DE10357415A1

DE10357415A1 - Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine sowie magerlauffähige Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE10357415A1
Application number: DE10357415A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Dr. Pott; Michael Dr. Zillmer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2004-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine (10) mit zumindest einem in einem Abgaskanal (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysator sowie eine magerlauffähige Verbrennungskraftmaschine (10). DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass bei Anforderung eines unterstöchiometrischen Lambdawertes unmittelbar im Anschluss an eine Schubabschaltungsphase der Verbrennungskraftmaschine (10) und/oder unmittelbar im Anschluss an eine Betriebsphase, in der Sauerstoff in den Katalysator eingespeichert wird, zunächst in einer Übergangsphase ein in etwa stöchiometrischer oder weniger unterstöchiometrischer Lambdawert als angefordert eingestellt und anschließend auf den angeforderten unterstöchiometrischen Lambdawert abgesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine sowie eine magerlauffähige Verbrennungskraftmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 beziehungsweise 18 genannten Merkmalen.
Zur Nachbehandlung von Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen wird dieses üblicherweise katalytisch gereinigt. Dazu wird das Abgas über mindestens einen Katalysator geleitet, der eine Konvertierung einer oder mehrerer Schadstoffkomponenten des Abgases vornimmt. Es sind unterschiedliche Arten von Katalysatoren bekannt. Oxidationskatalysatoren fördern die Oxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxid (CO), während Reduktionskatalysatoren eine Reduzierung von Stickoxiden (NO_x) des Abgases unterstützen. Ferner werden 3-Wege-Katalysatoren verwendet, um die Konvertierung der drei vorgenannten Komponenten (HC, CO, NO_x) gleichzeitig zu katalysieren. Daneben sind auch Speicherkatalysatoren, beispielsweise NO_x-Speicherkatalysatoren, bekannt. Diese werden bei der Abgasreinigung von Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, die aus Gründen einer Verbrauchsoptimierung wenigstens zeitweise in einem mageren Betriebsmodus, das heißt mit einem sauerstoffreichen Abgas mit λ > 1, betrieben werden. Die dabei entstehenden Stickoxide NO_x können bei einer katalytischen oxidativen Umsetzung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und Kohlenmonoxid CO in nur sehr geringem Maße zu umweltneutralem Stickstoff umgesetzt werden. Zur Abhilfe werden vorgenannte NO_x-Speicherkatalysatoren in den Abgaskanälen von Verbrennungskraftmaschinen angeordnet, die in mageren Betriebsphasen NO_x als Nitrat einlagern. In Intervallen muss der NO_x-Speicherkatalysator regeneriert werden.
Die bei magerlauffähigen Ottomotoren für die Abgasreinigung eingesetzten NO_x-Speicherkatalysatoren weisen im heutigen Entwicklungsstand gegenüber konventionellen 3-Wege-Katalysatoren eine geringere Hochtemperaturstabilität auf. Der Einsatz dieser Katalysatortechnik erfordert daher besondere Anstrengungen zur Begrenzung der Temperaturbelastung dieser Katalysatoren. Dafür kommen einerseits Maßnahmen in Betracht, die zur Absenkung des stationären Temperaturniveaus führen, wie beispielsweise die Abgaskühlung oder die Verringerung des Restsauerstoffgehaltes der Abgase durch Optimierung des Brennverfahrens. Andererseits sind hier genauso wie für 3-Wege-Systeme Maßnahmen sinnvoll, die zur Verringerung der Belastung bei instationärem Motorbetrieb führen, wie beispielsweise die Optimierung der Applikation hinsichtlich von HC-Spitzen.
