DE4344137A1 - System zum Schutz eines Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine vor Übertemperatur - Google Patents

System zum Schutz eines Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine vor Übertemperatur

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Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Schutz eines Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine vor Übertemperatur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Umwandlung der in den Abgasen einer Brennkraftmaschine enthal­ tenen Schadstoffe in weniger schädliche Stoffe ist bei modernen Brennkraftmaschinen im Abgassystem ein Katalysator vorgesehen. Wenn die Temperatur des Katalysators oberhalb der Mindestbetriebstempera­ tur liegt, beschleunigt der Katalysator die chemischen Reaktionen zwischen einzelnen Abgasbestandteilen, und zwar insbesondere solche Reaktionen, die zu einer Umwandlung in weniger schädliche Stoffe wie beispielsweise Wasser und Kohlendioxyd führen. Der Katalysator wird in der Regel durch die Abgase der Brennkraftmaschine und durch die exothermen Reaktionen zwischen einzelnen Bestandteilen dieser Abgase aufgeheizt. Um den Katalysator beispielsweise nach dem Starten der Brennkraftmaschine möglichst schnell auf seine Betriebstemperatur aufzuheizen, bietet sich ein Einbau des Katalysators möglichst weit stromaufwärts im Abgassystem an, das heißt an einer Stelle, an der die Abgastemperatur sehr hoch ist. Andererseits muß aber sicherge­ stellt sein, daß die maximal zulässige Temperatur des Katalysators nicht überschritten wird, da der Katalysator sonst beschädigt oder gar völlig zerstört wird. Das Risiko der Überschreitung der maximal zulässigen Katalysatortemperatur ist aber umso größer, je weiter stromauf der Katalysator im Abgassystem eingebaut wird. Der Einbau­ ort muß also in der Regel im Hinblick auf eine möglichst schnelle Aufheizung des Katalysators und einen ausreichenden Schutz vor Über­ temperatur optimiert werden. Da bei diesem Optimierungsverfahren der ungünstigste Fall im Hinblick auf eine mögliche Überschreitung der maximal zulässigen Temperatur einkalkuliert werden muß, müssen zwangsläufig Abstriche bei der erreichbaren Aufheizzeit des Kataly­ sators gemacht werden oder es müssen anderweitig Vorkehrungen zum Schutz des Katalysators vor Übertemperatur getroffen werden.
Stand der Technik
Es sind bereits einzelne Verfahren und Vorrichtungen zum Schutz des Katalysators bekannt. Aus der DE 23 40 541 A1 ist es beispielsweise bekannt, bei Vorgängen in der Brennkraftmaschine, die zu einer unzu­ lässigen Temperaturerhöhung im Auspuffsystem bzw. im Katalysator führen, die Kraftstoffzumessung bzw. die Zufuhr des Luft/Kraft­ stoff-Gemisches teilweise zu unterbrechen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Katalysator im Abgas­ system einer Brennkraftmaschine optimal zu schützen.
Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 und die nachfolgend be­ schriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie einen optimalen Schutz des Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine bietet und trotzdem eine sehr kurze Aufheizzeit des Katalysators möglich ist.
Beim erfindungsgemäßen Schutzsystem ist abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und/oder von Umgebungsbedingungen eine maxi­ mal zulässige Katalysatortemperatur vorgebbar und es ist eine tat­ sächliche Katalysatortemperatur ermittelbar. Abhängig von der maxi­ mal zulässigen Katalysatortemperatur und der tatsächlichen Katalysa­ tortemperatur können Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators getrof­ fen werden. Dies hat den Vorteil, daß sowohl der tatsächliche Zu­ stand des Katalysators als auch die Wirksamkeit von ggf. zu treffen­ den Maßnahmen berücksichtigt werden und somit ein sehr zuverlässiges und effizientes Schutzsystem zur Verfügung steht. Je nach Kühlbedarf des Katalysators und nach Kühlpotential der einzelnen Maßnahmen wird entschieden, welche Maßnahme zur Anwendung kommt. Damit wird die Katalysatortemperatur durch die gestaffelten Maßnahmen geregelt. Ei­ ne Kontrolle der eingesetzten Maßnahmen ist durch die erreichte Katalysatortemperatur und ggf. Vergleich mit Referenzwerten oder Vergleich der Auswirkungen der einzelnen Maßnahmen auf die Katalysa­ tortemperatur möglich. Das erfindungsgemäße System diagnostiziert damit die Wirksamkeit der einzelnen Maßnahmen selbständig.
