EP1218627A1 - Verfahren zur regelung eines arbeitsmodus einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur regelung eines arbeitsmodus einer verbrennungskraftmaschine

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EP1218627A1
EP1218627A1 EP00949244A EP00949244A EP1218627A1 EP 1218627 A1 EP1218627 A1 EP 1218627A1 EP 00949244 A EP00949244 A EP 00949244A EP 00949244 A EP00949244 A EP 00949244A EP 1218627 A1 EP1218627 A1 EP 1218627A1
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EP
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internal combustion
combustion engine
limit temperature
temperature
catalyst
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Leo Spiegel
Hermann Hahn
Axel Lang
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Volkswagen AG
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    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a working mode of an internal combustion engine with the features mentioned in the preamble of claim 1.
  • regeneration - that is, a change to the working mode with ⁇ ⁇ 1 - is initiated as a function of a catalyst temperature and / or a NO x storage capacity. If, for example, a predefinable limit temperature of the NO x storage catalytic converter is exceeded, stoichiometric or rich operation is maintained in the conventional methods until this limit temperature is again fallen below.
  • a predefinable limit temperature of the NO x storage catalytic converter is exceeded, stoichiometric or rich operation is maintained in the conventional methods until this limit temperature is again fallen below.
  • an exhaust gas temperature is generally higher in stoichiometric or rich operation than in lean operation, and thus cooling of the NO x storage catalyst is delayed.
  • the limit temperature is selected with a relatively large safety margin from the actual NO x desorption temperature in order to dynamic operation of the internal combustion engine to ensure sufficiently low NO x emissions downstream of the NO x storage catalytic converter.
  • the limit temperature is selected with a relatively large safety margin from the actual NO x desorption temperature in order to dynamic operation of the internal combustion engine to ensure sufficiently low NO x emissions downstream of the NO x storage catalytic converter.
  • the object of the method according to the invention is to adapt the maintenance of the stoichiometric or rich operation of the internal combustion engine more closely to an actual catalytic converter state.
  • the stoichiometric or rich operation should be shortened as far as possible and fuel consumption should be reduced.
  • this object is achieved by the method for regulating the working mode of the internal combustion engine with the features mentioned in claim 1.
  • a working mode with ⁇ ⁇ 1 is set when the catalyst temperature is exceeded above a predeterminable first limit temperature
  • the internal combustion engine After the first limit temperature has been exceeded, the internal combustion engine is set to stoichiometric or rich operation, but the switch back to lean operation can take place independently of this first limit temperature. If the boundary conditions of the operation of the internal combustion engine permit lean operation, the change can also take place at a catalyst temperature above the first limit temperature. To avoid permanent switching between lean operation and stoichiometric or rich operation, however, the change is made dependent on the fact that the second limit temperature must first be exceeded. The second limit temperature is chosen such that lean operation above this temperature is definitely not sensible.
  • the change to lean operation and its maintenance is controlled as a function of at least one of the operating parameters of the internal combustion engine. For example, an engine speed, a requested load, a space velocity of the exhaust gas, a vehicle speed or a content of at least one gas component in the exhaust gas can be taken into account.
  • the continuously changing operating parameters can be included in the selection of the working mode during dynamic operation of the internal combustion engine. So it may not make much sense to switch to lean mode or to maintain it if it is foreseeable that, for example as a result of an acceleration process, an exhaust gas temperature and thus the catalyst temperature will shortly afterwards exceed the second limit temperature.
  • the NO x emission downstream of the NO x storage catalytic converter is preferably monitored immediately after the change to lean operation. If the NO x emission exceeds a predeterminable threshold value, on the one hand there can be a direct change back to stoichiometric or rich operation and on the other hand - if the boundary conditions of the operation of the internal combustion engine allow it - a NO x reduction measure, such as a low -NO x - lean operation. In such a low NO x lean operation, a content of the NO x in the exhaust gas is reduced.
