EP1315891A1 - Verfahren zur aufheizung eines katalysators bei verbrennungsmotoren mit benzindirekteinspritzung - Google Patents

Verfahren zur aufheizung eines katalysators bei verbrennungsmotoren mit benzindirekteinspritzung

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EP1315891A1
EP1315891A1 EP01969257A EP01969257A EP1315891A1 EP 1315891 A1 EP1315891 A1 EP 1315891A1 EP 01969257 A EP01969257 A EP 01969257A EP 01969257 A EP01969257 A EP 01969257A EP 1315891 A1 EP1315891 A1 EP 1315891A1
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EP
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exhaust gas
heating
measure
temperature
injection
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EP01969257A
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English (en)
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Jens Wagner
Andreas Roth
Holger Bellmann
Detlef Heinrich
Klaus Winkler
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • An efficiency can also be assigned to the catalyst heating measures.
  • the efficiency of the post-injection is maximum, when the chemical energy additionally introduced into the catalytic converter as a fuel / air mixture is completely converted into heat there. So far, both of the above measures have been used alternatively. Losses in the heating effect were observed, the losses relating to the heating effect which is achieved with the maximum efficiency of the catalyst heating measure.
  • the method according to the invention relates to the heating of a catalyst in internal combustion engines, with the steps:
  • a further development provides that the post-injection is combined with shift operation.
  • a further development provides that the amount of air sucked in by the internal combustion engine is throttled to such an extent that the required heat flow is reached at a required higher temperature.
  • Such throttling improves the after-reaction in the catalytic converter, only slightly lean lambda improves the conversion in the catalytic converter, the exhaust gas temperature is higher and the space velocity of the exhaust gas is lower, which leads to a longer residence time of the exhaust gas in the catalytic converter.
  • a further development provides that an exhaust gas composition that differs from the stoichiometric exhaust gas composition is set for heating a NOx storage catalytic converter in homogeneous operation.
  • the invention also relates to an electronic control device for carrying out the method.
  • the first measure is a deterioration in the efficiency of engine combustion via a change in the ignition angle.
  • a fuel post-injection can take place in an engine with gasoline direct injection after combustion.
  • the post-injection mentioned can in particular be combined with stratified operation.
  • the engine In shift operation, the engine is operated with a strongly stratified cylinder charge and a large excess of air in order to achieve the lowest possible fuel consumption.
  • the stratified charge is achieved by a late fuel injection, which ideally leads to the combustion chamber being divided into two zones: the first zone contains a combustible air-fuel mixture cloud on the spark plug. It is surrounded by the second zone, which consists of an insulating layer of air and residual gas.
  • the potential for optimizing consumption results from the possibility of operating the engine largely unthrottled while avoiding charge exchange losses. Shift operation is preferred at a comparatively low load.
  • the engine is operated with a homogeneous cylinder charge.
  • the homogeneous cylinder charge results from early fuel injection during the intake process. As a result, there is more time available for mixture formation until combustion.
  • the potential of this operating mode for performance optimization results, for example, from the use of the entire combustion chamber volume for filling with a combustible mixture.
  • post-injection takes place after an excess of air ongoing combustion in conjunction with a throttling of the amount of air drawn in by the internal combustion engine.
  • the amount of fuel injected determines the amount of heat to be released.
  • the throttling of the air supply results in a suitable metering of the air volume. This can be designed, for example, so that the sum of the regularly injected fuel and the post-injected fuel in the exhaust gas results in a stoichiometric fuel / air ratio which enables exhaust gas purification with a three-way catalytic converter.
  • the air supply is thus throttled to such an extent that the required heat flow is reached at a required temperature.
  • an exhaust gas composition can be set that deviates from the stoichiometric exhaust gas composition.
  • hot exhaust gas is first generated in homogeneous operation with late ignition. This makes the temperature of the catalysts clear lower raw emissions increased. If minimum temperatures have been reached for the catalytic converters, the increased raw emissions in the catalytic converters that occur during post-injection can be better converted. This achieves the advantage of a considerable reduction in emissions and the advantage of an increased efficiency of the heat release in the catalytic converter.
