DE10348107A1 - Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators eines Verbrennungsmotors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen eines Abgaskatalysators eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern. DOLLAR A Um den Abgaskatalysator eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor schnell auf die erforderliche Betriebstemperatur zu bringen, ohne im übrigen die Fahreigenschaften zu beeinträchtigen, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte: Zuführen von einem ersten Luft-/Kraftstoffgemisch in eine erste Gruppe von Zylindern, so dass ein positives Motormoment aufgebaut wird, Zuführen von einem zweiten Luft-/Kraftstoffgemisch in eine zweite Gruppe von Zylindern, wobei ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil derart gesteuert werden, dass ein Motorbremsmoment aufgebaut wird, wobei das erste Luft-/Kraftstoffgemisch in der ersten Gruppe von Zylindern fetter als im Normalbetrieb ist und zusammen mit dem zweiten Luft-/Kraftstoffgemisch in der zweiten Gruppe von Zylindern zu einer Aufheizung des Abgaskatalysators führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators eines Verbrennungsmotors insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
  • Zur Abgasreinigung werden in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor Abgaskatalysatoren eingesetzt. Diese müssen eine bestimmte Betriebstemperatur erreichen, damit sie wirksam zur Abgasreinigung beitragen können. Nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors ist der Abgaskatalysator daher zunächst nicht betriebsbereit, sondern erst dann, wenn eine bestimmte Oberflächentemperatur erreicht ist. Zur Einhaltung der gesetzlichen vorgegebenen Grenzwerte des Abgases ist also ein rasches Aufheizen des Katalysators nötig. Üblicherweise kommen die folgenden Maßnahmen zur Anwendung:
    • – Der Zündwinkel wird in Richtung spät verschoben, so dass eine Verlagerung des Verbrennungsschwerpunktes in Richtung auf die Auslassphase erfolgt. Die Verschlechterung des Wirkungsgrads wird durch erhöhte Füllung kompensiert.
    • – Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird magerer gehalten, so dass sich die Abgastemperatur erhöht und damit den Katalysator aufheizt.
    • – Es wird (beispielsweise mit einer elektrischen Luftpumpe) Sekundärluft in die Abgasanlage geblasen, wobei der Motor mit fettem Gemisch betrieben wird, so dass im Abgassystem für das Aufheizen geeignete chemische Reaktionen ablaufen.
  • Bei den genannten Maßnahmen erfolgt der Betrieb aller Zylinder üblicherweise mit gleichem Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
  • Ein Verfahren zur Steuerung einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine in der Kaltstart- und Warmlaufphase ist aus EP 0 746 675 B1 bekannt. Dabei werden die abgeschalteten Zylinder als Luftpumpe verwendet und fördern Luft ins Abgassystem. In Verbindung mit einem Betrieb mit fettem Gemisch führt dies zu einer Reaktion auf der Katalysatoroberfläche, durch die sie aufgeheizt wird.
  • Aus DE 198 24 235 A1 ist ein Steuerverfahren für Verbrennungsmotoren bekannt, bei dem bei einer Verringerung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine Bremskraft erzeugt wird, indem unter Verwendung eines Ventilbetrieb-Änderungsmechanismus, der den Zeitverlauf des Öffnens und Schließens und den Hubbetrag eines Einlassventils und eines Auslassventils des Motors beliebig steuern kann, ein wirksamer Pumpverlust erzeugt wird. Wenn eine Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung erfasst, dass ein Bremspedal niedergedrückt wird und ein Antiblockierbremssystem in Betrieb ist, wird das Einlassventil und/oder das Auslassventil geschlossen, wobei während jeder Umdrehung des Motors das Einlassventil oder das Auslassventil einmal geöffnet wird, während sich der Kolben des Motors vom oberen Totpunkt (TDC) zum unteren Totpunkt (BDC) bewegt; ferner wird der Hub des Ventils auf einen vorgegebenen Wert gesteuert.
  • Aus DE 199 27 950 A1 ist eine Steuervorrichtung für einen Motor mit elektrisch bzw. elektronisch angetriebenen Einlass- und Auslassventilen bekannt, bei der der Ventilöffnungszeitpunkt des elektromagnetischen Auslassventils bei einer Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zwischen dem Anfangsstadium des Arbeitshubs (in der Nähe des oberen Totpunkts) und dem späten Stadium desselben (in der Nähe des unteren Totpunkts) verstellbar gehalten wird, um die Größe des Motorbremsdrehmoments zu steuern.