  • a duration of a period of time for reaching a predeterminable cumulative NO x emission downstream of the NO x storage catalytic converter can be compared with a duration of a target period for reaching the predeterminable cumulative NO x emission. If the measured period falls below the target period, stoichiometric or rich operation is resumed. Overall, pronounced and oversized NO x emissions downstream of the NO x storage catalytic converter can thus be prevented during lean operation.
  • Figure 1 shows an arrangement of a NO x storage catalyst in an exhaust duct of an internal combustion engine
  • Figure 2 shows a course of a catalyst temperature
  • FIG. 10 An arrangement 10 of a NO x storage catalytic converter 12 in an exhaust gas duct 14 of an internal combustion engine 16 is shown schematically in FIG. Furthermore, sensors 18, 20 are arranged in the exhaust gas duct, which make it possible to determine a content of a gas component in the exhaust gas (gas sensors) or to record a temperature (temperature sensors). The number, position and type of such sensors 18, 20 are highly variable. A detection and evaluation of the signals of such sensors 18, 20 is known and will not be explained in more detail in the context of this description. In addition, it is possible in a known manner to calculate the content of the gas components or the temperature in selected areas of the arrangement 10 using suitable models.
  • a representation of means assigned to the internal combustion engine has been dispensed with, which means that a working mode can be controlled by at least temporarily influencing at least one operating parameter of the internal combustion engine.
  • Such means for influencing the operating parameters are well known and are therefore not explained in more detail here. It is also known to detect a catalyst temperature, for example by means of the sensor 20, and to control the operating parameters of the internal combustion engine as a function of this catalyst temperature.
  • the internal combustion engine 16 If there is an excess of oxygen in excess of a fuel in the internal combustion engine 16 during a combustion process, the internal combustion engine is in a working mode with ⁇ > 1 (lean operation). While During lean operation, the NO x that arises during the combustion process is absorbed in the NO x storage catalytic converter 12 until either a NO x desorption temperature or a NO x storage capacity is exceeded.
  • reducing agents such as CO, HC or H2 are generally produced to an increased extent.
  • the absorbed NOx is paged again and reacted with the help of the reducing agent in the NO x -Spei- cherkatalysator 12th
  • the NO x storage capacity of the NO x storage catalytic converter 12 is temperature-dependent.
  • the internal combustion engine 16 is therefore set to the working mode with ⁇ ⁇ 1 in the method according to the invention after a predeterminable first limit temperature G1 has been exceeded.
  • a course of the temperature during such a regulation of the working mode of the internal combustion engine 16 is shown as an example in FIG.
  • the catalyst temperature reaches the first limit temperature G1 and subsequently in a stoichiometric or rich phase tf-
  • the catalyst temperature exceeds a predeterminable second limit temperature G2. From this moment on, a change to lean operation can take place again, but is not very sensible due to the high catalyst temperature, and therefore stoichiometric or rich operation is maintained in a stoichiometric or rich phase tf2. Since this makes it possible to change the working mode only after the second limit value G2 has been exceeded, permanent switching between lean and stoichiometric or rich operation can be avoided immediately after the first limit value G1 has been exceeded.
  • the catalyst temperature subsequently falls below the second limit temperature G2
  • a change to the lean operation can already take place in a phase t m 2. Since an exhaust gas temperature is generally lower in lean operation than in stoichiometric or rich operation, the NO x storage catalytic converter 12 can cool down more quickly.
  • the change in the working mode can also be made dependent on at least one of the operating parameters of the internal combustion engine 16.
  • a duration of a time span for reaching a predeterminable cumulative NO x emission downstream of the NO x storage catalytic converter 12 can also be compared with a duration of a target time span for reaching the predeterminable cumulative NO x emission and if the duration falls below the duration a change to stoichiometric or bold mode is initiated again for the duration of the desired time period.
  • step S1 it is determined whether the catalyst temperature is between the first limit temperature G1 and the second limit temperature G2. If the catalyst temperature exceeds the second limit temperature G2, the query is terminated with a step S2 and, if necessary, reinitiated.