Wenn ein erster vorgebbarer Schwellwert für die Differenz aus der maximal zulässigen Katalysatortemperatur und der tatsächlichen Kata­ lysatortemperatur unterschritten wird, werden erste Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators getroffen.
Besonders vorteilhaft ist es, weitere Schwellwerte für die Differenz vorzugeben und bei Unterschreiten der weiteren Schwellwerte sukzes­ siv weitere Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators zu treffen.
Die maximal zulässige Katalysatortemperatur wird abhängig vom zu er­ wartenden Energiefluß der Brennkraftmaschine und/oder vom vorhande­ nen Kühlpotential ermittelt, das durch wenigstens eine der Betriebs­ kenngrößen oder Umgebungskenngrößen Außentemperatur, Fahrzeugge­ schwindigkeit, Drehzahl der Brennkraftmaschine, Oktanzahl des Kraftstoffs oder Betriebszustand einer Einrichtung zur Regelung des Antriebsschlupfs charakterisiert wird. Weiterhin kann bei starkem Gradienten der tatsächlichen Katalysatortemperatur ein anderer Wert für die maximal zulässige Katalysatortemperatur vorgegeben werden - insbesondere ein kleinerer Wert bei ansteigender Katalysatortempera­ tur. Damit werden die Maßnahmen bei ansteigender Katalysatortempera­ tur früher eingeleitet und somit wird die thermische Totzeit des Ge­ samtsystems auch bei dynamischen Betriebsbedingungen kompensiert.
Die tatsächliche Katalysatortemperatur wird gemessen oder aus dem Heizstrom einer beheizten Abgassonde oder aus der stromauf des Kata­ lysators gemessenen Abgastemperatur ermittelt oder mit Hilfe eines Modells aus Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelt.
Die Erfindung ist sehr flexibel und universell einsetzbar, da eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Vorgabe der maximal zulässigen Kata­ lysatortemperatur, zur Ermittlung der tatsächlichen Katalysator­ temperatur und zur Kühlung des Katalysators vorgesehen ist.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einem Katalysator und weiteren Komponenten, die für die Erfindung von Bedeutung sind und
Fig. 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsformen
In Fig. 1 sind eine Brennkraftmaschine 100 und einige Komponenten, die im Zusammenhang mit der Erfindung von Bedeutung sind, schema­ tisch dargestellt. Der Brennkraftmaschine 100 wird über einen An­ saugtrakt 102 Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt und die Abgase wer­ den in einen Abgaskanal 104 abgegeben. Im Ansaugtrakt 102 sind - in Stromrichtung der angesaugten Luft gesehen - ein Luftmengenmesser oder Luftmassenmesser 106, beispielsweise ein Hitzdraht-Luftmassen­ messer, eine Drosselklappe 108 mit einem Sensor 110 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 108 und wenigstens eine Einspritzdüse 112 angebracht. Im Abgaskanal 104 sind - in Stromrichtung des Abgases gesehen - eine Abgassonde 114, ein Temperatursensor 116, ein Vorkatalysator 118 mit einem Temperatur­ sensor 120 und ein Hauptkatalysator 122 mit einem Temperatursensor 124 angeordnet. Um den Vorkatalysator 118 herum führt ein Umgehungs­ kanal 126, das heißt der Umgehungskanal 126 verbindet den Bereich des Abgaskanals 104 stromauf des Vorkatalysators 118 mit dem Bereich des Abgaskanals 104 stromab des Vorkatalysators 118. Im Umgehungs­ kanal 126 ist ein Absperrventil 128 angeordnet, mit dem der Umge­ hungskanal 126 ganz oder teilweise verschlossen werden kann.