  • an exhaust gas composition close to lambda is equal to 1.
  • the exhaust gas - with the same fuel conversion - has a higher temperature and a 'lower space velocity. This further reduces emissions because the conversion of the catalysts is further improved.
  • an exhaust gas composition is set which deviates from the stoichiometric exhaust gas composition.
  • FIG. 1 shows the technical environment of the invention and FIG. 2 shows a flow chart as an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • the 1 in FIG. 1 represents the combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine.
  • the inflow of air to the combustion chamber is controlled via an inlet valve 2.
  • the air is sucked in via a suction pipe 3.
  • the amount of intake air can be varied via a throttle valve 4, which is controlled by a control unit 5.
  • the control device 5 represents an exemplary embodiment of the electronic control device according to the invention.
  • Signals about the driver's torque request for example about the position of an accelerator pedal 6, a signal about the engine speed n from a speed sensor 7, are sent to the control device via the amount ml of the intake air from an air flow meter 8 and a signal Us via the exhaust gas composition and / or exhaust gas temperature from an exhaust gas sensor 12.
  • a separate exhaust gas temperature or catalyst temperature sensor can be provided.
  • the exhaust gas and / or catalyst temperature can also be calculated from the other operating parameters. This is known, for example, from US Pat. No. 5,590,521.
  • the exhaust gas sensor 12 can be a La bda probe, for example, whose Nernst voltage indicates the oxygen content in the exhaust gas and whose internal resistance is used as a measure of the probe, exhaust gas and / or catalyst temperature.
  • the exhaust gas is passed through at least one catalytic converter 15 in which pollutants from the exhaust gas are converted (for example three-way catalytic converter) and / or temporarily stored (NOx storage catalytic converter).
  • the catalytic converter temperature can be measured (sensors 16 and or 17) or modeled from operating variables of the engine.
  • the modeling of temperatures in the exhaust tract of internal combustion engines is known, for example, from US Pat. No. 5,590,521.
  • a position after a pre-cat but before a NOx storage catalytic converter should be preferred.
  • the position of temperature sensors is therefore not limited to the positions shown in or in front of a catalytic converter. A position after the catalytic converter is therefore also an option.
  • control unit 5 From these and possibly other input signals via further parameters of the internal combustion engine, such as intake air and coolant temperature and so on, the control unit 5 forms output signals for setting the throttle valve angle alpha by means of an actuator 9 and for controlling a fuel injection valve 10, by means of which fuel is metered into the combustion chamber of the engine becomes.
  • the control unit also controls the triggering of the ignition via an ignition device 11.
  • the throttle valve angle alpha and the injection pulse width ti are essential, coordinated control variables for realizing the desired torque, the exhaust gas composition and the exhaust gas temperature. Another essential control variable for influencing these variables is the angular position of the ignition relative to the piston movement.
  • the determination of the manipulated variables for setting the torque is the subject of DE 1 98 51 990, which is to be included in the disclosure to this extent.
  • control unit controls further functions to achieve efficient combustion of the fuel / air mixture in the combustion chamber, for example exhaust gas recirculation and / or tank ventilation, not shown.
  • the gas force resulting from the combustion is converted into a torque by pistons 13 and crank mechanism 14.
  • 2 shows a flow chart as an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • the engine control according to the invention requires minimum temperatures in the exhaust system. Until these are reached, homogeneous operation with late ignition, for example, is required and stopped as a first measure. This is implemented, for example, by the sequence of steps 2.1, 2.2 and 2.3 in FIG. 2, which are achieved from a higher-level engine control program.
  • Throttling takes place in a first exemplary embodiment by a controlled closing of the throttle valve by a predetermined angle or to a predetermined opening angle.
  • the throttling is unregulated in this example.