  • Die Verschiebung des Zündwinkels wie auch der Betrieb mit magerem Luft-/Kraftstoffgemisch stellen Maßnahmen dar, die oft nicht wirksam genug sind bzw. (erstere Maßnahme) praktisch immer in Kombination mit anderen Maßnahmen angewandt werden muss, also nicht unabhängig eingesetzt werden kann und damit u.U. andere Fahrgrößen beeinträchtigt.
  • Das Einblasen von Sekundärluft ist aufgrund der benötigten zusätzlichen Bauteile wie Pumpe, Ventil, Leitungen etc. eine sehr teure Lösung. Ferner läuft die Sekundärluftpumpe üblicherweise immer mit der gleichen Drehzahl und daher mit dem gleichen Luftdurchsatz, d.h. eine Betriebspunktoptimierung durch Einspritzzeitvariation kann nur als Kompromiss für einen weiten Bereich dargestellt werden. Zur Anwendung kommen evtl. Sekundärluftmassenmesser, um den Kraftstoffverbrauch zu optimieren. Der Kraftstoffverbrauch erhöht sich aufgrund des fetten Motorbetriebs.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Verfahren anzugeben, um den Abgaskatalysator eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor schnell auf die erforderliche Betriebstemperatur zu bringen, bei dem im übrigen die Fahreigenschaften möglichst wenig beeinträchtigt werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, dass ein Teil der Zylinder normal arbeitet, während der andere Teil der Zylinder des Verbrennungsmotors als Luftpumpe arbeitet, wobei bei den normal arbeitenden Zylindern die Öffnungszeiten der Ventile gegenüber dem Normalbetrieb modifiziert werden, so dass der Motor sowohl zusätzliche Arbeit leistet als auch in das Abgas zusätzliche Luft eingeblasen wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufheizen eines Abgaskatalysators eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern umfasst die Schritte: Zuführen von einem ersten Luft-/Kraftstoffgemisch in eine erste Gruppe von Zylindern, so dass ein positives Motormoment aufgebaut wird, Zuführen von einem zweiten Luft-/Kraftstoffgemisch in eine zweite Gruppe von Zylindern, wobei ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil derart gesteuert werden, dass ein Motorbremsmoment aufgebaut wird, wobei das erste Luft-/Kraftstoffgemisch in der ersten Gruppe von Zylindern fetter als im Normalbetrieb ist und zusammen mit dem zweiten Luft-/Kraftstoffgemisch in der zweiten Gruppe von Zylindern zu einer Aufheizung des Abgaskatalysators führt.
  • Dabei ist hier und im folgenden unter dem Begriff "Luft-/Kraftstoffgemisch" ein Gemisch zu verstehen, bei dem das Luft-/Kraftstoffgemisch eine Zusammensetzung hat, die zwischen im wesentlichen "reiner" Luft, d.h. keinerlei Kraftstoff, und sehr fettem Gemisch liegt. Mit anderen Worten, bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das zweite Luft-/Kraftstoffgemisch im wesentlichen keinen Kraftstoff, so dass durch die Zylinder der zweiten Gruppe Luft zu dem Abgaskatalysator gepumpt wird.
  • Ferner kann das Volumen der in den Zylinder einströmenden Luft sehr gering sein, d.h. insbesondere können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Einlassventile der zweiten Gruppe von Zylindern geschlossen sein, so dass die Zylinder der zweiten Gruppe gegen Überdruck arbeiten.
  • Zur feineren Dosierung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zuordnung der einzelnen Zylinder zu der ersten oder zweiten Gruppe von Zylindern von Arbeitsspiel zu Arbeitsspiel wechseln (die Zuordnung der Zylinder "rolliert"). Dies gilt gleichermaßen für die Anzahl der Zylinder, die der ersten bzw. zweiten Gruppe zugeordnet sind und die von Fall zu Fall variieren kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Bremsbetrieb wie folgt realisiert: – Öffnen des Einlassventils im oberen Totpunkt des Zylinders, – Schließen des Einlassventils im unteren Totpunkt des Zylinders, so dass die angesaugte Luft komprimiert wird, bis ein vorgegebenes Bremsmoment erreicht ist, – Öffnen des Auslassventils vor dem oberen Totpunkt des Zylinders, so dass durch den Überdruck im Zylinder die komprimierte Luft teilweise ausgeschoben wird, – Schließen des Auslassventils im oberen Totpunkt des Zylinders, – Wiederholen der vorangehenden Schritte.
  • Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen u.a. darin, dass Zusatzgeräte wie Sekundärluftpumpe, Ventil und Luftführung entfallen und damit keine oder nur geringere Kosten gegenüber herkömmlichen Aufheizmaßnahmen entstehen. Ferner ist aufgrund der Vermeidung zusätzlicher Bauteile die Gefahr von Ausfällen des Systems geringer. Durch das Verfahren kommt es zu keinem zusätzlichen Stromverbrauch in der Warmlaufphase. Das Gewicht des Fahrzeugs kann im Vergleich zur Ausstattung mit einem konventionellen Sekundärluftsystem geringer gehalten werden. In Verbindung mit der individuellen Einzellaststeuerung einzelner Zylinder besteht die Möglichkeit einer Optimierung über einen weiten Betriebsbereich. Insgesamt ergeben sich gegenüber dem reinen Luftpumpenbetrieb einzelner Zylinder mehr Möglichkeiten, wie z.B. ein größeres Katalysatoraufheizpotential, eine feinere Einstellbarkeit etc. Durch die Lasterhöhung bei den einzelnen Zylindern in der Warmlaufphase ergibt sich außerdem eine stabilere Verbrennung im Motor.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Zylinder mit Kolben und Ein- und Auslassöffnungen eines Verbrennungsmotors nach dem Stand der Technik.
  • 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen 4-Zylinder-Motorblock mit Zufuhr- und Abgasleitungen nach dem Stand der Technik.
  • 3A und 3B zeigen jeweils ein Diagramm mit den Öffnungsphasen von Einlass- und Auslassventil eines Zylinders bei geringer Motorbremsung bzw. bei starker Motorbremsung.
  • In 1 ist ein Zylinder 1 mit einem Kolben 2 gezeigt. Über eine Luftzufuhrleitung 3 und eine Kraftstoffzufuhrleitung 4 mit Einspritzdüse 5 wird in dem Zylinder 1 ein Luft-/Kraftstoffgemisch 5a erzeugt, dessen Zusammensetzung einstellbar ist. Dieses Luft-/Kraftstoffgemisch 5a wird mit einer Zündeinrichtung 6 zur Verbrennung gebracht. Zur Erläuterung der für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Grundlagen ist die Zündeinrichtung 6 in der Darstellung über einen Unterbrecher 8 mit einer Spannungsversorgung 7 verbunden. Die Abgase, die nach der Verbrennung aus dem Zylinder 1 abgeleitet werden müssen, um ein neues Luft-/Kraftstoffgemisch darin erzeugen zu können, werden über eine Abgasleitung 9 nach außen geführt. In der Abgasleitung 9 ist ein Abgaskatalysator 10 vorgesehen, um unerwünschte Komponenten aus dem Abgas herauszufiltern oder das Abgas chemisch zu verändern bzw. zu neutralisieren, bevor es in die Umwelt gelangt.
  • Außer durch die Öffnungszeitpunkte und Öffnungszeiten des Einspritzventils 6 wird die Zusammensetzung des Luft-/Kraftstoffgemisches 5a in dem Zylinder auch über die Öffnungszeitpunkte und Öffnungszeiten von einem Einlassventil 11 und einem Auslassventil 12 bestimmt. Darüber hinaus lässt sich mit dem Einlassventil 11 und dem Auslassventil 12 auch der Druckaufbau und Druckabbau in dem Zylinder steuern, so dass beispielsweise eine Bremswirkung erzielt wird. Das Einlassventil wird elektrisch über elektromechanische Aktoren 13, die hier als Spulen dargestellt sind, gesteuert und umfasst einen Stößel 11a sowie einen Ventilfuß 11b. Analog umfasst das Auslassventil einen Stößel 12a sowie einen Ventilfuß 12b.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich durch eine entsprechende Ansteuerung der oben genannten Komponenten durchführen, es werden also keine weiteren Komponenten zusätzlich zu den bereits bekannten benötigt. Jedoch ist es notwendig, die einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors einzeln und unabhängig voneinander anzusteuern, was im folgenden mit Bezug auf 2 erläutert werden soll.
  • In 2 ist schematisch ein Motorblock 14 gezeigt, der vier Zylinder 15 bis 18 umfasst. Diese Zylinder 15 bis 18 sind jeweils einerseits mit einer Luftzufuhrleitung 3 und einer Kraftstoffzufuhr 4 sowie andererseits mit einer Abgasleitung 9 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Zufuhrleitungen alle unabhängig voneinander, während alle Abgasleitungen 9 zusammengeführt werden und über den Abgaskatalysator nach außen führen. In dem in 2 dargestellten Arbeitstakt werden die beiden Zylinder 17 und 18 gezündet, während die beiden Zylinder 15 und 16 nicht gezündet werden.