An der Brennkraftmaschine 100 sind ein Drehzahlsensor 130 und ein Temperatursensor 132 angebracht. Weiterhin besitzt die Brennkraftma­ schine 100 beispielsweise vier Zündkerzen 134 zur Zündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern. Die Ausgangssignale des Luftmengenmessers oder Luftmassenmessers 106, des Sensors 110 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 108, der Abgassonde 114, der Temperatursensoren 116, 120 und 124, des Drehzahlsensors 130 und des Temperatursensors 132 werden einem zentralen Steuergerät 136 über entsprechende Verbindungsleitungen zugeführt. Das Steuerge­ rät 136 wertet die Sensorsignale aus und steuert über weitere Ver­ bindungsleitungen die Einspritzdüse bzw. Einspritzdüsen 112, die Zündkerzen 134 und das Absperrventil 128 an.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nicht unbe­ dingt alle in Fig. 1 dargestellten Komponenten erforderlich. Welche Komponenten benötigt werden hängt von der Ausführungsform der Erfin­ dung ab. Beispielsweise ist der Umgehungskanal 126 mit dem Absperr­ ventil 128 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht unbedingt erforderlich. Wenn diese Komponenten allerdings vorhanden sind, können sie in vorteilhafter Weise in das erfindungsgemäße Ver­ fahren einbezogen werden. Selbst der Vorkatalysator 118 ist entbehr­ lich, da die Erfindung sowohl zum Schutz von Vorkatalysatoren als auch zum Schutz von Hauptkatalysatoren eingesetzt werden kann. Der Einsatz der Erfindung zum Schutz des Hauptkatalysators 122 empfiehlt sich insbesondere dann, wenn kein Vorkatalysator 118 vorhanden ist. Da es prinzipiell keinen Unterschied macht, ob die Erfindung zum Schutz des Vorkatalysators 118 oder zum Schutz des Hauptkatalysators 122 eingesetzt wird, wird im folgenden nicht mehr zwischen Vorkata­ lysator 118 und Hauptkatalysator 122 unterschieden und statt dessen allgemein von Katalysator gesprochen, es sei denn, es werden für den Vorkatalysator 118 bzw. den Hauptkatalysator 122 spezifische Dinge angesprochen.
Im wesentlichen wird bei der Erfindung aus dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 100 und den Umgebungsbedingungen das Kühlpoten­ tial bestimmt, das augenblicklich zur Kühlung des Katalysators zur Verfügung steht. Abhängig vom Kühlpotential wird eine maximal zuläs­ sige Katalysatortemperatur TMax vorgegeben. Je höher das Kühlpoten­ tial ist, desto höher wird auch TMax sein. Weiterhin wird die tat­ sächliche Katalysator-Temperatur TIst ermittelt. Abhängig davon, wie nahe TIst bei TMax liegt, werden unterschiedliche Maßnahmen zur Küh­ lung des Katalysators getroffen. Falls TIst soweit von TKat entfernt ist, daß keine Gefahr für den Katalysator besteht, werden keine Maß­ nahmen zur Kühlung getroffen. Einzelheiten zum Ablauf des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens und zu den dabei eingesetzten Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators sind in Fig. 2 dargestellt und im dazuge­ hörigen Text beschrieben.