  • the mixture composition should be close to 1 for maximum heat release near lambda. Dynamic driving with changing torque requirements can lead to temporary mixture enrichments with lambda values less than one. This can undesirably worsen the exhaust gas emissions.
  • a fuel quantity required for post-injection with the maximum possible throttling is determined on the basis of the heating requirement.
  • the air requirement for post-injection and the temperature increase due to throttling must also be taken into account. The latter is particularly important in order to prevent overheating of components in the exhaust system.

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Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zur Aufheizung eines Katalysators bei Verbrennungsmotoren, bei dem: ein Mass für die Temperatur des Katalysators gebildet wird; und bei dem unterhalb einer vorbestimmten Temperatur des Katalysators eine erste Heizmassnahme erfolgt, bei der die Temperatur des Abgases erhöht wird; und bei dem oberhalb der vorbestimmten Temperatur alternativ oder ergänzend zur ersten Heizmassnahme eine zweite Heizmassnahme erfolgt, bei der dem Katalysator neben dem Abgas ein reaktionsfähiges Gemisch zugeführt wird, dessen Reaktion im Katalysator dort Wärme freisetzt.

Description

Verfahren zur Aufheizung eines Katalysators bei Verbrennungsmotoren mit Benzindirekteinspritzung
Es ist bereits bekannt, den Katalysator durch die Folgen einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der motorischen Verbrennung aufzuheizen. Eine Wirkungsgradverschlechterung der motorischen Verbrennung kann beispielsweise durch eine Abweichung des Zündzeitpunktes vom optimalen Zeitpunkt herbeigeführt werden, wobei der optimale Zeitpunkt durch den maximalen Wirkungsgrad definiert wird. Durch die Wirkungsgradeinbuße ist das Abgas heißer im Vergleich zum Betrieb ohne Wirkungsgradeinbußen. Es entfaltet daher eine verstärkte Heizwirkung im Katalysator.
Bei Benzindirekteinspritzmotoren besteht weiter die Möglichkeit, beim Betrieb mit Luftüberschuß gezielt Kraftstoff in den Zylinder nach der motorischen Verbrennung im Expansionstakt einzuspritzen. Hier reagiert der nacheingespritzte Kraftstoff mit dem Luftüberschuß der motorischen Verbrennung teilweise im Brennraum und teilweise im AbgasSystem. Die bei der exothermen Reaktion freiwerdende Wärme heizt den Katalysator auf.
Auch den Katalysatorheizmaßnahmen läßt sich ein Wirkungsgrad zuordnen. Der Wirkungsgrad der Nacheinspritzung ist maximal, wenn die in den Katalysator als Kraftstoff/Luft-Gemisch zusätzlich eingebrachte chemische Energie dort vollständig in Wärme umgesetzt wird. Bisher wurden beide oben angegebene Maßnahmen alternativ eingesetzt. Dabei wurden Einbußen bei der Heizwirkung beobachtet, wobei sich die Einbußen auf die Heizwirkung beziehen, die bei maximalem Wirkungsgrad der Katalysatorheizmaßnahme erreicht wird.
Die Erfindung richtet sich auf eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Katalysatorheizmaßnahmen.
Diese Verbesserung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.