  • a threshold can be set for the vehicle speed or the space velocity of the exhaust gas, from which a change to lean operation is no longer permitted. It is also conceivable to include the content of at least one gas component in the exhaust gas, in particular NO x .
  • a switch to lean operation can take place in a step S5. Maintaining lean operation can be made dependent on the NO x emission downstream of the NO x storage catalytic converter 12.
  • a step S6 for example by means of the sensor 20, the NO x emission downstream of the NO x storage catalytic converter 12 can be detected and compared with a predefinable threshold value for the NO x emission. By doing 3, however, the accumulated NO x emission downstream of the NO x storage catalytic converter 12 is recorded in step S6.
  • a time counter is started with the change to lean operation in step S5.
  • the time recording is stopped and the duration of the time period is measured.
  • the duration of this time period is compared with the duration of the target time period for reaching the predeterminable cumulative NO x emission. Lean operation is maintained as long as the measured time period does not fall below the target time period (step 8).
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the regulation of the working mode of the internal combustion engine 16 according to FIG. 3.
  • a decision process follows here on the basis of a predefinable threshold value for a NO x raw emission of the internal combustion engine 16 (step S5A). If the threshold is exceeded, in a step S5b can be checked whether a NO x -Mi quantitiessdorfdging can be grasped and, for example, the internal combustion engine 16 x in a low-NO -Mager réelle can be switched by the NO x -Rohemission is particularly low. If this is possible (step S5c), step S6 already explained follows again.

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Description

Verfahren zur Regelung eines Arbeitsmodus einer Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Arbeitsmodus einer Verbrennungskraftmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, einer Verbrennungskraftmaschine Mittel zuzuordnen, die durch eine zumindest temporäre Beeinflussung wenigstens eines Betriebsparameters der Verbrennungskraftmaschine die Regelung des Arbeitsmodus erlauben. Ferner ist bekannt, in einem Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine einen NOx- Speicherkatalysator zur Reinigung eines Abgases anzuordnen. Ein solcher NOx- Speicherkatalysator absorbiert in einem Arbeitsmodus mit λ > 1 NOx, und zwar so lange, bis eine NOx-Desorptionstemperatur oder eine NOx-Speicherkapazität erreicht ist. In einem Arbeitsmodus mit λ < 1 wird das NOx wieder desorbiert und an einer Katalysatorkomponente des NOx-Speicherkatalysators mit den während eines Verbrennungsvorgangs entstehenden Reduktionsmitteln CO, HC oder H2 umgesetzt (stöchiometrischer oder fetter Betrieb). Zur Minderung einer NOx-Emission muß die Verbrennungskraftmaschine daher zumindest temporär in den stöchiometrischen oder fetten Betrieb geschaltet werden.
Im Zuge fortschreitender Optimierungsbemühungen hinsichtlich eines Kraftstoffverbrauchs der Verbrennungskraftmaschine hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Magerbetrieb möglichst lange aufrechtzuerhalten. Gemäß den bisherigen Verfahren wird eine Regeneration - also ein Wechsel in den Arbeitsmodus mit λ < 1 - in Abhängigkeit von einer Katalysatortemperatur und/oder einer NOx-Speicherfähigkeit initiiert. Wird beispielsweise eine vorgebbare Grenztemperatur des NOx- Speicherkatalysators überschritten, so wird bei den herkömmlichen Verfahren so lange der stöchiometrische oder fette Betrieb aufrechterhalten, bis diese Grenztemperatur wieder unterschritten wird. Dies kann jedoch aus zweierlei Gründen nachteilig sein. Einerseits ist im allgemeinen eine Abgastemperatur im stöchiometrischen oder fetten Betrieb höher als im Magerbetrieb und somit verzögert sich ein Auskühlen des NOx- Speicherkatalysators. Andererseits wird die Grenztemperatur mit einem relativ großen Sicherheitsabstand zur tatsächlichen NOx-Desorptionstemperatur gewählt, um in einem dynamischen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine hinreichend niedrige NOx-Emis- sionen stromab des NOx-Speicherkatalysators zu gewähren. Häufig liegen jedoch Randbedingungen vor, die es auch nach dem Überschreiten der Grenztemperatur erlauben, die Verbrennungskraftmaschine im Magerbetrieb zu betreiben. Insgesamt kommt es damit zu einem unnötigen Mehrverbrauch an Kraftstoff.
Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, eine Aufrechterhaltung des stöchiometrischen oder fetten Betriebes der Verbrennungskraftmaschine stärker an einen tatsächlichen Katalysatorzustand anzupassen. Damit einhergehend soll der stöchiometrische oder fette Betrieb nach Möglichkeit verkürzt und ein Kraftstoffverbrauch gesenkt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren zur Regelung des Arbeitsmodus der Verbrennungskraftmaschine mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Dadurch, daß
(a) beim Überschreiten der Katalysatortemperatur über eine vorgebbare erste Grenztemperatur ein Arbeitsmodus mit λ < 1 eingestellt wird und
(b) eine zweite Grenztemperatur vorgegeben wird, die oberhalb der ersten Grenztemperatur liegt, und
(c) nach einem erstmaligen Überschreiten der Katalysatortemperatur über die zweite Grenztemperatur (G2) und einem anschließenden Absinken der Katalysatortemperatur unter die zweite Grenztemeratur (G2) ein Arbeitsmodus mit λ > 1 (Magerbetrieb) eingestellt wird,
kann wesentlich flexibler auf den tatsächlichen Kataiysatorzustand reagiert werden. Nach dem Überschreiten der ersten Grenztemperatur wird zwar die Verbrennungskraftmaschine auf den stöchiometrischen oder fetten Betrieb eingestellt, jedoch kann der Wechsel zurück in den Magerbetrieb unabhängig von dieser ersten Grenztemperatur stattfinden. Erlauben die Randbedingungen des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine den Magerbetrieb, so kann der Wechsel auch bei einer Katalysatortemperatur oberhalb der ersten Grenztemperatur stattfinden. Zur Vermeidung eines permanenten Umschaltens zwischen Magerbetrieb und stöchiometrischem oder fettem Betrieb wird der Wechsel jedoch abhängig davon gemacht, daß zunächst die zweite Grenztemperatur überschritten werden muß. Dabei wird die zweite Grenztemperatur derart gewählt, daß oberhalb dieser Temperatur ein Magerbetrieb definitiv nicht sinnvoll ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Wechsel in den Magerbetrieb und dessen Aufrechterhaltung in Abhängigkeit von wenigstens einem der Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine gesteuert. So kann beispielsweise eine Motordrehzahl, eine angeforderte Last, eine Raumgeschwindigkeit des Abgases, eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder ein Gehalt wenigstens einer Gaskomponente am Abgas berücksichtigt werden. Auf diese Weise können die sich laufend ändernden Betriebsparameter bei einem dynamischen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in die Wahl des Arbeitsmodus mit einfließen. So mag es wenig sinnvoll sein, in den Magermodus zu wechseln oder diesen aufrechtzuerhalten, wenn abzusehen ist, daß beispielsweise infolge eines Beschleunigungsvorgangs eine Abgastemperatur und damit die Katalysatortemperatur kurze Zeit später wieder die zweite Grenztemperatur überschreiten wird.
In bevorzugter Weise wird unmittelbar nach dem Wechsel in Magerbetrieb die NOx- Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators überwacht. Überschreitet die NOx- Emission einen vorgebbaren Schwellenwert, so kann zum einen direkt wieder ein Wechsel in den stöchiometrischen oder fetten Betrieb erfolgen und zum anderen kann - sofern es die Randbedingungen des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine erlauben - eine NOx-Minderungsmaßnahme, wie beispielsweise ein low-NOx- Magerbetrieb, eingestellt werden. In einem solchen low-NOx-Magerbetrieb ist ein Gehalt des NOx am Abgas herabgesetzt.