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm der Erfindung. In einem ersten Schritt 200 wird das unter den gegenwärtigen Betriebs- und Umge­ bungsbedingungen vorliegende Kühlpotential ermittelt und abhängig davon eine maximal zulässige Katalysatortemperatur TMax vorgegeben. Das Kühlpotential gibt an, ob eine starke oder nur eine schwache Kühlwirkung erzielbar ist. Beispielsweise ist bei einer niedrigen Außentemperatur eine höhere Kühlwirkung erzielbar als bei einer ho­ hen Außentemperatur. Folglich wird bei einer niedrigen Außentempera­ tur ein größerer Wert für TMax vorgegeben als bei einer hohen Außen­ temperatur. Ebenso kann die Fahrzeuggeschwindigkeit das Kühlpoten­ tial und somit TMax beeinflussen, da bei einer hohen Fahrzeugge­ schwindigkeit ein stärkerer Luftstrom zur Kühlung des Katalysators zur Verfügung steht als bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit. Weiterhin kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine bei der Vorgabe von TMax berücksichtigt werden, da bei einer niedrigen Drehzahl die Heizleistung der Abgase gering ist und somit ein höherer Wert für TMax vorgegeben werden kann. Auch die Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffs kann berücksichtigt werden, da bei einer hohen Oktanzahl in der Regel seltener Eingriffe zur Reduzierung des Klopfens erfor­ derlich sind und somit die Abgastemperatur niedriger ist und folg­ lich ein höherer Wert für TMax zulässig ist. Falls eine Antriebs­ schlupfregelung vorhanden ist, und zur Zeit keine Maßnahmen zur Re­ duzierung des Antriebsschlupfs aktiv sind, kann ebenfalls ein höhe­ rer Wert für TMax vorgegeben werden.
Neben den hier geschilderten Betriebs- und Umgebungskenngrößen kann auch die Änderung dieser Kenngrößen TMax beeinflussen. Beispielswei­ se würde bei schnell fallender Drehzahl ein höherer Wert für TMax vorgegeben werden als bei langsam fallender Drehzahl oder bei stei­ gender Drehzahl.
Nachdem im Schritt 200 die unter den gegebenen Bedingungen maximal zulässige Katalysatortemperatur TMax vorgegeben wurde, folgt ein Schritt 202, in dem die tatsächliche Katalysatortemperatur TIst ermittelt wird. Dies kann durch eine direkte Messung mit den Temperatursensoren 120 bzw. 124 erfolgen. Weiterhin kann TIst auch aus der Abgastemperatur unmittelbar vor dem Katalysator ermittelt werden, wobei die Abgastemperatur mit dem Temperatursensor 116 er­ faßt wird. Die Abgastemperatur kann auch mit Hilfe des Abgassensors 114 ermittelt werden, beispielsweise aus dem Heizstrom, der erforder­ lich ist, um den Abgassensor auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten. Weiterhin kann die Katalysatortemperatur mit Hilfe eines Mo­ dells ermittelt werden, in das beispielsweise die Betriebskenngrößen Drehzahl und Last eingehen.
An Schritt 202 schließt sich ein Schritt 204 an, in dem die Diffe­ renz dT aus der maximal zulässigen Katalysatortemperatur TMax und der tatsächlichen Katalysatortemperatur TIst gebildet wird. Es folgt ein Schritt 206, in dem abgefragt wird, ob die in Schritt 204 er­ mittelte Temperaturdifferenz dT kleiner ist als ein vorgebbarer Schwellwert S1. Falls dies der Fall ist, so ist eine Kühlung des Katalysators erforderlich, um zu verhindern, daß die maximal zuläs­ sige Katalysatortemperatur TMax überschritten wird. Folglich schließt sich bei einem Zutreffen der Abfrage des Schrittes 206 ein Schritt 208 an, in dem eine oder mehrere Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators durchgeführt werden, die im folgenden als Maßnahmen A bezeichnet werden. Falls die Erfindung zum Schutz des Vorkatalysa­ tors 118 eingesetzt wird und ein Umgehungskanal 126 vorhanden ist, können die Maßnahmen A darin bestehen, das im Umgehungskanal 126 an­ geordnete Absperrventil 128 zu öffnen und somit die Abgase um den Vorkatalysator 118 herumzuleiten. Dadurch wird der Vorkatalysator 118 gekühlt, genauer gesagt, er kühlt sich infolge der reduzierten Heizleistung ab oder der Temperaturanstieg wird zumindest verlang­ samt.