Im einzelnen betrifft das erfindungsgemäße Verfahren die Aufheizung eines Katalysators bei Verbrennungsmotoren, mit den Schritten:
- Bildung eines Maßes für die Temperatur im Abgassystem,
- Auslösen einer ersten Heizmaßnahme, bei der die Temperatur des Abgases erhöht wird, unterhalb einer vorbestimmten Temperatur des Abgassystems,
- Auslösen einer zweiten Heizmaßnahme oberhalb der vorbestimmten Temperatur, wobei dem Katalysator neben dem Abgas ein reaktionsfähiges Gemisch zugeführt wird, dessen Reaktion im Abgassystem und Katalysator dort Wärme freisetzt, und wobei dies alternativ oder ergänzend zur ersten Heizmaßnahme erfolgt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als erste Maßnahme eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der motorischen Verbrennung über eine Änderung des Zündwinkels erfolgt. Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass als zweite Maßnahme bei einem Motor mit Benzindirekteinspritzung nach der Verbrennung eine Kraftstoff-Nacheinspritzung erfolgt.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass die Nacheinspritzung mit Schichtbetrieb kombiniert wird.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass die von dem Verbrennungsmotor angesaugte Luftmenge soweit gedrosselt wird, dass der benötigte Wärmestrom bei einer geforderten höheren Temperatur erreicht wird. Ein solches Androsseln verbessert die nachreaktion im Katalysator, nur leicht mageres Lambda die Umsetzung im katalysator verbessert, die Abgastemperatur höher ist und die Raumgeschwindigkeit des Abgases geringer ist, was zu einer längeren Verweilzeit des Abgases im Katalysator führt.
Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass für die Aufheizung eines NOx-Speicherkatalysators im Homogenbetrieb eine Abgaszusammensetzung eingestellt wird, die von der stöchiometrischen Abgaszusammensetzung abweicht.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine elektronische Steuereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Im Rahmen eines Ausführungsbeispiels erfolgt als erste Maßnahme eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der motorischen Verbrennung über eine Änderung des Zündwinkels.
Als zweite Maßnahme kann bei einem Motor mit Benzindirekteinspritzung nach der Verbrennung eine Kraftstoff-Nacheinspritzung erfolgen . Die genannte Nacheinspritzung kann insbesondere mit Schichtbetrieb kombiniert werden.
Aus der DE 198 50 586 ist ein Motorsteuerungsprogramm bekannt, das die Umschaltung zwischen Schichtbetrieb und Homogenbetrieb steuert.
Im Schichtbetrieb wird der Motor mit einer stark geschichteten Zylinderladung und hohem Luftüberschuß betrieben, um einen möglichst niedrigen Kraftstoffverbrauch zu erreichen. Die geschichtete Ladung wird durch eine späte Kraftstoffeinspritzung erreicht, die im Idealfall zur Aufteilung des Brennraums in zwei Zonen führt: Die erste Zone enthält eine brennfähige Luft-Kraftstoff-Gemischwolke an der Zündkerze. Sie wird von der zweiten Zone umgeben, die aus einer isolierenden Schicht aus Luft und Restgas besteht. Das Potential zur Verbrauchsoptimierung ergibt sich aus der Möglichkeit, den Motor unter Vermeidung von Ladungswechselverlusten weitgehend ungedrosselt zu betreiben. Der Schichtbetrieb wird bei vergleichsweise niedriger Last bevorzugt.
Bei höherer Last, wenn die Leistungsoptimierung im Vordergrund steht, wird der Motor mit homogener Zylinderfüllung betrieben. Die homogene Zylinderfüllung ergibt sich aus einer frühen Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugvorganges. Als Folge steht bis zur Verbrennung eine größere Zeit zur Gemischbildung zur Verfügung. Das Potential dieser Betriebsart zur Leistungsoptimierung ergibt sich zum Beispiel aus der Ausnutzung des gesamten Brennraumvolumens zur Füllung mit brennfähigem Gemisch.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt eine Nacheinspritzung nach einer mit Luftüberschuß verlaufenden Verbrennung in Verbindung mit einer Drosselung der von dem Verbrennungsmotor angesaugten Luftmenge. Die nacheingespritzte Kraftstoffmenge gibt dabei die freizusetzende Wärmemenge vor. Die Drosselung der Luftzufuhr bewirkt eine dazu passende Dosierung der Luftmenge. Diese kann beispielsweise danach ausgerichtet sein, dass sich mit der Summe des regulär eingespritzten Kraftstoffes und des nacheingespritzten Kraftstoffes im Abgas ein stöchiometrisches Kraftstoff/Luft-Verhältnis ergibt, das eine Abgasreinigung mit einem Dreiwegekatalysator ermöglicht. Die Luftzufuhr wird damit soweit gedrosselt, dass der benötigte Wärmestrom bei einer geforderten Temperatur erreicht■ wird.