  • Mit den genannten Einstellmöglichkeiten wird die Aufheizung des Abgaskatalysators 10 nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors beschleunigt, indem das Abgassystem von einem höheren Abgasmassenstrom beaufschlagt wird. Dabei wird wechselseitig, z.B. bei jedem zweiten Arbeitsspiel durch ein spezielles Laststeuerverfahren (Motorbremse), dem Motor Arbeit entzogen. Eine Einspritzung von Kraftstoff kann in diesem Arbeitsspiel bei den unbefeuerten Zylindern 15, 16 entfallen. Zur Kompensation dieser Verluste müssen die befeuerten Zylinder 17, 18 mit erhöhter Last betrieben werden. In der Summe steigt bei gleicher nach außen abgegebener Arbeit der innere Energieaufwand des Motors, was zu einem damit einhergehenden größeren Energiedurchsatz im Abgassystem führt.
  • Ein motorinternes Bremsmoment, durch welches der Effekt der Lasterhöhung in einem großen Betriebsbereich realisiert werden kann, lässt sich über die Steuerung der oben beschriebenen Ventile 11 und 12 erzeugen. Im Idealfall kann ein Laststeuerverfahren zur Erzeugung eines Motorbremsmoments mit einem vollvariablen Ventiltrieb, z.B. mit den elektromechanisch angetriebenen Ein- und Auslassventilen 11, 12 dargestellt werden. Das Bremsmoment wird dabei erzeugt, indem die Einlassventile 11 des betroffenen Zylinders 17, 18 zugehalten werden und die Auslassventile 12 in geeigneter Weise betätigt werden. Hierzu werden die Auslassventile 12 im Bereich ihres unteren Totpunktes geschlossen. Bei der anschließenden Aufwärtsbewegung des Kolbens erfolgt eine Kompression des im Zylinder befindlichen Gases. Abhängig vom Öffnungszeitpunkt des Auslassventils 12 während der Kompressionsphase stellt sich ein Bremsmoment ein. Dieses Verfahren kann bei jeder Umdrehung (2-Takt) oder bei jeder zweiten Umdrehung (4-Takt) angewandt werden.
  • Die Abfolge von Schließen und Öffnen des Einlass- und Auslassventils 11, 12 ist in 3A und 3B jeweils schematisch als Kreissegment dargestellt. Dabei ist nur das Öffnen des einzelnen Ventils gezeigt, das Schließen des Ventils entspricht dem nicht gezeigten komplementären Kreissegment. Das Einlassventil ist durch gestrichelte Linien dargestellt, das Auslassventil ist als eine durchgezogene Linie gezeigt. 3A zeigt ein spätes Öffnen des Auslassventils (kleiner Winkel α). Dadurch dauert der Kompressionsvorgang länger, der Motor muss mehr Arbeit verrichten, die Bremswirkung ist größer. 3B zeigt ein frühes Öffnen des Auslassventils (großer Winkel α), der Motor muss hier weniger und kürzer gegen den sich aufbauenden Gasdruck leisten, d.h. weniger Arbeit verrichten, die Bremswirkung ist geringer als in 3A.
  • Allgemein gilt, dass das verlustbehaftete Arbeitsspiel in jedem Fall so ausgeführt werden muss, dass das System Arbeit aufbringen muss, was durch Kompressionsverluste auf Abgasseite, aber auch auf der Ansaugseite geschehen kann: Frischluft oder Abgas wird vom Motor angesaugt und anschließend komprimiert. Wird die bei der Kompression aufgebrachte Energie durch die anschließende Expansion dem System nicht mehr zugeführt, so liefert der Motor negative Arbeit, die über erhöhte Last der befeuerten Zylinder kompensiert werden muss. Der Effekt der hierbei zum Katalysatoraufheizen verwendet wird, ist die Erhöhung des Enthalpiestroms.
  • Die reine Bremswirkung wird erfindungsgemäß durch eine Luftpumpenfunktion ergänzt. Die nicht befeuerten, abgeschalteten Zylinder 15, 16 werden dabei als Luftpumpe verwendet und fördern Luft (ohne Kraftstoff) ins Abgassystem, was in Verbindung mit fettem Gemisch in den befeuerten Zylindern 17, 18 zu einer Reaktion auf der Oberfläche in dem Abgaskatalysator 10 führt.
