EP1563178A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine eines fahrzeugs, insbesondere eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine eines fahrzeugs, insbesondere eines kraftfahrzeuges

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EP1563178A1
EP1563178A1 EP03775271A EP03775271A EP1563178A1 EP 1563178 A1 EP1563178 A1 EP 1563178A1 EP 03775271 A EP03775271 A EP 03775271A EP 03775271 A EP03775271 A EP 03775271A EP 1563178 A1 EP1563178 A1 EP 1563178A1
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EP
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nitrogen oxide
lean
catalytic converter
operating
evaluation period
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Audi AG
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    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • Otto engines are preferred as internal combustion engines with direct petrol injection instead of conventional intake manifold injection, since such internal combustion engines have significantly more dynamics than conventional Otto engines, are better in terms of torque and power, and at the same time reduce consumption by up to Enable 15%. This is made possible above all by a so-called stratified charge in the part-load range, in which an ignitable mixture is only required in the area of the spark plug, while the rest of the combustion chamber is filled with air.
  • the particularly finely atomized fuel is optimally concentrated and safely ignited in a so-called “mixture bale" around the spark plug.
  • the engine control or the engine control unit ensures the optimal adjustment of the injection parameters (injection timing, fuel pressure) ,
  • Such internal combustion engines can therefore be operated in lean operation for a correspondingly long time, which, as has already been explained above, has a positive effect on overall fuel consumption.
  • this lean operation has the disadvantage of a considerably larger amount of nitrogen oxide in the exhaust gas, so that the nitrogen oxides (NOx) in the lean exhaust gas can no longer be completely reduced with a three-way catalytic converter.
  • nitrogen oxide storage catalytic converters are additionally used in connection with such internal combustion engines. These nitrogen oxide storage catalysts are operated in such a way that the large amounts of nitrogen oxides generated by the internal combustion engine are stored therein.
  • the engine control or the engine control unit briefly switches to sub-stoichiometric, rich engine operation, in which the internal combustion engine is operated with a rich, air-deficient mixture.
  • an oxygen store of the nitrogen oxide storage catalytic converter is regularly emptied, as a result of which the oxygen required for the process of being withdrawn is made available.
  • the nitrogen oxide stored is numerous, in particular due to the rich operating conditions under these conditions existing hydrocarbons (HC) and carbon monoxides (CO) reduced to nitrogen (N 2 ), which can then be released into the environment.
  • HC hydrocarbons
  • CO carbon monoxides
  • N 2 nitrogen
  • the lean operating area here is e.g. B. a stratified in connection with a dynamic driving style, as z. B. is the case in city traffic, the engine control unit due to the lean operating range in which the lambda value is approximately 1.4.
  • the lambda value is approximately 1.4.
  • the engine control comprises a computer which, depending on predetermined switchover criteria, effects a switchover to rich or lean operation of the diesel engine. Furthermore, a sensor system communicating with the computer, which monitors parameters necessary for switchover criteria, and a memory communicating with the computer are provided, in which the characteristic maps for the operation of the diesel engine are stored. The computer switches over from lean to rich operation when the maintenance criteria of a regeneration temperature of a storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine flow and the presence of a predetermined loading state of the storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine are satisfied are met as switching criteria.
  • the computer switches back from rich to lean operation if one of the switchover criteria for switching from lean to rich operation does not exist or a regeneration time has expired which is dependent on the respective loading state of the storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine flow at the beginning of the rich operation phase depends, or a predetermined reducing agent content is present in the exhaust gases after the storage catalyst element or an exhaust gas temperature is below a predetermined threshold value.
  • the object of the invention is therefore to provide an alternative method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, with which an operation of the internal combustion engine which is optimized with regard to fuel consumption, in particular through optimized lean operation, is possible in a simple manner.
  • the engine control unit blocks the switchover to the lean operating range if the additional fuel consumption quantity for the discharges in a specific predefinable evaluation period, which extends over several lean operating phases, is equal to or greater than the reduced fuel consumption quantity due to lean operating operation in this evaluation period.
  • the engine control unit also gives a lean operation and thus switches between the lean operation area and the homogeneous one
  • the fuel shortage quantity is calculated as a function of a nitrogen oxide raw mass flow value averaged over the evaluation period, as a function of a fuel saving quantity averaged over the evaluation period in the lean operating phases falling into the evaluation period compared to the homogeneous operating range phases and as a function of a time between the two averaged over the evaluation period Torque requirements exceeding predefinable load and / or speed limit values and leaving the lean operating range are determined.
  • the additional fuel consumption quantity is also determined as a function of a storage catalytic converter loading state averaged over the evaluation period.
  • the driver's driving behavior can advantageously be “learned” and thus a prediction can be made regarding the likely future driving behavior. That is, in this operating mode, the driving behavior in the past is evaluated over a meaningful evaluation period and on the basis of this Evaluation of the prediction for the future, ie for the probable one
  • Lean operating time can be calculated.
  • the lean operating range may not be released here if the view is based on the evaluation period on average, even if this would result from a purely stationary view at a certain point in time, as a result of the view and based on a meaningful time window here, according to the invention, the FahiN obtained is taken into account as a whole and not a current stationary operating point.