Besonders kritisch bezüglich der Katalysatoralterung sind Hochtemperaturzyklen mit Schubabschaltungsphasen, das heißt mit zwischengeschaltetem, ungefeuertem Motorbetrieb. Als Ursache sind neben den erhöhten HC-Rohemissionen, die aus Wandfilmeffekten oder auch Ungenauigkeiten bei der Kraftstoffzumessung im Dynamikbetrieb resultieren, vor allem die hohen Sauerstoffkonzentrationen zu nennen, die durch Oxidations- und Sinterungsvorgänge zur Verringerung der Konvertierungsleistung der Katalysatoren führen können. Dabei kann es erforderlich sein, die Schubabschaltung bei sehr hohen Katalysatortemperaturen zu verbieten.
Ein weiteres Problem hinsichtlich der thermischen Katalysatorbelastung tritt beim Übergang aus einer Schubabschaltungsphase in den gefeuerten Motorbetrieb auf, wenn dabei sofort eine unterstöchiometrische Gemischzusammensetzung eingestellt wird. Während der Schubabschaltungsphase wird der Sauerstoffspeicher des Katalysators vollständig gefüllt, das heißt in der Katalysatorbeschichtung beziehungsweise dem Washcoat wird Sauerstoff zwischengespeichert. Wird nun der Katalysator beim Wiedereinsetzen – beispielsweise bei einer anschließenden Volllastbeschleunigung – mit sehr sauerstoffarmem Abgas beaufschlagt, führt der Partialdruckunterschied zu einem sehr raschen Herauslösen des gespeicherten Sauerstoffs. Da das Abgas bei unterstöchiometrischem Motorbetrieb hohe Konzentrationen an brennbaren Komponenten (HC, CO, H₂) enthält, kommt es zu heftigen Oxidationsreaktionen, die bei noch ausreichend hohem Grundtemperaturniveau des Katalysators zumindest örtlich zum Überschreiten der maximal zulässigen Temperatur der Beschichtung führen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit zumindest einem in einem Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysator sowie eine entsprechende Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, bei dem beziehungsweise der während der Übergangsphase nach einer Schubabschaltungsphase und/oder einer Betriebsphase, in der Sauerstoff in den Katalysator eingelagert wird, thermische Belastungsspitzen des zumindest einen Katalysators durch exotherme Abläufe sicher vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit den im Anspruch 1 beziehungsweise 18 genannten Merkmalen gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit zumindest einem in einem Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysator ist es vorgesehen, dass bei (betriebsbedingter) Anforderung eines unterstöchiometrischen Lambdawertes unmittelbar im Anschluss an eine Schubabschaltungsphase der Verbrennungskraftmaschine und/oder unmittelbar im Anschluss an eine Betriebsphase, in der Sauerstoff in den Katalysator eingespeichert wird, zunächst in einer Übergangsphase ein in etwa stöchiometrischer oder weniger unterstöchiometrischer Lambdawert als angefordert eingestellt und anschließend auf den angeforderten Lambdawert, vorzugsweise auf einen von einer Motorsteuerung der Verbrennungskraftmaschine vorgegebenen Wert, abgesteuert wird, wodurch ein Sauerstoffspeicher des zumindest einen Katalysators, vorzugsweise zumindest eines NO_x-Speicherkatalysators, der zumindest einen Vorkatalysator aufweisen kann, allmählich geleert wird. Dabei können die Abgastemperaturen kurzzeitig oberhalb von vorgegebenen Grenztemperaturen liegen und der höhere Restsauerstoffgehalt der Abgase eine erhöhte Grundexothermie bewirken. Insgesamt wird damit jedoch vorteilhafterweise die zu rasche Leerung des Sauerstoffspeichers und somit auch eine schlagartige Energiefreisetzung sicher verhindert, die zu einer zu großen Temperaturspitze beziehungsweise Belastung des Katalysators führen würde.
Die Anforderung eines unterstöchiometrischen Lambdawertes kann aufgrund einer Leistungsvorgabe für die Verbrennungskraftmaschine oder einer Vorgabe der Motorsteuerung, zum Beispiel wegen der Überschreitung einer zulässigen Abgastemperatur erfolgen.