Weiterhin kann im Rahmen der Maßnahmen A eine Kühlung des Katalysa­ tors dadurch erreicht werden, daß der Fahrtwind auf die Auspuffrohre vor dem Katalysator und/oder auf den Katalysator selbst umgelenkt wird, daß ggf. vorhandene Isolierschalen der Auspuffrohre geöffnet werden, daß bei einer doppelwandigen Auspuffanlage der Zwischenraum mit Luft durchströmt wird oder daß die aktive Länge des Abgaskanals 104 stromauf des Katalysators durch Zuschalten eines Teilstücks ver­ längert wird, wobei das zuätzliche Teilstück vorzugsweise im Fahr­ windbereich liegt.
Sämtliche Maßnahmen A haben den Vorteil, daß sie nicht zu einem Kom­ fortverlust führen und daß die Schadstoffemission nicht oder nur ge­ ringfügig erhöht wird. Allerdings sind sie jeweils mit einem gewis­ sen Aufwand verbunden, so daß in der Regel von den Maßnahmen A je­ weils nur diejenigen realisiert werden, die beim jeweiligen Brenn­ kraftmaschinentyp aus anderen Gründen bereits vorgesehen sind bzw. mit tragbarem Aufwand realisierbar sind.
Ist die Abfrage des Schrittes 206 nicht erfüllt, mit anderen Worten, ist die Temperaturdifferenz dT größer als der Schwellwert S1, so schließt sich an Schritt 206 ein Schritt 210 an. In Schritt 210 wer­ den die Maßnahmen A ggf. deaktiviert, das heißt falls die Maßnahmen A in einem vorhergehenden Durchlauf des Flußdiagramms im Schritt 208 aktiviert wurden, so werden sie beim jetzigen Durchlauf im Schritt 210 wieder deaktiviert. Mit dem Schritt 210 ist der Durchlauf des Flußdiagramms beendet und kann von vorne beginnen.
Die beschriebene Funktionseinheit des Flußdiagramms bestehend aus einem Vergleich der Temperaturdifferenz dT mit einem Schwellwert (Schritt 206) und das Aktivieren (Schritt 208) bzw. Deaktivieren (Schritt 210) von Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators abhängig davon, ob die Temperaturdifferenz dT kleiner oder größer ist als der Schwellwert, ist insgesamt viermal vorhanden, allerdings mit unter­ schiedlichen Schwellwerten und unterschiedlichen Maßnahmen. Für die Vergleiche werden die Schwellwerte S1, S2, S3 und S4 herangezogen und je nach Ergebnis der Vergleiche können Maßnahmen A, B, C und D zur Kühlung des Katalysators aktiviert bzw. deaktiviert werden. Die Schwellwerte S1, S2, S3 und S4 sind nach Dringlichkeit gestaffelt, d. h. sie nehmen in dieser Reihenfolge ab.