  • a particularly optimized mode of operation is possible, in particular with regard to fuel savings through lean operation.
  • the evaluation period is particularly advantageously at least about 100 seconds.
  • the amount of fuel used due to the rich operating phases is calculated in the evaluation period as the sum of a first amount of fuel required for discharging the oxygen store and a second amount of fuel required for discharging the nitrogen oxide store.
  • the first amount of fuel i.e. the amount of fuel for discharging the oxygen reservoir
  • the second amount of fuel is mainly a function of the raw nitrogen oxide emissions during the lean period, so that the second amount of fuel is averaged over the evaluation period, which means that the fuel -More consumption amount as a function of the storage catalyst loading state averaged over the evaluation period can be determined in a simple manner.
  • the nitrogen oxide loading of the nitrogen oxide storage catalytic converter is mainly a function of the lean period and possibly also of the raw nitrogen oxide mass flow. For example, for the regeneration of 1 g of oxygen A fuel quantity of approx. 0.23 g is required, while the regeneration of 1 g of nitrogen dioxide requires approx. 0.15 g of fuel.
  • a first lean time is calculated from the quotient of a current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and the averaged nitrogen oxide raw mass flow value.
  • the mean time between two torque requirements exceeding a predefinable load and / or speed limit and leaving the lean operating range as a second lean time is compared with the first lean time, the minimum or the smaller of the two lean times being then multiplied by the average fuel saving quantity in the evaluation period ,
  • the fuel consumption quantity in the evaluation period can be determined in a particularly simple manner.
  • the current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst can be determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulfurization.
  • the nitrogen oxide mass flow upstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter and / or the nitrogen oxide mass flow downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter are each integrated over an identical period of time, with the determination of the switchover time from the storage phase to the discharge phase and thus from the lean operating range to the rich operating range at least from the integral value of the Nitrogen oxide mass flow before and / or after the storage catalytic converter and / or the changeover time, in each case when a predeterminable discharge changeover condition is met in a first stage to determine the degree of aging of the storage catalytic converter, a changeover operating point as a function of a current operating temperature at the changeover time is determined.
  • the respective switchover operating point is then carried out in a second stage to determine the degree of aging of the storage catalytic converter with a predefinable storage catalytic converter capacity field that runs over a temperature window and is optimized in particular with regard to fuel consumption, which is provided by a large number of individual operating points for a new and an aged one Storage catalyst is formed compared.
  • a changeover operating point lying within the storage catalyst capacity field does not represent a drop below the minimum nitrogen oxide storage capacity, but rather the change compared to the previous operating point as a measure of the storage catalyst aging.
  • a switchover operating point leaving the storage catalyst capacity field is below the minimum nitrogen oxide storage capacity.
  • a relative nitrogen oxide slip as the difference between the nitrogen oxide mass flow flowing into the nitrogen oxide storage catalytic converter and the nitrogen oxide stream flowing out of the nitrogen oxide storage catalytic converter is used to determine the switchover time from the storage phase to the discharge phase.
  • Mass flow is determined in each case based on the injection time in such a way that the quotient of the integral values of the nitrogen oxide mass flow before and after the nitrogen oxide storage catalytic converter also has a relative relationship with a predetermined
  • the degree of nitrogen oxide conversion, derived from an exhaust gas limit value, is brought about, so that when this predeterminable switchover condition is met, the switchover from the store-in phase to the discharge phase is carried out at the switch-over time optimized with regard to fuel consumption and store-in potential.
  • the storage catalytic converter capacity field with respect to the temperature window is limited on the one hand by a boundary line for a new storage catalytic converter and on the other hand by a border line for an aged storage catalytic converter which represents a state of limit aging.
  • the temperature window preferably comprises temperature values between approximately 200 ° C. and approximately 450 ° C.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of the fuel saving amount in lean operation over time
  • Fig. 2 is a schematic diagram of the liabilities of the additional fuel consumption over time.
  • This averaged time is based on the evaluation period, that is to say that different exceeding torque requests are compared in terms of their time span and the averaged time value is thus made available.
  • This averaged time between two torque requirements exceeding a predefined load and / or speed limit value and leaving the lean operating range represents a so-called second lean time.
  • the first lean time is the quotient of a current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and the average nitrogen oxide raw mass flow value determined.
  • the current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst is determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulfurization.
  • the averaged nitrogen oxide raw mass flow value is also determined by the engine control unit for the evaluation period.
  • This first lean time is then compared with the second lean time, the smaller of the two lean times, ie the minimum of these two lean times, being taken in order to be multiplied by the average fuel saving quantity in the evaluation period.
  • the sum of the fat phases following the lean phase of the first fuel quantity required for discharging the oxygen store of the nitrogen oxide storage catalytic converter and a second fuel quantity required for discharging the nitrogen oxide store of the nitrogen oxide storage catalytic converter is formed.
  • This relationship is shown in FIG. 2. From this Fig. 2 it can be seen that the amount of fuel for discharging the oxygen storage is approximately constant (curve 5), while the second amount of fuel for discharging the nitrogen oxide storage (curve 4) is a function of the lean time, since the oxygen storage is already almost fully loaded immediately after the start of a lean operating phase, while the Nitrogen oxides are more inert and therefore need a longer time to be deposited.