Die Übergangsphase ist vorzugsweise in mindestens zwei Phasen unterteilt, wobei in der Übergangsphase insgesamt oder auch nur in mindestens einer Phase mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten beziehungsweise unterschiedlicher Steilheit auf den angeforderten unterstöchiometrischen Lambdawert abgesteuert werden kann.
Vorzugsweise wird bei Anforderung eines unterstöchiometrischen Lambdawertes durch die Motorsteuerung der Verbrennungskraftmaschine im Anschluss an eine Schubabschaltungsphase zunächst zu Beginn der Übergangsphase oder in der ersten Phase der Übergangsphase ein Lambdawert zwischen 0,9 und 1,05, vorzugsweise zwischen 0,93 und 1,02 und besonders bevorzugt zwischen 0,97 und 1,0 eingestellt und anschließend schrittweise oder kontinuierlich auf den ursprünglich angeforderten Lambdawert abgesteuert, wobei die schrittweise oder kontinuierliche Absteuerung in der Übergangsphase insgesamt oder nur in mindestens einer Phase erfolgen kann.
Dabei kann bevorzugterweise die Maßnahme zur Absteuerung des Lambdawertes in der Übergangsphase oder in zumindest einer der Phasen vom Überschreiten einer Temperaturschwelle für zumindest einen der Katalysatoren abhängig gemacht werden.
Die Übergangsphase beziehungsweise vorzugsweise zumindest eine der Phasen soll vorzugsweise mit einer Dauer von mindestens zehn Arbeitsspielen, insbesondere von mindestens dreißig Arbeitsspielen der Verbrennungskraftmaschine ablaufen.
Die Veränderung beziehungsweise die Absteuerung des Lambdawertes in der Übergangsphase oder in mindestens einer Phasen der Übergangsphase soll vorzugsweise mit einer durchschnittlichen Anreicherungsgeschwindigkeit von –0,01 bis 0,3 s^–1, insbesondere von etwa –0,1 s^–1 erfolgen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei der Verwendung einer sauerstoffsensitiven Messeinrichtung gegeben, die zumindest einem Katalysator nachgeordnet ist. Als sauerstoffsensitive Messeinrichtung kann beispielsweise eine Lambdasonde oder ein NO_x Sensor mit entsprechender Messfunktion verwendet werden. In diesem Falle wird zu Beginn des Wiedereinsetzens des gefeuerten Betriebes der Verbrennungskraftmaschine das Lambda vor dem zumindest einen Katalysator auf einen Lambdawert, der vorzugsweise < 1,00, optimal zwischen 0,92 und 0,99, ideal zwischen 0,94 und 0,96 liegt, eingestellt. Über zumindest eine stromab der Verbrennungskraftmaschine, jedoch stromauf eines zumindest ersten Katalysators gelegene sauerstoffsensitive Messeinrichtung kann das tatsächliche Lambda auf die Sollvorgabe in bekannter Weise geregelt werden.
Der Betrieb mit dem so vorgegebenen Lambdawert wird so lange beibehalten, bis stromab eines zumindest ersten Katalysators beziehungsweise stromab des belastungskritischsten Katalysators an der sauerstoffsensitiven Messeinrichtung ein Lambdaschwellwert unterschritten wird. Dieser Schwellwert liegt nahe um 1,00, vorzugsweise im Bereich von 0,95 bis 1,03, insbesondere zwischen 0,97 bis 1,01 und ideal zwischen 0,98 und 0,9995.
Nach Unterschreiten des Schwellwertes kann der Lambdawert wie beschrieben auf den ursprünglich angeforderten, in bekannter Weise ermittelten Lambdawert abgesenkt werden. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, nach Unterschreiten des gemessenen Schwellwertes das Absenken des Lambdawertes noch für eine kurze Zeitspanne von 0 bis 4000 ms, ideal 100 bis 1000 ms und optimal 200 bis 500 ms zu verzögern, um ein zumindest nahezu vollständiges Ausräumen des gespeicherten Sauerstoffs aus dem zumindest einen Katalysator sicherzustellen.