In gleicher Weise kann eine Dauer einer Zeitspanne für ein Erreichen einer vorgebbaren kumulierten NOx-Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators mit einer Dauer einer Sollzeitspanne für das Erreichen der vorgebbaren kumulierten NOx-Emission verglichen werden. Unterschreitet die gemessene Zeitspanne die Sollzeitspanne, so wird wieder der stöchiometrische oder fette Betrieb aufgenommen. Insgesamt können somit ausgeprägte und übergroße NOx-Emissionen stromab des NOx-Speicherkatalysators in dem Magerbetrieb verhindert werden.
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:
Figur 1 eine Anordnung eines NOx-Speicherkatalysators in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine;
Figur 2 einen Verlauf einer Katalysatortemperatur und
Figuren zwei Flußdiagramme zweier Ausführungs-
3 und 4 beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung eines
Arbeitsmodus der Verbrennungskraftmaschine.
In der Figur 1 ist in schematischer Weise eine An-ordnung 10 eines NOx- Speicherkatalysators 12 in einem Abgaskanal 14 einer Verbrennungskraftmaschine 16 dargestellt. Ferner sind in dem Abgaskanal 14 Sensoren 18, 20 angeordnet, die es erlauben, einen Gehalt einer Gaskomponente am Abgas zu bestimmen (Gassensoren) oder zur Erfassung einer Temperatur dienen (Temperatursensoren). Anzahl, Lage und Typ solcher Sensoren 18, 20 sind in einem hohen Maße variabel. Eine Erfassung und Auswertung der Signale derartiger Sensoren 18, 20 ist bekannt und soll im Rahmen dieser Beschreibung nicht näher erläutert werden. Daneben ist es in bekannter Weise möglich, mit Hilfe von geeigneten Modellen den Gehalt der Gaskomponenten oder die Temperatur in ausgewählten Bereichen der Anordnung 10 zu berechnen.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf eine Darstellung von der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Mitteln verzichtet, die durch eine zumindest temporäre Beeinflussung wenigstens eines Betriebsparameters der Verbrennungskraftmaschine eine Regelung eines Arbeitsmodus erlauben. Derartige Mittel zur Beeinflussung der Betriebsparameter sind hinlänglich bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. Ebenso ist es bekannt, eine Katalysatortemperatur beispielsweise mittels des Sensors 20 zu erfassen und die Regelung der Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dieser Katalysatortemperatur durchzuführen.
Liegt während eines Verbrennungsvorganges in der Verbrennungskraftmaschine 16 Sauerstoff in einem Überschuß gegenüber einem Kraftstoff vor, so befindet sich die Verbrennungskraftmaschine in einem Arbeitsmodus mit λ > 1 (Magerbetrieb). Während des Magerbetriebs wird das während des Verbrennungsvorganges entstehende NOx in dem NOx-Speicherkatalysator 12 absorbiert, und zwar so lange, bis entweder eine NOx- Desorptionstemperatur oder eine NOx-Speicherkapazität überschritten ist.
Unter stöchiometrischen Bedingungen oder bei einem Überschuß des Kraftstoffs gegenüber dem Sauerstoff (λ < 1) entstehen im allgemeinen in einem vermehrten Maße Reduktionsmittel wie CO, HC oder H2. Im stöchiometrischen oder fetten Betrieb wird das absorbierte NOx wieder ausgelagert und mit Hilfe der Reduktionsmittel im NOx-Spei- cherkatalysator 12 umgesetzt.
Wie bereits erwähnt, ist eine NOx-Speicherfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators 12 temperaturabhängig. Zur Vermeidung einer NOx-Emission wird daher die Verbrennungskraftmaschine 16 in dem erfindungsgemäßen Verfahren nach einem Überschreiten einer vorgebbaren ersten Grenztemperatur G1 in den Arbeitsmodus mit λ < 1 eingestellt. Ein Verlauf der Temperatur während einer solchen Regelung des Arbeitsmodus der Verbrennungskraftmaschine 16 ist in Figur 2 exemplarisch dargestellt. Am Ende einer mageren Phase ι erreicht - wie dargestellt - die Katalysatortemperatur die erste Grenztemperatur G1 und nachfolgend wird in einer stöchiometrischen oder fetten Phase tf-| der Arbeitsmodus mit λ < 1 sichergestellt.