Zur Aufheizung eines NOx-Speicherkatalysators im Homogenbetrieb kann eine Abgaszusammensetzung eingestellt werden, die von der stöchiometrischen AbgasZusammensetzung abweicht.
Diese Erfindung basiert darauf, dass die Reaktion des nacheingespritzten Kraftstoffes einen Luftüberschuß im Brennraum erfordert. Dieser tritt bei Verbrennungsmotoren mit Benzindirekteinspritzung im wesentlichen im Schichtbetrieb auf. Dabei treten erhöhte Rohemissionen auf, da der zusätzlich eingespritzte Kraftstoff nicht vollständig im Brennraum verbrennt. Da im Schichtbetrieb außerdem die Abgastemperaturen eher kälter sind, können die erhöhten Emissionen nicht in den zu kalten Katalysatoren exotherm umgesetzt werden. Dadurch geht die Heizenergie des nicht im Brennraum verbrannten Kraftstoffes verloren.
Beim erfindungsgemäßen Vorgehen wird zuerst im Homogenbetrieb mit später Zündung heißes Abgas erzeugt. Dadurch wird die Temperatur der Katalysatoren bei deutlich geringeren Rohemissionen angehoben. Sind Mindesttemperaturen für die Katalysatoren erreicht, können die bei einer Nacheinspritzung auftretenden gesteigerten Rohemissionen in den Katalysatoren besser konvertiert werden. Dadurch wird der Vorteil einer erheblichen Reduktion der Emissionen und der Vorteil eines gesteigerten Wirkungsgrades der Wärmefreisetzung im Katalysator erreicht.
Durch Androsseln während der zusätzlichen
Kraftstoffeinspritzung wird eine Abgaszusammensetzung nahe Lambda gleich 1 erreicht. Zusätzlich hat das Abgas - bei gleichem Kraftstoffumsatz - eine höhere Temperatur und eine' geringere Raumgeschwindigkeit. Dadurch werden die Emissionen weiter abgesenkt, da die Konvertierung der Katalysatoren nochmals verbessert wird.
Im Falle der Aufheizung eines NOx-Speicherkatalysators im Homogenbetrieb wird eine AbgasZusammensetzung eingestellt, die von der stöchiometrischen AbgasZusammensetzung abweicht.
Dadurch kann bei fettem Abgas das eingespeicherte NOx reduziert werden.
Bei magerem Abgas wird' der NOx-Austrag verhindert, der bei Abgas mit Lambda gleich 1 und erhöhter Temperatur entstehen würde. Dadurch wird eine NOx-Spitze im Abgas vorteilhafterweise vermieden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Blick auf die Figur erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 das technische Umfeld der Erfindung und Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens . Die 1 in der Fig. 1 repräsentiert den Brennraum eines Zylinders eines Verbrennungsmotors. Über ein Einlaßventil 2 wird der Zustrom von Luft zum Brennraum- gesteuert . Die Luft wird über ein Saugrohr 3 angesaugt. Die Ansaugluftmenge kann über eine Drosselklappe 4 variiert werden, die von einem Steuergerät 5 angesteuert wird. Das Steuergerät 5 stellt in Verbindung mit den angegebenen Verfahren ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinrichtung dar. Dem Steuergerät werden Signale über den Drehmomentwunsch des Fahrers, bspw. über die Stellung eines Fahrpedals 6, ein Signal über die Motordrehzahl n von einem Drehzahlgeber 7, ein Signal über die Menge ml der angesaugten Luft von einem Luftmengenmesser 8 und ein Signal Us über die AbgasZusammensetzung und/oder Abgastemperatur von einem Abgassensor 12 zugeführt. Zusätzlich kann ein separater Abgastemperatur- oder Katalysatortemperatursensor vorhanden sein. Die Abgas- und/oder Katalysatortemperatur kann aber auch aus den übrigen Betriebsparametern berechent werden. Dies ist beispielsweise aus der US 5 590 521 bekannt. Der Abgassensor 12 kann beispielsweise eine La bdasonde sein, deren Nernstspannung den Sauerstoffgehalt im Abgas angibt und deren Innenwiderstand als Maß für die Sonden-, Abgas- und/oder Katalysator-Temperatur herangezogen wird. Das Abgas wird durch wenigstens einen Katalysator 15 geführt, in dem Schadstoffe aus dem Abgas konvertiert (bspw. Dreiwegekatalysator) und/oder vorübergehend gespeichert (NOx-Speicherkatalysator) werden.