Sowohl der Lambdawert zu Beginn der Übergangsphase oder zu Beginn der ersten Phase als auch die Anreicherungsgeschwindigkeit sind vorzugsweise in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, einer Temperatur des zumindest einen Katalysators und/oder eines Vorkatalysators, einer Abgastemperatur, einem Abgasmassenstrom, des Betriebspunktes, der Sauerstoffspeicherfähigkeit zumindest eines der Katalysatoren einer seit Beginn der Übergangsphase verstrichenen Zeit und/oder einer lambdabezogenen Abgaszusammensetzung festgelegt.
Die vorstehend beschriebene Verfahrensvariante mit einem gestuften Wiedereinsetzen des gefeuerten Betriebes der Verbrennungskraftmaschine bietet den zusätzlichen Vorteil, dass die Zeitdauer der ersten Stufe an den aktuellen Katalysatorzustand angepasst werden kann und somit die Phase der kurzzeitigen thermischen Überlastung so kurz wie möglich und so lang wie erforderlich gehalten wird.
Die magerlauffähige Verbrennungskraftmaschine mit zumindest einem in einem Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysator weist erfindungsgemäß Mittel auf, mit denen unmittelbar im Anschluss an eine Schubabschaltungsphase der Verbrennungskraftmaschine und/oder unmittelbar im Anschluss an eine Betriebsphase, in der Sauerstoff in den Katalysator eingelagert wird, zunächst in einer Übergangsphase ein in etwa stöchiometrisches oder weniger unterstöchiometrisches Lambda einstellbar ist, und mit denen der Lambdawert anschließend mit einem vorgebbaren Verlauf auf einen ursprünglich, vorzugsweise von einer Motorsteuerung der Verbrennungskraftmaschine angeforderten Lambdawert absteuerbar ist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem zumindest einen Katalysator um zumindest einen NO_x-Speicherkatalysator, der zumindest einen Vorkatalysator besitzen kann.
Die Mittel können je nach Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine zumindest eine sauerstoffsensitive Messeinrichtung aufweisen, die dem zumindest einen Katalysator nachgeordnet ist. Eine weitere sauerstoffsensitive Messeinrichtung kann stromab der Verbrennungskraftmaschine, jedoch stromauf eines zumindest ersten Katalysators angeordnet sein.
Diese Mittel umfassen zudem ein Steuergerät, das vorzugsweise in ein Motorsteuergerät integriert ist, in dem Modelle und Algorithmen zur koordinierten Steuerung von abgas- und leistungsrelevanten Maßnahmen in digitalisierter Form hinterlegt sind.
Die Steuerung und Koordination vorgenannter Mittel und sonstiger üblicher Mittel erfolgt über das Steuergerät beziehungsweise das Motorsteuergerät.
Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine handelt es sich um einen Ottomotor, insbesondere einen direkt einspritzenden Ottomotor, oder einen Dieselmotor.
Vorteilhafterweise weist der zumindest eine im Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine angeordnete Katalysator einen gegenüber dem Stand der Technik verringerten Edelmetallgehalt auf.
Fahrzeuge mit magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschinen, die im Neuen Europäischen Fahrzyklus NEFZ mit thermisch ungeschädigten Katalysatoren mit einer gespeicherten Schwefelmasse < 0,2 g/l Katalysatorvolumen und einem zeitlichen gefeuerten Magerbetriebsanteil ohne Schubabschaltungsphasen mit einem Lambda > 1,15 von zumindest 250 s, insbesondere mindestens 350 s, eine HC-Emission von < 0,07 g/km und eine NO_x-Emission von < 0,05 g/km erreichen, werden heute im Stand der Technik mit Katalysatoren ausgerüstet, die Edelmetallgehalte von ≧ 3,59 g/dm³ (100 g/ft³) aufweisen.