Am Ende der stöchiometrischen oder fetten Phase tf-| überschreitet die Katalysatortemperatur eine vorgebbare zweite Grenztemperatur G2. Von diesem Moment an kann wieder ein Wechsel in den Magerbetrieb stattfinden, ist jedoch aufgrund der hohen Katalysatortemperatur wenig sinnvoll, und deshalb wird in einer stöchiometrischen oder fetten Phase tf2 weiterhin der stöchiometrische oder fette Betrieb aufrechterhalten. Da dadurch ein Wechsel des Arbeitsmodus erst nach Überschreiten des zweiten Grenzwertes G2 möglich ist, kann ein permanentes Umschalten zwischen Mager- und stöchiometrischem oder fettem Betrieb unmittelbar nach dem Überschreiten des ersten Grenzwertes G1 vermieden werden.
Unterschreitet die Katalysatortemperatur nachfolgend wieder die zweite Grenztemperatur G2, so kann bereits in einer Phase tm2 ein Wechsel in den Magerbetrieb erfolgen. Da im allgemeinen eine Abgastemperatur in dem Magerbetrieb niedriger ist als im stöchiometrischen oder fetten Betrieb, kann der NOx- Speicherkatalysator 12 schneller abkühlen. Der Wechsel des Arbeitsmodus kann zudem abhängig gemacht werden von wenigstens einem der Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 16. So ist es sinnvoll, eine Motordrehzahl, eine angeforderte Last, eine Raumgeschwindigkeit des Abgases, einen Gehalt wenigstens einer Gaskomponente am Abgas (Rohemission) oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu berücksichtigen. Ferner ist es sinnvoll, die NOx-Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators 12 zu überwachen und anhand vorgebbarer Schwellenwerte für die NOx-Emission eine Aufrechterhaltung des Magerbetriebs festzulegen. Dazu kann beispielsweise auch eine Dauer einer Zeitspanne für ein Erreichen einer vorgebbaren kumulierten NOx-Emission stromab des NOx- Speicherkatalysators 12 mit einer Dauer einer Sollzeitspanne für das Erreichen der vorgebbaren kumulierten NOx-Emission verglichen werden und beim Unterschreiten der Dauer der Zeitspanne gegenüber der Dauer der Sollzeitspanne wieder ein Wechsel in den stöchiometrischen oder fetten Modus initiiert werden.
Eine derartige Regelung des Arbeitsmodus der Verbrennungskraftmaschine nach dem Überschreiten der ersten Grenztemperatur G1 zeigt ein Flußdiagramm in der Figur 3. In einem ersten Schritt S1 wird ermittelt, ob die Katalysatortemperatur zwischen der ersten Grenztemperatur G1 und der zweiten Grenztemperatur G2 liegt. Übersteigt die Katalysatortemperatur die zweite Grenztemperatur G2, so wird mit einem Schritt S2 die Abfrage abgebrochen und gegebenenfalls neu initiiert.
Liegt die Katalysatortemperatur in einem geeigneten Bereich, so wird in einem Schritt S3 ermittelt, ob die Katalysatortemperatur bereits wenigstens einmal die zweite Grenztemperatur G2 überschritten hat. Kann auch dies bejaht werden, so kann in einem Schritt S4 eine Evaluierung ausgewählter Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 16 erfolgen. So kann beispielsweise eine Schwelle für die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Raumgeschwindigkeit des Abgases gesetzt werden, ab der ein Wechsel in den Magerbetrieb nicht mehr zugelassen ist. Ebenso ist denkbar, den Gehalt wenigstens einer Gaskomponente im Abgas, insbesondere von NOx, mit einfließen zu lassen.