Beispielsweise ist bei Unterschreiten des Schwellwerts S1 eine Küh­ lung des Katalysators lediglich angeraten, bei Unterschreiten des Schwellwerts S4 dagegen dringend erforderlich. Beim Erreichen des Schwellwerts S1 ist der Istwert TIst der Katalysatortemperatur noch relativ weit von der maximal zulässigen Katalysatortemperatur TMax entfernt. Beim Erreichen des Schwellwerts S4 liegt der Istwert TIst der Katalysatortemperatur dagegen bereits sehr dicht an der maximal zulässigen Katalysatortemperatur TMax, so daß bereits ein geringfü­ giger Anstieg des Istwerts TIst der Katalysatortemperatur zu einem Überschreiten der maximal zulässigen Katalysatortemperatur TMax füh­ ren würde. Entsprechend steigt bei den ggf. zu aktivierenden Maßnah­ men A, B, C und D zur Kühlung des Katalysators die Priorität der Kühlwirkung gegenüber dem Fahrkomfort, dem Kraftstoffverbrauch und dem Abgasverhalten, d. h. es wird immer mehr Wert auf die Kühlwirkung gelegt und ein schlechterer Fahrkomfort bzw. ein höherer Kraftstoff­ verbrauch bzw. ein schlechteres Abgasverhalten in Kauf genommen. Im einzelnen setzt sich das Flußdiagramm nach Schritt 208 folgenderma­ ßen fort:
Es folgt in Schritt 212 eine Abfrage, ob die Temperaturdifferenz dT kleiner ist als der Schwellwert S2. Wenn dies der Fall ist, schließt sich an Schritt 212 ein Schritt 214 an. In Schritt 214 werden die Maßnahmen B zur Kühlung des Katalysators aktiviert. Die Maßnahmen B dienen dazu, die Motorfüllung zu verringern. Dies kann durch eine Saugrohrverstellung geschehen, die zu einer geringeren Aufladung der Brennkraftmaschine 100 führt, oder durch eine Nockenwellenverstel­ lung, die ebenfalls zu einer geringeren Aufladung führt. Ist die Ab­ frage des Schrittes 212 nicht erfüllt, so schließt sich ein Schritt 216 an, in dem die Maßnahmen B ggf. deaktiviert werden. Mit Schritt 216 ist der Durchlauf des Flußdiagramms beendet und kann von neuem bei Schritt 200 beginnen.
In der Abfrage des Schrittes 218, der sich an Schritt 214 an­ schließt, wird die Temperaturdifferenz dT mit dem Schwellwert S3 verglichen. Ist dT kleiner als S3, so schließt sich ein Schritt 220 an, in dem die Maßnahmen C aktiviert werden. Ist dT dagegen größer als S3, so schließt sich an Schritt 218 ein Schritt 222 an, in dem die Maßnahmen C ggf. deaktiviert werden. Die Maßnahmen C beinhalten eine drastische Verringerung der Motorfüllung, dadurch, daß die Drosselklappe 108 teilweise geschlossen wird. Mit Schritt 222 ist der Durchlauf des Flußdiagramms beendet und kann von neuem bei Schritt 200 beginnen.
An Schritt 220 schließt sich ein Schritt 224 an, in dem die Tempera­ turdifferenz dT mit dem Schwellwert S4 verglichen wird. Ist dT klei­ ner als S4, so schließt sich an Schritt 224 ein Schritt 226 an, in dem die Maßnahmen D aktiviert werden. Ist dT dagegen größer als S4, so schließt sich an Schritt 224 ein Schritt 228, in dem die Maßnah­ men D ggf. deaktiviert werden. Die Maßnahmen D beinhalten eine Küh­ lung des Katalysators durch Anfettung des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Die Anfettung kann ggf. in Stufen erfolgen, d. h. statt eines einzi­ gen Schwellwerts S4 können mehrere Schwellwerte eingesetzt werden, denen jeweils eine Stufe der Anfettung zugeordnet wird.
Sowohl mit Schritt 226 als auch mit Schritt 228 ist der Durchlauf des Flußdiagramms beendet und kann von neuem mit Schritt 200 begin­ nen.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, wie oben beschrieben vier Kate­ gorien A, B, C und D von Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators vor­ zusehen. Es können auch mehr oder weniger verwendet werden. Weiter­ hin müssen nicht unbedingt die hier geschilderten Maßnahmen in den hier geschilderten Kombinationen und der hier geschilderten Reihen­ folge vorkommen. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die maximal zulässige Katalysatortemperatur TMax abhängig von Betriebs- und Um­ gebungsbedingungen festgelegt wird, die Einfluß auf die Kühlmöglich­ keiten des Katalysators haben, daß der so festgelegte Wert TMax mit dem Istwert TIst der Katalysatortemperatur verglichen wird und daß abhängig von dem Ergebnis dieses Vergleichs unterschiedliche Maßnah­ men zur Kühlung des Katalysators eingesetzt werden.