Vorteilhafterweise weist das nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine nachgeordnete Katalysatorsystem, bestehend aus zumindest einem NO_x Speicherkatalysator und eventuell zumindest einem vorgeschalteten Vorkatalysator, einen Edelmetallgehalt ≦ 3,59 g/dm³ (100 g/ft³), insbesondere ≦ 2,87 g/dm³ (80 g/ft³) und vorzugsweise ≦ 2,15 g/dm³ (60 g/ft³) auf. Vorteilhafterweise weist das Katalysatorsystem mit erfindungsgemäß abgesenktem Edelmetallgehalt mit zunehmender Fahrzeuglaufleistung im NEFZ gegenüber der ursprünglichen Ausführung mit höherem Edelmetallgehalt und ohne dem erfindungsgemäßen Verfahren keine höheren Emissionen auf.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasanlage;
2 zeitliche Verläufe verschiedener Parameter beim Wechsel aus einer Schubabschaltungsphase nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und
3 zeitliche Verläufe von Lambda vor und nach dem Katalysator beim Wechsel aus einer Schubabschaltungsphase nach einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der in 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine 10 ist eine Abgasanlage 12 nachgeordnet. Die Abgasanlage 12 weist einen Abgaskanal 14 auf, in dem ein motornah angeordneter Vorkatalysator 16 sowie ein großvolumiger NO_x-Speicherkatalysator 18 befindlich sind. Neben dem Vorkatalysator 16 und dem NO_x-Speicherkatalysator 18 weist der Abgaskanal 14 üblicherweise verschiedene, hier jedoch nicht dargestellte Gas- und/oder Temperatursensoren zur Regelung der Verbrennungskraftmaschine 10 auf. Dargestellt sind in 1 lediglich beispielhaft zwei sauerstoffsensitive Messeinrichtungen 20, 22, stromauf beziehungsweise stromab des NO_x-Speicherkatalysators 18 angeordnet, die ein Signal für den jeweiligen Lambdawert im Abgas liefern, sowie ein Temperatursensor 24, mit Hilfe dessen die Temperatur des NO_x Speicherkatalysators 18 ermittelt wird. Die Signale werden an ein Steuergerät 26 übermittelt, in welchem diese zur Steuerung der Betriebsarten der Verbrennungskraftmaschine 10 herangezogen werden. Das Steuergerät 26 ist zudem in einem Motorsteuergerät 28 integriert. Mittels des Steuergerätes 26 und des Motorsteuergerätes 28 wird mindestens ein Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere ein zuzuführendes Luft-Kraftstoff-Gemisch (Verbrennungslambda), in Abhängigkeit der Signale beeinflusst.
Bei den in 2 dargestellten Verläufen von Parametern stellen der Graph 100a und 100b das Lambda, Graph 102a und 102b die Temperatur des NO_x-Speicherkatalysators 18 und Graph 104a und 104b den Sauerstofffüllstand des NO_x-Speicherkatalysators 18 im zeitlichen Verlauf während des Übergangs vom Schubbetrieb auf den gefeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 dar. Die Graphen 100a, 102a und 104a sind gestrichelt dargestellt und zeigen die Verläufe, die sich nach dem Stand der Technik ergeben, während die Graphen 100b, 102b und 104b die Verläufe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellen. Der Lambdawert beziehungsweise die Gemischzusammensetzung wird erfindungsgemäß unmittelbar im Anschluss an die Schubabschaltungsphase zum Zeitpunkt t₁ zunächst stöchiometrisch eingestellt. Der ursprünglich von der Motorsteuerung 28 angeforderte Lambdawert wird erst zu einem Zeitpunkt t₂ erreicht, wobei der Verlauf der Absenkung des Lambdawertes vorgegeben wird. Durch diese Maßnahme wird der Sauerstoffspeicher des NO_x Speicherkatalysators 18 allmählich geleert. Dies hat zur Folge dass die Temperatur am NO_x Speicherkatalysator 18 zwischen den beiden Zeitpunkten t₁ und t₂ ansteigt, jedoch ist dieser Anstieg geringer als die Temperaturspitze, die sich beim Verfahren nach dem Stand der Technik einstellt. Dadurch wird eine zu hohe Temperaturbelastung und eine damit einhergehende Schädigung des NO_x-Speicherkatalysators 18 vermieden.