In diesem technischen Umfeld kann die Katalysatortemperatur gemessen werden (Sensoren 16 und oder 17) oder aus Betriebsgrößen des Motors modelliert werden. Die Modellierung von Temperaturen im Abgastrakt von Verbrennungsmotoren ist beispielsweise aus der US 5 590 521 bekannt. Gegenüber der Position im oder vor Katalysator wird für BDE-Systeme eher eine Position nach einem Vorkat aber vor einem NOx-Speicherkatalysator vorzuziehen sein. Die Position von Temperatursensoren ist daher nicht auf die dargestellten Positionen in oder vor einem Katalysator beschränkt. Es kommt daher auch eine Position nach dem Katalysator in Frage.
Aus diesen und ggf. weiteren Eingangssignalen über weitere Parameter des Verbrennungsmotors wie Ansaugluft- und Kühlmitteltemperatur und so weiter bildet das Steuergerät 5 Ausgangssignale zur Einstellung des Drosselklappenwinkels alpha durch ein Stellglied 9 und zur Ansteuerung eines Kraftstoffeinspritzventils 10, durch das Kraftstoff in den Brennraum des Motors dosiert wird. Außerdem wird durch das Steuergerät die Auslösung der Zündung über eine Zündeinrichtung 11 gesteuert.
Der Drosselklappenwinkel alpha und die Einspritzimpulsbreite ti sind wesentliche, aufeinander abzustimmende Stellgrößen zur Realisierung des gewünschten Drehmomentes, der AbgasZusammensetzung und der Abgastemperatur. Eine weitere wesentliche Stellgröße zur Beeinflussung dieser Größen ist Winkellage der Zündung relativ zur Kolbenbewegung. Die Bestimmung der Stellgrößen zur Einstellung des Drehmomentes ist Gegenstand der DE 1 98 51 990, die insoweit in die Offenbarung einbezogen sein soll.
Weiterhin steuert das Steuergerät weitere Funktionen zur Erzielung einer effizienten Verbrennung des Kraftstoff/Luftgemisches im Brennraum, beispielsweise eine nicht dargestellte Abgasrückführung und/oder Tankentlüftung. Die aus der Verbrennung resultierende Gaskraft wird durch Kolben 13 und Kurbeltrieb 14 in ein Drehmoment gewandelt. Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Für das Heizen mittels Nacheinspritzung fordert die erfindungsgemäße Motorsteuerung Mindesttemperaturen im Abgassystem. Bis diese erreicht sind, wird beispielsweise als erste Maßnahme Homogenbetrieb mit später Zündung gefordert und eingestellt. Dies wird beispielsweise durch die Schrittfolge 2.1, 2.2 und 2.3 in Fig. 2 realisiert, die aus einem übergeordneten Motorsteuerungsprogramm erreicht werden. Sind die notwendigen Temperaturen erreicht, wird die Nacheinspritzung als mögliche Alternative (bzw. zweite Maßnahme) erlaubt. Es erfolgt die Umschaltung auf Schichtbetrieb mit Nacheinspritzung um einen höheren Wärmestrom zu erzeugen. Dies wird durch die Schrittfolge 2.1, 2.2 und 2.4 in der Fig. 2 realisiert. Dabei wird der Luftstrom soweit gedrosselt, dass der benötigte Wärmestrom bei einer geforderten Temperatur erreicht wird.