Sind alle Randbedingungen erfüllt, so kann in einem Schritt S5 ein Wechsel in den Magerbetrieb erfolgen. Eine Aufrechterhaltung des Magerbetriebs kann dabei von der NOx-Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators 12 abhängig gemacht werden. Dazu kann in einem Schritt S6, beispielsweise mittels des Sensors 20, die NOx- Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators 12 erfaßt werden und mit einem vorgebbaren Schwellenwert für die NOx-Emission verglichen werden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 wird in dem Schritt S6 jedoch die kumulierte NOx-Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators 12 erfaßt. Dabei wird mit dem Wechsel in den Magerbetrieb im Schritt S5 ein Zeitzähler gestartet. Erreicht die kumulierte NOx-Emission einen vorgebbaren Schwellenwert für die kumulierte NOx- Emission, so wird die Zeiterfassung gestoppt und die Dauer der Zeitspanne gemessen. In einem Schritt S7 wird die Dauer dieser Zeitspanne mit der Dauer der Sollzeitspanne für das Erreichen der vorgebbaren kumulierten NOx-Emission verglichen. Solange die gemessene Zeitspanne nicht die Sollzeitspanne unterschreitet, wird der Magerbetrieb aufrechterhalten (Schritt 8).
Die Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Regelung des Arbeitsmodus der Verbrennungskraftmaschine 16 gemäß Figur 3. Unmittelbar an den Schritt 5 schließt sich hier ein Entscheidungsvorgang anhand eines vorgebbaren Schwellenwertes für eine NOx-Rohemission der Verbrennungskraftmaschine 16 (Schritt S5A) an. Wird der Schwellenwert überschritten, so kann in einem Schritt S5b überprüft werden, ob eine NOx-Minderungsmaßnahme ergriffen werden kann und beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 16 in einen low-NOx-Magerbetrieb geschaltet werden kann, indem die NOx-Rohemission besonders niedrig ist. Sofern dies möglich ist (Schritt S5c), folgt wieder der bereits erläuterte Schritt S6.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Regelung eines Arbeitsmodus einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Verbrennungskraftmaschine Mittel zugeordnet sind, die durch eine zumindest temporäre Beeinflussung wenigstens eines Betriebsparameters der Verbrennungskraftmaschine die Regelung des Arbeitsmodus erlauben und wobei die Regelung des Arbeitsmodus in Abhängigkeit von einer Katalysatortemperatur wenigstens eines, in einem Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Speicherkatalysators erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) beim Überschreiten der Katalysatortemperatur über eine vorgebbare erste Grenztemperatur (G1) ein Arbeitsmodus mit λ < 1 eingestellt wird;
(b) eine zweite Grenztemperatur (G2) vorgegeben wird, die oberhalb der ersten Grenztemperatur (G1) liegt, und
(c) nach einem erstmaligen Überschreiten der Katalysatortemperatur über die zweite Grenztemperatur (G2) und einem anschließenden Absinken der Katalysatortemperatur unter die zweite Grenztemperatur (G2) ein Arbeitsmodus mit λ > 1 (Magerbetrieb) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Magerbetriebs in Abhängigkeit von wenigstens einem der Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine (16) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter zumindest eine Motordrehzahl, eine angeforderte Last, eine Raumgeschwindigkeit eines Abgases, einen Gehalt wenigstens einer Gaskomponente am Abgas oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magerbetrieb bis zum Überschreiten eines vorgebbaren Schwellenwertes für eine NOx-Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators (12) aufrechterhalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magerbetrieb bis zum Überschreiten eines vorgebbaren Schwellenwertes für eine kumulierte NOx-Rohemission der Verbrennungskraftmaschine (16) aufrechterhalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten des vorgebbaren Schwellenwertes für die kumulierte NOx-Rohemission eine NOx-Minderungsmaßnahme, insbesondere ein low-NOx-Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (16) eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magerbetrieb so lange aufrechterhalten wird, bis eine Dauer einer Zeitspanne für ein Erreichen einer vorgebbaren kumulierten NOx- Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators (12) eine Dauer einer Sollzeitspanne für das Erreichen der vorgebbaren kumulierten NOx-Emission stromab des NOx-Speicherkatalysators (12) unterschreitet.
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