  • Curve 6 is the sum of the fuel quantities in curves 4 and 5. If the averaging over time, ie over an evaluation period, results in a time-related nitrogen oxide storage catalyst loading with nitrogen oxides, so that the lean time is taken into account according to the following formula the additional fuel consumption can be calculated:
  • Additional fuel consumption quantity (g) oxygen storage quantity (g) x first percentage fuel quantity + time-based averaged NO x - storage quantity (g / s) x lean time (s) x second percentage fuel quantity
  • the lean time provided here results from the sum of the individual lean operating times in the evaluation period.
  • a comparison of the reduced fuel consumption amount with the increased fuel consumption amount based on the evaluation period ie a comparison of curve 2 in FIG. 1 and curve 6 in FIG. 2 thus enables an operating mode such that the engine control unit switches over to blocks the lean operating range if the fuel consumption quantity for the discharges in the considered evaluation period, which is preferably approximately 100 seconds, is equal to or greater than the reduced fuel consumption quantity due to the lean operation in this evaluation period.
  • the amount of fuel consumption for the discharges is less than If the amount of fuel consumption reduced by lean operation in this evaluation period, the engine control unit enables lean operation and thus a switchover between the lean operating area and the homogeneous operating area.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem ersten Betriebsbereich als Magerbetriebsbereich, wobei zum Entladen des Stickoxid Speicherkatalysators mittels einem Motorsteuergerät vom Magerbetriebsbereich auf einen fetten Betriebsbereich umgeschalten wird. Erfindungsgemäss sperrt das Motorsteuergerät ein Umschalten in den Magerbetriebsbereich, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in einem bestimmten vorgebbaren sich über mehrere Magerbetriebsphasen erstreckenden Auswertezeitraum gleich oder grösser ist als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Überwachungszeitraum. Die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge wird als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Stickoxid-Rohmassenstromwertes, als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Kraftstoffeinsparmenge in den in den Auswertezeitraum fallenden Magerbetriebsphasen gegenüber den homogenen Betriebsbereichsphasen in dem Auswertezeitraum und als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt, während die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der heutigen Fahrzeugtechnik werden Otto-Motoren als Brennkraftmaschi- nen mit einer Benzin-Direkteinspritzung anstatt einer konventionellen Saugrohreinspritzung bevorzugt, da derartige Brennkraftmaschinen gegenüber den herkömmlichen Otto-Motoren deutlich mehr Dynamik aufweisen, bezüglich Drehmoment und Leistung besser sind und gleichzeitig eine Verbrauchssenkung um bis zu 15 % ermöglichen. Möglich macht dies vor allem eine soge- nannte Schichtladung im Teillastbereich, bei der nur im Bereich der Zündkerze ein zündfähiges Gemisch benötigt wird, während der übrige Brennraum mit Luft befüllt wird. Da herkömmliche Brennkraftmaschinen, die nach dem Saugrohrprinzip arbeiten, bei einem derartigen hohen Luftüberschuss, wie er bei der Benzin-Direkteinspritzung vorliegt, nicht mehr zündfähig sind, wird bei diesem Schichtlademodus das Kraftstoff-Gemisch um die zentral im Brennraum positionierte Zündkerze konzentriert, während sich in den Randbereichen des Brennraums reine Luft befindet. Um das Kraftstoff-Gemisch um die zentrale im Brennraum positionierte Zündkerze herum zentrieren zu können, ist eine gezielte Luftströmung im Brennraum erforderlich, eine sogenannte Tumbleströ- mung. Dazu wird im Brennraum eine intensive, walzenförmige Strömung aus¬ gebildet und der Kraftstoff erst im letzten Drittel der Kolbenaufwärtsbewegung eingespritzt. Durch die Kombination von spezieller Luftströmung und gezielter Geometrie des Kolbens, der z. B. über eine ausgeprägte Kraftstoff-Strömungsmulde verfügt, wird der besonders fein zerstäubte Kraftstoff in einem sogenannten „Gemischballen" optimal um die Zündkerze konzentriert und sicher entflammt. Für die jeweils optimale Anpassung der Einspritzparameter (Einspritzzeitpunkt, Kraftstoffdruck) sorgt die Motorsteuerung bzw. das Motorsteuergerät.