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 dargestellt. Hierbei zeigt der Graph 106 mit der gestrichelten Linie das Lambda nach dem NO_x-Speicherkatalysator 18 und der Graph 108 das Lambda vor dem NO_x-Speicherkatalysator 18. Es wird zum Zeitpunkt t₁ das Lambda vor NO_x-Speicherkatalysator 18 auf einen weniger unterstöchiometrischen Lambdawert als ursprünglich angefordert eingestellt. Über zumindest eine stromab der Verbrennungskraftmaschine 10, jedoch stromauf des Vorkatalysators 16 gelegene, sauerstoffsensitive Messeinrichtung 22 wird das tatsächliche Lambda auf den Lambdawert in bekannter Weise geregelt. Der Betrieb mit dem so vorgegebenen Lambda wird so lange beibehalten, bis stromab des NO_x-Speicherkatalysators 18 an der sauerstoffsensitiven Messeinrichtung 20 zum Zeitpunkt t₃ ein Lambdaschwellwert unterschritten wird. Nach Unterschreiten des Lambdaschwellwertes wird der Lambdawert auf den zur Katalysatorschonung angeforderten Lambdawert abgesenkt, wobei das Absenken des Lambdawertes noch für eine kurze Zeitspanne verzögert wird und somit erst zum Zeitpunkt t₄ erfolgt, um ein zumindest nahezu vollständiges Ausräumen des gespeicherten Sauerstoffs sicherzustellen.

10: Verbrennungskraftmaschine
12: Abgasanlage
14: Abgaskanal
16: Vorkatalysator
18: NO_x-Speicherkatalysator
20, 22: sauerstoffsensitive Messeinrichtung
24: Temperatursensor
26: Steuergerät
28: Motorsteuergerät
100a, 100b: Lambdaverlauf
102a, 102b: Temperaturverlauf des NO_x Speicherkatalysators
104a, 104b: Verlauf des Sauerstofffüllstandes des NO_x-Speicherkatalysators
106: Lambdaverlauf nach NO_x-Speicherkatalysator
108: Lambdaverlauf
t₁: Zeitpunkt/Ende der Schubabschaltungsphase
t₂: Zeitpunkt/Erreichen des ursprünglich angeforderten Lambdawertes
t₃: Zeitpunkt/Unterschreiten eines Schwellwertes
t₄: Zeitpunkt/Ende der Verzögerung

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine (10) mit zumindest einem in einem Abgaskanal (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anforderung eines unterstöchiometrischen Lambdawertes unmittelbar im Anschluss an eine Schubabschaltungsphase der Verbrennungskraftmaschine (10) und/oder unmittelbar im Anschluss an eine Betriebsphase, in der Sauerstoff in den Katalysator eingespeichert wird, zunächst in einer Übergangsphase ein in etwa stöchiometrischer oder weniger unterstöchiometrischer Lambdawert als angefordert eingestellt und anschließend auf den angeforderten unterstöchiometrischen Lambdawert abgesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der angeforderte Lambdawert und/oder der in der Übergangsphase zunächst eingestellte Lambdawert von einer Motorsteuerung vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Katalysator zumindest ein NO_x-Speicherkatalysator (18) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Katalysator einen Vorkatalysator (16) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsphase in mindestens zwei Phasen unterteilt ist, in denen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf den angeforderten unterstöchiometrischen Lambdawert abgesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Phasen oder in der Übergangsphase insgesamt die Absteuerung des Lambdawertes kontinuierlich erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Phasen oder in der Übergangsphase insgesamt die Absteuerung des Lambdawertes schrittweise erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsphase insgesamt, vorzugsweise bereits eine der Phasen, über eine Dauer von mindestens zehn, insbesondere mindestens dreißig Arbeitsspielen der Verbrennungskraftmaschine (10) abläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Absteuerung des Lambdawertes in der Übergangsphase oder in mindestens einer der Phasen mit einer durchschnittlichen Anreicherungsgeschwindigkeit von –0,01 bis –0,3 s–¹, vorzugsweise mit einer durchschnittlichen Anreicherungsgeschwindigkeit von etwa –0,1 s^–1 erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung der Absteuerung des Lambdawertes in der Übergangsphase oder in zumindest einer der Phasen in Abhängigkeit von der Überschreitung einer Temperaturschwelle von zumindest einem Katalysator erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Übergangsphase beziehungsweise in der ersten Phase der Übergangsphase ein Lambdawert zwischen 0,9 und 1,05, insbesondere zwischen 0,93 und 1,02 und bevorzugt zwischen 0,97 und 1,0 eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem zumindest einen Katalysator eine sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) nachgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Übergangsphase beziehungsweise in der ersten Phase der Übergangsphase ein Lambdawert < 1,00, vorzugsweise zwischen 0,92 bis 0,99 und besonders bevorzugt zwischen 0,94 bis 0,96 eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Übergangsphase das in etwa stöchiometrische oder weniger unterstöchiometrische Lambda so lange beibehalten wird, bis stromab eines zumindest ersten Katalysators beziehungsweise stromab des belastungskritischsten Katalysators an der sauerstoffsensitiven Messeinrichtung (20) ein Lambdaschwellwert unterschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lambdaschwellwert nahe um 1,00, vorzugsweise im Bereich von 0,95 bis 1,03, besonders bevorzugt im Bereich von 0,97 bis 1,01 und optimal im Bereich von 0,98 bis 0,9995 liegt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach Unterschreiten des Lambdaschwellwertes das Absenken des zunächst eingestellten Lambdawertes noch für eine Zeitspanne von 0...4000 ms, vorzugsweise 100...1000 ms, besonders bevorzugt 200....500 ms, verzögert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lambdawert zu Beginn der Übergangsphase und/oder die Anreicherungsgeschwindigkeit während der Übergangsphase in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, einer Temperatur des zumindest einen Katalysators und/oder eines Vorkatalysators, einer Abgastemperatur, einem Abgasmassenstrom, des Betriebspunktes, der Sauerstoffspeicherfähigkeit zumindest eines der Katalysatoren, einer seit Beginn der Übergangsphase verstrichenen Zeit und/oder einer lambdabezogenen Abgaszusammensetzung festgesetzt werden.
Magerlauffähige Verbrennungskraftmaschine (10) mit zumindest einem in einem Abgaskanal (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (10) Mittel aufweist, mit denen bei Anforderung eines unterstöchiometrischen Lambdawertes unmittelbar im Anschluss an eine Schubabschaltungsphase der Verbrennungskraftmaschine (10) und/oder unmittelbar im Anschluss an eine Betriebsphase, in der Sauerstoff in den Katalysator eingespeichert wird, zunächst in einer Übergangsphase ein in etwa stöchiometrischer oder weniger unterstöchiometrischer Lambdawert als angefordert einstellbar ist, und mit denen der Lambdawert anschließend auf den ursprünglich angeforderten Lambdawert absteuerbar ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Katalysator zumindest ein NO_x Speicherkatalysator (18) ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Katalysator zumindest einen Vorkatalysator (16) besitzt.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zumindest eine sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) umfassen, die dem zumindest einen Katalysator nachgeordnet ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Steuergerät (26) umfassen, das gegebenenfalls in ein Motorsteuergerät (28) integriert ist, in dem Modelle und Algorithmen zur koordinierten Steuerung von abgas- und leistungsrelevanten Maßnahmen in digitalisierter Form hinterlegt sind.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (10) ein Ottomotor oder ein Dieselmotor ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Katalysator einen Edelmetallgehalt von ≦ 3,59 g/dm³, vorzugsweise ≦ 2,87 g/dm³, besonders bevorzugt ≦ 2,15 g/dm³ aufweist.