  • Dazu wird der Bremsbetrieb wie folgt realisiert:
    • – Öffnen des Einlassventils im oberen Totpunkt (OT),
    • – Schließen des Einlassventils im unteren Totpunkt (UT),
    • – bei der folgenden Kolbenbewegung wird die angesaugte Luft komprimiert, bis ein erforderliches Bremsmoment erreicht ist,
    • – Öffnen des Auslassventils vor dem OT,
    • – durch den Überdruck im Zylinder wird die komprimierte Luft teilweise ausgeschoben,
    • – Schließen des Auslassventils im OT,
    • – Wiederholen der obigen Schritte.
  • Dieses Verfahren ist auch im 4- oder Mehrtakt-Betrieb anwendbar, wobei evtl. die gepumpte Luftmenge reduziert werden kann.
  • Werden die befeuerten Zylinder in diesem Fall mit fettem Gemisch betrieben, so ergibt sich durch dieses Steuerverfahren sowohl eine Lasterhöhung aufgrund des Bremseffekts (Verdichtungsarbeit) als auch eine Nachreaktion auf der Katalysatoroberfläche durch den Luftpumpeneffekt.
  • Die anfangs beschriebene Realisierung durch Befeuerung jedes zweiten Arbeitsspiels (beim 8-Zylinder z.B. Bremsen mit den Zylindern 1, 4, 6, 7) hat zur Folge, dass die befeuerten Zylinder mindestens mit der doppelten Last laufen müssen. Dies ist allein notwendig, um den Wegfall der bremsenden Zylinder bei der Verrichtung positiver Arbeit zu kompensieren. Um eine Erhöhung des Enthalpiestroms zur Aufheizung des Katalysators zu erreichen, muss zusätzlich die negative Arbeit der bremsenden Zylinder über eine Lasterhöhung der befeuerten Zylinder kompensiert werden. Dadurch ist der Lastbereich bei solch einem Betrieb mit der halben Zylinderzahl stark nach oben eingeschränkt (Volllast der befeuerten Zylinder).
  • Eine Möglichkeit auch höhere Lasten zu realisieren besteht darin, den Motor mit verschiedenen Abschalt- bzw. Bremsmustern (z.B. rollierendes Abschaltmuster) zu betreiben, womit je nach Abschaltmuster im Mittel mehr Zylinder befeuert als abgeschaltet werden können. Die gesamte nach außen abgegebene Motorlast steigt dadurch zu Lasten des Effektes der Katalysatoraufheizung. Der Enthalpiestrom für die Erwärmung des Katalysators lässt sich durch geeignete Steuerung des internen Verlustmoments in weiten Bereichen den Erfordernissen anpassen.
  • Insbesondere bedeutet das, dass sich die Anzahl der Zylinder in der ersten und zweiten Gruppe ändern kann. So können beispielsweise in einem Fall drei Viertel der Zylinder ein positives Motormoment erzeugen, während das andere Viertel ein Motorbremsmoment erzeugt. In einem anderen Fall kann eine erste Hälfte der Zylinder für das Motormoment sorgen, während die zweite Hälfte ein Motorbremsmoment bewirkt, etc. Das bedeutet, dass bei Abschalten beispielsweise jedes zweiten Zylinders die gewünschte, nach außen abgegebene Leistung durch eine Verdopplung der Last der befeuerten Zylinder kompensiert werden muss. Die Gesamtlast ist dabei auf die Volllast aller befeuerten Zylinder begrenzt. Sollen höhere Lasten dargestellt werden, so kann das Bremsmoment reduziert werden, indem durch rollierenden Betrieb die Anzahl der abgeschalteten Zylinder stets kleiner als die halbe Zylinderzahl ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verrichten also die ersten Zylinder ebenso wie beim Stand der Technik Arbeit. Bei der Erfindung leisten sie diese Arbeit allerdings gegen die zweiten Zylinder, die für ein Bremsmoment sorgen. In extremen Fällen können die zweiten Zylinder sogar als "Luftpumpe" wirken, die gar keine (positive) Arbeit mehr leisten. Insbesondere können die befeuerten Einzelzylinder mit geringerer Last betrieben werden, sofern die Zuordnung der Zylinder zu den Zylindergruppen wie zuvor beschrieben rolliert. Die damit verbundene feinere Dosierbarkeit der Last hat aber einen kleineren wirksamen Enthalpiestrom zur Folge.