Derartige Brennkraftmaschinen können daher entsprechend lange im Mager- betrieb betrieben werden, was sich, wie dies oben bereits dargelegt worden ist, positiv auf den Kraftstoffverbrauch insgesamt auswirkt. Dieser Magerbetrieb bringt jedoch den Nachteil einer erheblich größeren Stickoxidmenge im Abgas mit sich, so dass die Stickoxide (NOx) im mageren Abgas mit einem Drei-Wege-Katalysator nicht mehr vollständig reduziert werden können. Um die Stick- oxid-Emissionen im Rahmen vorgeschriebener Grenzen, z. B. des Euro-IV- Grenzwertes zu halten, werden in Verbindung mit derartigen Brennkraftmaschinen zusätzlich Stickoxid-Speicherkatalysatoren eingesetzt. Diese Stickoxid-Speicherkatalysatoren werden so betrieben, dass darin die von der Brennkraftmaschine erzeugten großen Mengen an Stickoxiden eingespeichert werden. Mit zunehmender gespeicherter Stickoxidmenge wird ein Sättigungszustand im Stickoxid-Speicherkatalysator erreicht, so dass der Stickoxid-Speicherkatalysator entladen werden muss. Dazu wird für eine sogenannte Entladephase kurzfristig mittels der Motorsteuerung bzw. dem Motorsteuergerät auf einen unterstöchiometrischen, fetten Motorbetrieb umgeschalten, bei dem die Brennkraftmaschine mit einem fetten, einen Luftmangel aufweisenden Gemisch betrieben wird. Zu Beginn dieser Entladephase wird regelmäßig ein Sauerstoffspeicher des Stickoxid-Speicherkatalysators entleert, wodurch der für den Ausspeicheπ organg erforderliche Sauerstoff zur Verfügung gestellt wird. Bei diesem Ausspeicheπ/organg wird das eingespeicherte Stickoxid insbesondere durch die bei diesen fetten Betriebsbedingungen zahlreich vorhandenen Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxide (CO) zu Stickstoff (N2) reduziert, das dann in die Umgebung abgegeben werden kann. Es ist bereits allgemein bekannt, eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebsbereich als Magerbetriebsbereich zu betreiben, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftüberschuss und damit einem Sauerstoffüberschuss aufweisenden mageren Gemisch betrieben wird und in dem die von der Brennkraftmaschine erzeugten Stickoxide in einen Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert werden, wobei zum Entladen des Stickoxid-Speicherkatalysators mittels einem Motorsteuergerät vom Magerbetriebsbereich auf einen fetten Betriebsbereich umgeschalten wird, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftmangel aufweisenden fetten Gemisch betrieben wird und in dem die während des Magerbetriebsbereiches in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeicherten Stickoxide aus dem Stickoxid- Speicherkatalysator ausgespeichert werden. Ferner ist ein zweiter Betriebsbereich als homogener Betriebsbereich vorgesehen, in dem die Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen stöchiometrischen homogenen Gemisch (Lambda = 1 ) betrieben wird, wobei das Umschalten zwischen dem Magerbe- triebsbereich und dem homogenen Betriebsbereich von dem Motorsteuergerät in Abhängigkeit von einer betriebsbedingten Last- und/oder Drehzahlanforderung bei Erreichen einer vorgebbaren Umschaltbedingung vorgenommen wird und wobei vom Motorsteuergerät vor dem Umschalten vom Magerbetriebsbereich auf den homogenen Betriebsbereich zuerst für eine Entladung des Stickoxid-Speicherkatalysators in den fetten Betriebsbereich geschalten wird. Konkret ist der Magerbetriebsbereich hier z. B. ein geschichteter in Verbindung mit einer dynamischen Fahrweise, wie dies z. B. im Stadtverkehr der Fall ist, wird vom Motorsteuergerät aufgrund der Magerbetriebsbereich, bei dem der Lambdawert ungefähr 1,4 beträgt. Insbesondere betriebsbedingten erhöhten Last- und/ oder Drehzahlanforderung regelmäßig in den homogenen
Betriebsbereich umgeschalten, in dem die Brennkraftmaschine im Wesentlichen mit einem stöchiometrischen homogenen Gemisch von Lambda = 1 betrieben wird. Vom Motorsteuergerät wird dabei vor dem Umschalten in den homogenen Betriebsbereich zuerst in den fetten Betriebsbereich geschalten, um eine Entladung des Stickoxid-Speicherkatalysators vorzunehmen. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei dieser Betriebsweise trotz eines zeitweisen Magerbetriebs das eigentlich vorhandene theoretische Magerbetrieb-Kraftstoffeinsparpotential nicht voll ausgeschöpft wird. Ein weiteres Problem hierbei ist, dass bei einer sehr dynamischen Fahrweise der Magerbetriebsbereich durch den erhöhten Momentenwunsch unter Umständen des öfteren verlassen werden muss, wodurch sich dann jedes Mal der Zwang für eine Stickoxid-Speicherkatalysatorentladung, d.h. eine Fettbetriebsphase, ergibt. Auch dies führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.