Claims (8)

1. System zum Schutz eines Katalysators (118, 122) vor Übertempera­ tur, dadurch gekennzeichnet, daß eine tatsächliche Katalysatortempe­ ratur (TIst) ermittelbar ist, abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) und/oder von Umgebungsbedingungen und/oder der Änderung der tatsächlichen Katalysatortemperatur (TIst) eine maximal zulässige Katalysatortemperatur (TMax) vorgebbar ist und ab­ hängig von der maximal zulässigen Katalysatortemperatur (TMax) und der tatsächlichen Katalysatortemperatur (TIst) Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators (118, 122) getroffen werden können.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schwellwert (S1) für die Differenz (dT) aus der maximal zulässigen Katalysatortemperatur (TMax) und der tatsächlichen Katalysator­ temperatur (TIst) vorgebbar ist und bei Unterschreiten des ersten Schwellwerts (S1) erste Maßnahmen (A) zur Kühlung des Katalysators (118, 122) getroffen werden.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Schwellwerte (S2, S3, S4) für die Differenz (dT) vorgebbar sind und bei Unterschreiten der weiteren Schwellwerte (S2, S3, S4) sukzessiv weitere Maßnahmen (B, C, D) zur Kühlung des Katalysators (118, 122) getroffen werden.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die maximal zulässige Katalysatortemperatur (TMax) ab­ hängig vom vorhandenen Kühlpotential und/oder der Änderung des Kühl­ potentials und/oder der Änderung der tatsächlichen Katalysator­ temperatur (TIst) ermittelt wird.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlpo­ tential durch wenigstens eine der Betriebskenngrößen oder Umgebungs­ kenngrößen Außentemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, Drehzahl der Brennkraftmaschine (100), Oktanzahl des Kraftstoffs oder Betriebszu­ stand einer Einrichtung zur Regelung des Antriebsschlupfs charak­ terisiert wird.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die tatsächliche Katalysatortemperatur (TIst) gemessen wird oder aus der stromauf des Katalysators (118, 122) gemessenen Abgastemperatur ermittelt wird oder mit Hilfe eines Modells aus Be­ triebskenngrößen der Brennkraftmaschine (100) ermittelt wird.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Kühlung des Katalysators (118, 122) wenigstens ei­ ne der Maßnahmen
  • - Öffnen eins Absperrventils (128) in einem Umgehungskanal (126) zum Katalysator (122),
  • - Umlenken des Fahrtwinds auf den Abgaskanal (104) oder den Kataly­ sator (118, 122),
  • - Öffnen der Isolierschalen des Abgaskanals (104),
  • - Einblasen von Luft in den Zwischenraum eines doppelwandigen Abgas­ kanals (104),
  • - Vergrößern der aktiven Länge des Abgaskanals (104) stromauf des Katalysators (118, 122),
  • - Verringerung der Luftfüllung der Brennkraftmaschine (100) durch Saugrohrverstellung oder Nockenwellenverstellung oder Verringerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe (108) oder
  • - Anfetten des Luft/Kraftstoff-Gemisches vorgesehen ist.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Maßnahmen zur Kühlung des Katalysators (118, 122) einer Diagnose unterzogen werden können, indem die nach Einleiten der jeweiligen Maßnahmen ermittelten Werte für die tatsächliche Ka­ talysatortemperatur (TIst) mit Referenzwerten verglichen werden oder die nach Einleiten verschiedener Maßnahmen ermittelten Werte für die tatsächliche Katalysatortemperatur (TIst) miteinander verglichen werden.
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