC_HKS1, - From a time course of the oxygen concentration downstream of the main catalyst of the time interval T_VK associated value of the OSC of the catalyst system OSC_K can be determined and - OSC_VK is set approximately equal to OSC_K and Within a time interval T_K, in which it is to be expected that OSC_HK is greater than a threshold value OSC_HKS2 and OSC_VK is greater than a threshold value OSC_VKS2, From a time profile of the oxygen concentration downstream of the main catalytic converter, the value of the OSC_K of the catalyst system assigned to the time interval T_K can be determined, and - For the selective determination of the OSC of the main catalyst OSC_HK a difference of the values OSC_K and OSC_VK can take place.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10338871A1 (en) 2003-08-20 2005-03-17 Volkswagen Ag Hybrid vehicle and method for operating a hybrid vehicle
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
DE102015007163A1 (en) * 2015-06-03 2016-12-08 Man Truck & Bus Ag Operating method for an emission control system and corresponding drive system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1164268A2 (en) * 1997-04-09 2001-12-19 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH Arrangement for monitoring a NOx-trap
DE10040517A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-28 Bayerische Motoren Werke Ag Method for mixture formation for an internal combustion engine with a catalyst in the exhaust system
DE10059791A1 (en) * 2000-12-01 2002-06-27 Volkswagen Ag Method and device for desulfurizing a pre-catalyst
DE10123148A1 (en) * 2001-05-03 2002-11-07 Volkswagen Ag Two-stage process to remove sulfur from automotive exhaust system, comprises alternating rich and lean burn above threshold temperature
US20030017603A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration detecting apparatus and method
DE10154041A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-28 Volkswagen Ag Process for reducing the pollutant emission of an I.C. engine exhaust gas comprises using a lower temperature threshold value for a temperature of catalysts and/or the impinged exhaust gas depending on the aging of the catalysts
DE10162115A1 (en) * 2001-11-16 2003-06-26 Volkswagen Ag Method and device for catalyst heating

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1164268A2 (en) * 1997-04-09 2001-12-19 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH Arrangement for monitoring a NOx-trap
EP0974002B1 (en) * 1997-04-09 2002-09-04 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH PROCESS FOR MONITORING A NOx ACCUMULATOR
DE10040517A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-28 Bayerische Motoren Werke Ag Method for mixture formation for an internal combustion engine with a catalyst in the exhaust system
DE10059791A1 (en) * 2000-12-01 2002-06-27 Volkswagen Ag Method and device for desulfurizing a pre-catalyst
DE10123148A1 (en) * 2001-05-03 2002-11-07 Volkswagen Ag Two-stage process to remove sulfur from automotive exhaust system, comprises alternating rich and lean burn above threshold temperature
US20030017603A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration detecting apparatus and method
DE10232385A1 (en) * 2001-07-18 2003-08-07 Toyota Motor Co Ltd Catalyst deterioration detection device and method
DE10154041A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-28 Volkswagen Ag Process for reducing the pollutant emission of an I.C. engine exhaust gas comprises using a lower temperature threshold value for a temperature of catalysts and/or the impinged exhaust gas depending on the aging of the catalysts
DE10162115A1 (en) * 2001-11-16 2003-06-26 Volkswagen Ag Method and device for catalyst heating

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