Eine ähnliche Verfahrensführung ist aus der gattungsgemäßen DE 100 64 279 A1 bekannt, bei dem in Abhängigkeit von der Verschlechterung einer Abgaszusammensetzung zwischen dem Mager-, Fett- und Homogenbetrieb umgeschalten wird. Die Umschaltentscheidung wird hier in Abhängig- keit von der Verschlechterung der Speicherfähigkeit des als NOx-Absorptions- mittel bezeichneten Stickoxid-Speicherkatalysators getroffen. Insbesondere soll hier bei einer festgestellten Verschlechterung des Wirkungsgrades des Stickoxid-Speicherkatalysators der als Sauerstoffüberschuss-Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Betrieb bezeichnete Magerbetrieb gesperrt werden. Aus der DE 197 53 718 C1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors bekannt, die eine Motorregelung umfasst, die in Abhängigkeit von Kennfeldern den Betrieb des Dieselmotors regelt und eine Fett/Mager-Regelung des Dieselmotors ermöglicht. Die Motorregelung umfasst einen Rechner, der in Abhängigkeit von vorbestimmten Umschaltkriterien ein Umschalten auf Fettoder Magerbetrieb des Dieselmotors bewirkt. Ferner ist eine mit dem Rechner kommunizierende Sensorik, die für Umschaltkriterien notwendige Parameter überwacht, und ein mit dem Rechner kommunizierender Speicher vorgesehen, in dem die Kennfelder für den Betrieb des Dieselmotors gespeichert sind. Der Rechner bewirkt ein Umschalten von Mager- auf Fettbetrieb, wenn die Einhaltung einer Regenerationstemperatur eines von den Abgasen des Dieselmotors durchströmten Speicherkatalysatorelementes und das Vorliegen eines vorbestimmten Beladungszustandes des von den Abgasen des Dieselmotors durchströmten Speicherkatalysatorelementes als Umschaltkriterien erfüllt sind. Des weiteren bewirkt der Rechner ein Zurückschalten von Fett- auf Magerbetrieb, wenn eines der Umschaltkriterien für ein Umschalten von Mager- auf Fettbetrieb nicht vorliegt oder eine Regenerationszeit abgelaufen ist, die von dem jeweiligen Beladungszustand des von den Abgasen des Dieselmotors durchströmten Speicherkatalysatorelementes zu Beginn der Fettbetriebsphase abhängt, oder ein vorbestimmter Reduktionsmittelgehalt in den Abgasen nach dem Speicherkatalysatorelement vorliegt oder eine Abgastemperatur unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt.
Weiter sind in der Dissertation von Andreas Hertzberg (Stuttgart 2001 ) mit dem Titel „Betriebsstrategien für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung und einem Nox-Speicher-Katalysator" in Kapitel 6, insbesondere unter Punkt 6.4.2, Versuche zum Betreiben einer Brennkraftmaschine im Magerbetrieb beschrieben und ausgewertet. Abgestellt wurde hierbei insbesondere auf den Verbrauchsunterschied unterschiedlicher Test-Fahrzyklen in Abhängigkeit von Drehmoment-Schwellwerten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Verfügung zu stellen, mit dem auf einfache Weise eine hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierte Betriebsweise der Brennkraftmaschine, insbesondere durch optimierten Magerbetrieb, möglich wird.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Gemäß Anspruch 1 sperrt das Motorsteuergerät das Umschalten in den Magerbetriebsbereich, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in einem bestimmten vorgebbaren, sich über mehrere Magerbetriebsphasen erstreckenden Auswertezeitraum gleich oder größer ist als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswerte- Zeitraum. Weiter gibt das Motorsteuergerät einen Magerbetrieb und damit ein Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen
Betriebsbereich frei, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in dem Auswertezeitraum kleiner ist als die Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum. Dabei wird die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge als Funktion eines über den Aus- wertezeitraum gemittelten Stickoxid-Rohmassenstromwertes, als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Kraftstoffeinsparmenge in den in den Auswertezeitraum fallenden Magerbetriebsphasen gegenüber den homogenen Betriebsbereichsphasen und als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Dreh- zahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt. Weiter wird die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes ermittelt.
Vorteilhaft kann bei einem derartigen Betrieb einer Brennkraftmaschine das Fahrverhalten des Fahrers „gelernt" werden und somit eine Vorhersage bezüglich des wahrscheinlichen zukünftigen Fahπ/erhaltens gemacht werden. D.h., dass bei dieser Betriebsweise das Fahrverhalten in der Vergangenheit über einen sinnvollen Auswertezeitraum ausgewertet wird und aufgrund dieser Auswertung die Vorhersage für die Zukunft, d.h. für die voraussichtliche
Magerbetriebszeit errechnet werden kann. Im Unterschied zu einer rein stationären Betrachtungsweise wird somit bei einer derartigen auf den Auswertezeitraum im Mittel bezogenen Betrachtungsweise hier ggfs. selbst dann nicht der Magerbetriebsbereich freigegeben, wenn sich dies gemäß einer rein stationä- ren Betrachtung zu einem bestimmten Zeitpunkt ergeben würde, da durch die Betrachtung und Abstellung auf ein sinnvolles Zeitfenster hier jetzt erfindungsgemäß über die gemittelten Werte das FahiN erhalten insgesamt berücksichtigt wird und nicht ein aktueller stationärer Betriebspunkt. Dadurch ist insgesamt eine besonders optimierte Betriebsweise, insbesondere im Hinblick auf die Kraftstoffeinsparung durch Magerbetrieb möglich.