Die Androsselung erfolgt in einem ersten Ausführungsbeispiel durch ein gesteuertes Schließen der Drosselklappe um einen vorbestimmten Winkel oder auf einen vorbestimmten Öffnungswinkel. Mit anderen Worten: Die Androsselung erfolgt in diesem Beispiel ungeregelt. Die Gemischzusammensetzung sollte für eine maximale Wärmefreisetzung nahe bei Lambda gleich 1 sein. Durch dynamischen Fahrbetrieb mit wechselnden Drehmomentanforderungen kann es zu vorübergehenden Gemischanreicherungen zu Lambdawerten kleiner als Eins kommen. Dadurch können die Abgasemissionen in unerwünschter Weise verschlechtert werden.
Zur Vermeidung einer Abgasverschlechterung wird die Nacheinspritzung vorteilhafterweise mit Hilfe der vorhandenen Abgassonde geregelt. Dadurch kann ein Durchbruch von fettem Abgas verhindert werden. Dabei bezeichnet Durchbruch das Auftreten von HC-Emissionen hinter dem Katalystor. Als weiterer Vorteil wird die exotherme Energiefreisetzung bei Lambda gleich 1 maximal genutzt.
Im einzelnen wird aufgrund der Heizanforderung eine notwendige Kraftstoffmenge zur Nacheinspritzung bei maximal möglicher Androsselung ermittelt. Dabei muß neben der Heizanforderung auch der Luftbedarf der Nacheinspritzung und die Temperaturerhöhung durch die Androsselung berücksichtigt werden. Letzteres ist insbesondere wichtig, um Überhitzungen von Bauteilen im Abgastrakt zu verhindern.
Alternativ zur Regelung der nacheingespritzten Kraftstoffmenge über das gemessene Abgaslambda kann die Androsselung über das gemessene Abgaslambda geregelt werden.
Aus Sicherheitsgründen wird die Regelung so ausgelegt, dass der Regeleingriff lediglich verkleinernd, nicht aber vergrößernd auf die nacheinzuspritzende Kraftstoffmenge wirken kann. Unterstützend kann bei dauerhaft zu magerem Abgas anstelle einer Vergrößerung der nacheingespritzten Kraftstoffmenge die Androsselung verstärkt werden. Dabei darf ein minimaler Wert aus Gründen des Bauteileschutzes nicht unterschreitten werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Aufheizung eines Katalysators bei Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet,
- dass ein Maß für die Temperatur des Abgassystems gebildet wird und
- dass unterhalb einer vorbestimmten Temperatur des Abgassystems eine erste Heizmaßnahme erfolgt, bei der die Temperatur des Abgases erhöht wird
- und dass oberhalb der vorbestimmten Temperatur alternativ oder ergänzend zur ersten Heizmaßnahme eine zweite Heizmaßnahme erfolgt, bei der dem Katalysator neben dem Abgas ein reaktionsfähiges Gemisch zugeführt wird, dessen Reaktion im Katalysator dort Wärme freisetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Maßnahme eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der motorischen Verbrennung über eine Änderung des Zündwinkels erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Maßnahme bei einem Motor mit Benzindirekteinspritzung nach der Verbrennung eine Kraftstoff-Nacheinspritzung erfolgt .
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nacheinspritzung mit Schichtbetrieb kombiniert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Verbrennungsmotor angesaugte Luftmenge soweit gedrosselt wird, dass der benötigte Wärmestrom bei einer geforderten höheren Temperatur erreicht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufheizung eines NOx-Speicherkatalysators im Homogenbetrieb eine Abgaszusammensetzung eingestellt wird, die von der stöchiometrischen AbgasZusammensetzung abweicht.
7. Elektronische Steuereinrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6.
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