  • Ein Vorteil des rollierenden Betriebes ist es, dass ein Auskühlen der Zylinder verhindert wird.
  • Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, dass die Katalysatoranlage so konfiguriert ist, dass bei motorspezifischer Zündfolge die Katalysatoren gleichmäßig von befeuerten sowie unbefeuerten (gebremsten) Zylindern versorgt werden.
  • Damit lässt sich die Erfindung wie folgt zusammenfassen:
    • – Steuerung des internen Motorbremsmoments, abhängig von realisierbarer Last und Anzahl der abgeschalteten (bremsenden) Zylinder mit dem Ziel günstige Emissionen/Kraftstoffverbrauch bei raschem Aufheizen des Katalysators zu erreichen;
    • – Steuerung der durch den Motor gepumpten Luft in Kombination mit Kraftstoffanfettung zur Erreichung günstiger Emissionen/Kraftstoffverbrauch bei raschem Aufheizen des Katalysators.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die Katalysatoraufheizung optimal und in sehr kurzer Zeit sicherzustellen.
  • 1
    Zylinder
    2
    Kolben
    3
    Luftzufuhrleitung
    4
    Kraftstoffzuleitung
    5
    Einspritzdüse
    6
    Zündeinrichtung
    7
    Spannungsversorgung
    8
    Zündunterbrecher
    9
    Abgasleitung
    10
    Abgaskatalysator
    11
    Einlassventil
    12
    Auslassventil
    13
    elektromechanische Aktoren, Spulen
    14
    4-Zylinder-Motorblock
    15
    erster Zylinder
    16
    zweiter Zylinder
    17
    dritter Zylinder
    18
    vierter Zylinder
    19
    erste Luftzufuhrleitung
    20
    erste Kraftstoffzufuhrleitung
    21
    zweite Luftzufuhrleitung
    22
    zweite Kraftstoffzufuhrleitung
    α
    Öffnungswinkel von Ventil

Claims (6)

  1. Verfahren zum Aufheizen eines Abgaskatalysators (10) eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern (15 bis 18), das die Schritte umfasst: Zuführen von einem ersten Luft-/Kraftstoffgemisch in eine erste Gruppe von Zylindern (17, 18), so dass ein positives Motormoment aufgebaut wird, Zuführen von einem zweiten Luft-/Kraftstoffgemisch in eine zweite Gruppe von Zylindern (15, 16), wobei ein Einlassventil (11) und/oder ein Auslassventil (12) derart gesteuert werden, dass ein Motorbremsmoment aufgebaut wird, wobei das erste Luft-/Kraftstoffgemisch in der ersten Gruppe von Zylindern (17, 18) fetter als im Normalbetrieb ist und zusammen mit dem zweiten Luft-/Kraftstoffgemisch in der zweiten Gruppe von Zylindern (15, 16) zur Aufheizung des Abgaskatalysators (10) führt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zweite Luft-/Kraftstoffgemisch im wesentlichen keinen Kraftstoff enthält, so dass durch die zweiten Zylinder (15, 16) Luft zu dem Abgaskatalysator (10) gepumpt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Einlassventile (11) der zweiten Gruppe von Zylindern (15, 16) geschlossen sind, so dass die Zylinder der zweiten Gruppe (15, 16) gegen Überdruck arbeiten.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Zuordnung der einzelnen Zylinder (15 bis 18) zu der ersten (17, 18) oder zweiten Gruppe (15, 16) von Zylindern von Arbeitsspiel zu Arbeitsspiel wechselt.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Bremsbetrieb wie folgt realisiert wird: – Öffnen des Einlassventils (11) im oberen Totpunkt (OT) des Zylinders, – Schließen des Einlassventils (11) im unteren Totpunkt (UT) des Zylinders, so dass die angesaugte Luft komprimiert wird, bis ein vorgegebenes Bremsmoment erreicht ist, – Öffnen des Auslassventils (12) vor dem oberen Totpunkt (OT) des Zylinders, so dass durch den Überdruck im Zylinder die komprimierte Luft teilweise ausgeschoben wird, – Schließen des Auslassventils (12) im oberen Totpunkt (OT) des Zylinders, – Wiederholen der vorangehenden Schritte.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis der Anzahl der Zylinder in der ersten Gruppe (17, 18) und in der zweiten Gruppe (15, 16) derart gewählt wird, dass die nach außen abgegebene Motorlast stufenlos einstellbar ist.
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