Dadurch wird das Magerbetrieb-Kraftstoffeinsparpotential voll ausgeschöpft, da nur dann in den Magerbetriebsbereich umgeschalten wird, wenn dies aufgrund des Fahrverhaltens des Fahrers sinnvoll ist, d.h. eine Kraftstoffeinsparung mit sich bringen kann. Sobald das Motorsteuergerät erkennt, dass dies nicht der Fall ist, wird der homogene Betriebsbereich gewählt. Besonders vorteilhaft beträgt der Auswertezeitraum wenigstens in etwa 100 Sekunden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung nach Anspruch 2 ist vorgesehen, dass sich die durch die Fettbetriebsphasen bedingte Kraftstoff- Mehn/erbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum errechnet als Summe einer für die Entladung des Sauerstoffspeichers benötigten ersten Kraftstoffmenge und einer für die Entladung des Stickoxidspeichers benötigten zweiten Kraftstoffmenge. Die erste Kraftstoffmenge, d.h. die Kraftstoffmenge zum Entladen des Sauerstoffspeichers, ist dabei pro Magerbetriebsphase in etwa konstant, während die zweite Kraftstoffmenge hauptsächlich eine Funktion der Stickoxid- Rohemissionen während der Magerzeit ist, so dass die zweite Kraftstoffmenge über den Auswertezeitraum gemittelt wird, wodurch die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion des über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes auf einfache Weise ermittelt werden kann. Da ein Magerbetrieb mit einem Sauerstoffüberschuss gefahren wird, ist der Sauerstoffspeicher des Stickoxid-Speicherkatalysators sehr schnell voll- ständig beladen, so dass die Sauerstoffbeladung der Stickoxid-Speicherkatalysatoren über der Magerphase stets als in etwa konstant anzusehen ist. Die Stickoxidbeläduhg der Stickoxid-Speicherkatalysators ist dagegen hauptsächlich eine Funktion der Magerzeit und ggfs. auch noch des Stickoxid-Rohmassenstroms. Beispielsweise ist für die Regeneration von 1 g Sauerstoff eine Kraftstoffmenge von ca. 0,23 g nötig, während für die Regeneration von 1 g Stickstoffdioxid ca. 0,15 g Kraftstoff erforderlich sind.
Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, dass aus dem Quotienten einer aktuellen Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators und dem gemittelten Stickoxid-Rohmassenstromwertes eine erste Magerzeit berechnet wird. Die gemittelte Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen als zweite Magerzeit wird mit der ersten Magerzeit verglichen, wobei das Minimum bzw. die kleinere der beiden Magerzeiten anschließend mit der gemittelten Kraftstoffeinsparmenge im Auswertezeitraum multipliziert wird. Dadurch lässt sich auf besonders einfache Weise die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum ermitteln. Mit einer derartigen Verfahrensführung ist eine besonders einfache und zuverlässige Prädiktion der Fahrdynamik und damit auch eine Aussage über das zukünftige Fahrverhalten möglich, so dass ein optimierter Betrieb der Brennkraftmaschine insbesondere eine Optimierung der Magerbetriebsphasen möglich wird.
Besonders bevorzugt kann dabei nach Anspruch 4 die aktuelle Stickoxid-Speicherfähigkeitsmenge des Stickoxid-Speicherkatalysators als Funktion der Temperatur und/oder des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung ermittelt werden.
Konkret kann nach Anspruch 5 vorgesehen sein, dass der Stickoxid-Massenstrom vor dem Stickoxid-Speicherkatalysator und/oder der Stickoxid-Massenstrom nach dem Stickoxid-Speicherkatalysator jeweils über eine gleiche Zeitdauer aufintegriert werden, wobei zur Festlegung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entladephase und damit vom Magerbetriebsbe- reich auf den fetten Betriebsbereich wenigstens aus dem Integralwert des Stickoxid-Massenstroms vor- und/oder nach dem Speicherkatalysator und/oder dem Umschaltzeitpunkt jeweils beim Erfüllen einer vorgebbaren Entlade-Um- schaltbedingung in einer ersten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators ein Umschalt-Betr iebspunkt als Funktion einer momen- tanen Betriebstemperatur zum Umschaltzeitpunkt ermittelt wird. Anschließend wird der jeweilige Umschalt-Betriebspunkt in einer zweiten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators mit einem über ein Temperaturfenster verlaufenden, vorgebbaren, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierten Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld, das durch eine Viel- zahl von einzelnen Betriebspunkten für einen neuen und einen gealterten Speicherkatalysator gebildet ist, verglichen. Dabei stellt ein innerhalb des Speicherkatalysator-Kapazitätsfeldes liegender Umschalt-Betriebspunkt keine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-Speicherfähigkeit dar, sondern die Änderung gegenüber dem vorherigen Betriebspunkt als Maß für die Speicherkataly- sator-Alterung. Ein das Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld verlassender Umschaltbetriebspunkt stellt dagegen eine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-Speicherfähigkeit dar. Mit einer derartigen Verfahrensweise kann somit auf besonders einfache Weise eine aktuelle Erfassung des Wertes der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators betriebspunktabhän- gig unter Berücksichtigung des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung des Stickoxid-Speicherkatalysators ermittelt werden.
Besonders bevorzugt ist hierbei nach Anspruch 6 vorgesehen, dass zur Festlegung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entlade- phase ein relativer Stickoxid-Schlupf als Differenz zwischen dem in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingeströmten Stickoxid-Massenstrom und dem aus dem Stickoxid-Speicherkatalysator ausgeströmten Stickoxid-Massenstrom jeweils bezogen auf die Einspeicherzeit ermittelt wird dergestalt, dass der Quotient der Integralwerte des Stickoxid-Massenstroms vor und nach dem Stick- oxid-Speicherkatalysator zudem in eine Relativbeziehung mit einem vorgeb- baren, von einem Abgasgrenzwert abgeleiteten Stickoxid-Konvertierungsgrad gebracht wird, so dass beim Vorliegen dieser vorgebbaren Umschaltbedingung das Umschalten von der Einspeicherphase auf die Entladephase zum hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Einspeicherpotential optimierten Umschaltzeit- punkt durchgeführt wird.
Nach Anspruch 7 kann weiter vorgesehen sein, dass das Speicherkatalysator- Kapazitätsfeld bezogen auf das Temperaturfenster einerseits durch eine Grenzlinie für einen neuen Speicherkatalysator und andererseits durch eine Grenzlinie für einen Grenzalterungszustand darstellenden gealterten Speicherkatalysator begrenzt ist. Dabei umfasst das Temperaturfenster vorzugsweise Temperaturwerte zwischen in etwa 200° C und in etwa 450 °C.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm der Kraftstoffeinsparmenge im Magerbetrieb über der Zeit, und
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Verbindlichkeiten der Kraftstoff- mehrverbrauchsmenge über der Zeit.
In der Fig. 1 ist die Kraftstoffeinsparmenge im Magerbetriebsbereich über der Zeit dargestellt, wobei die Kurve 1 den zeitlichen Verlauf der Kraftstoffeinsparung während einer maximal zu realisierenden Magerzeit zeigt. Kurve 2 stellt das Integral der Kraftstoffeinsparmenge während dieser maximal zu realisierenden Magerzeit dar. Kurve 3 dagegen stellt die gemittelte, auf die Zeit bezogene Kraftstoffeinsparmenge während dieser maximal zu realisierenden Magerzeit dar. Zur Ermittlung der Kraftstoff-MindeiNerbrauchsmenge ist diese mittlere Kraftstoffeinsparmenge entsprechend der Kurve 3 mit der maximal zu realisierenden Magerzeit zu multiplizieren. Zur Bestimmung der maximal zu realisierenden Magerzeit kann zuerst die gemittelte Zeit zwischen zwei einen vorgeb- baren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt werden. Diese gemittelte Zeit ist bezogen auf den Auswertezeitraum, d.h. dass verschiedene überschreitende Momentenanforderungen von ihrer Zeitspanne her verglichen werden und so der gemittelte Zeitwert zur Verfügung gestellt wird. Diese gemittelte Zeit zwischen zwei einem vorgebbaren last- und/oder drehzahlgrenzwertüberschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen stellt eine sog. zweite Magerzeit dar. Als erste Magerzeit wird der Quotient einer aktuellen Stickoxid- Speicherfähigkeit der Stickoxid-Speicherkatalysators und dem gemittelten Stickoxid-Roh massenstromwert ermittelt. Die aktuelle Stickoxid-Speicherfähigkeit der Stickoxid-Speicherkatalysators wird dabei als Funktion der Temperatur und/oder des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung ermittelt. Der gemittelte Stickoxid-Rohmassenstromwert wird dabei für den Auswertezeitraum ebenfalls vom Motorsteuergerät ermittelt. Anschließend wird dann diese erste Magerzeit mit der zweiten Magerzeit verglichen, wobei die kleinere der beiden Magerzeiten, d.h. das Minimum dieser beiden Magerzeiten hergenommen wird, um mit der gemittelten Kraftstoffeinsparmenge im Auswertezeitraum multipliziert zu werden.
Zur Ermittlung der Kraftstoff-MehtNerbrauchsmenge wird die Summe für die der Magerphase folgenden Fettphasen der für die Entladung des Sauerstoffspeichers der Stickoxid-Speicherkatalysators benötigten ersten Kraftstoffmenge und einer für die Entladung der Stickoxidspeichers der Stickoxid- Speicherkatalysators benötigten zweiten Kraftstoffmenge gebildet. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 2 dargestellt. Aus dieser Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Kraftstoffmenge zur Entladung des Sauerstoffspeichers in etwa konstant ist (Kurve 5), während die zweite Kraftstoffmenge zur Entladung des Stickoxidspeichers (Kurve 4) eine Funktion der Magerzeit ist, da der Sauerstoffspeicher unmittelbar nach Beginn einer Magerbetriebsphase bereits in etwa vollständig beladen ist, während die Stickoxide träger sind und daher eine längere Zeit zur Anlagerung benötigen. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Magerbetriebsphasenzeit mehr oder weniger Stickoxide während dieser Magerphase in den Stickoxidspeicher eingespeichert werden können. Kurve 6 ist die Summe der Kraftstoffmengen der Kurven 4 und 5. Wird auch hier wieder über die Zeit, d.h. über einen Auswertezeitraum gemittelt, dann ergibt sich eine zeitbezogene Stickoxid-Speicherkatalysatorbeladung mit Stickoxiden, so dass bei einer gleichzeitigen Berücksichtigung der Magerzeit nach der folgenden Formel die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge berechnet werden kann:
Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge (g) = Sauerstoffspeichermenge (g) x erste prozentuale Kraftstoffmenge + auf die Zeit bezogene gemittelte NOx- Speichermenge (g/s) x Magerzeit (s) x zweite prozentuale Kraftstoffmenge
Die hier vorgesehene Magerzeit ergibt sich aus der Summe der einzelnen Magerbetriebszeiten im Auswertezeitraum.
Ein auf den Auswertezeitraum bezogener Vergleich der Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge mit der Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge, d.h. ein Vergleich der Kurve 2 in Fig. 1 und der Kurve 6 in Fig. 2 ermöglicht somit eine Betriebs- weise dergestalt, dass das Motorsteuergerät ein Umschalten in den Magerbetriebsbereich sperrt, falls die Kraftstoff-MehiNerbrauchsmenge für die Entladungen in dem betrachteten Auswertezeitraum, der vorzugsweise in etwa 100 Sekunden beträgt, gleich oder größer ist als die Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge durch den Magerbetrieb in diesen Auswertezeitraum. Ist dagegen die Kraftstoffmehn/erbrauchsmenge für die Entladungen kleiner als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum, so gibt das Motorsteuergerät einen Magerbetrieb und damit ein Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen Betriebsbereich frei.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem ersten Betriebsbereich als Magerbetriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftüberschuss und damit einen Sauerstoffüberschuss aufweisenden mageren Gemisch betrieben wird und in dem die von der Brenn- kraftmaschine erzeugten Stickoxide in einen Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert werden, wobei zum Entladen des Stickoxid-Speicherkatalysators mittels einem Motorsteuergerät vom Magerbetriebsbereich auf einen fetten Betriebsbereich umgeschalten wird, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftmangel aufweisenden fetten Gemisch betrieben wird und in dem die während des Magerbetriebsbereiches in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeicherten Stickoxide aus dem Stickoxid-Speicherkatalysator ausgespeichert werden, und mit einem zweiten Betriebsbereich als homogenen Betriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen stöchiome- trischen homogenen Gemisch (Lambda = 1 ) betrieben wird, wobei das
Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen Betriebsbereich von dem Motorsteuergerät in Abhängigkeit von einer betriebsbedingten Last- und/oder Drehzahlanforderung bei Erreichen einer vorgebbaren Umschaltbedingung vorgenommen wird und wobei vom Motorsteuergerät vor dem Umschalten vom Magerbetriebsbereich auf den homogenen Betriebsbereich zuerst für eine Entladung des Stickoxid-Speicherkatalysators in den fetten Betriebsbereich geschalten wird und wobei das Motorsteuergerät das Umschalten in den Magerbetriebsbereich in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Sperrkriterium sperrt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Motorsteuergerät das Umschalten in den Magerbetriebsbereich sperrt, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in einem bestimmten vorgebbaren, sich über mehrere Magerbetriebsphasen erstreckenden Auswertezeitraum gleich oder größer ist als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durch
Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum,
dass das Motorsteuergerät einen Magerbetrieb und damit ein Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen Betriebs- bereich freigibt, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in dem Auswertezeitraum kleiner ist als die Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum,
dass die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Stickoxid-Rohmassenstromwertes, als
Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Kraftstoffeinsparmenge in den in den Auswertezeitraum fallenden Magerbetriebsphasen gegenüber den homogenen Betriebsbereichsphasen in diesem Auswertezeitraum und als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des-Magerbetriebs- bereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt wird, und
dass die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass sich die durch die Fettbetriebsphasen bedingte Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum errechnet als Summe einer für die Entladung des Sauerstoffspeichers benötigten ersten Kraftstoffmenge und einer für die Entladung des Stickoxidspeichers benötigten zweiten Kraftstoffmenge,
dass die erste Kraftstoffmenge pro Magerbetriebsphase in etwa konstant ist, und
dass die zweite Kraftstoffmenge wenigstens eine Funktion der Stickoxid- Rohemission während der Magerzeit ist dergestalt, dass die zweite Kraftstoffmenge über den Auswertezeitraum gemittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass aus dem Quotienten einer aktuellen Stickoxid-Speicherfähigkeitsmenge des Stickoxid-Speicherkatalysators und dem gemittelten Stick- oxid-Rohmassenstromwert eine erste Magerzeit berechnet wird,
dass die gemittelte Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen als zweite Magerzeit mit der ersten Magerzeit verglichen wird dergestalt, dass die kleinere der beiden Magerzeiten anschließend mit der über den Auswertezeitraum gemittelten Kraftstoffeinsparmenge multipliziert wird zur Ermittlung der Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Stickoxid-Speicherfähigkeitsmenge des Stickoxid-Speicherkatalysators als Funktion der Temperatur und/oder des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuell erfasste Wert über die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators betriebspunktabhängig unter Berücksichtigung des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung des Stickoxid- Speicherkatalysators ermittelt wird dergestalt,
dass der Stickoxid-Massenstrom vor dem Stickoxid-Speicherkatalysator und/oder der Stickoxid-Massenstrom nach dem Stickoxid-Speicherkatalysator jeweils über eine gleiche Zeitdauer aufintegriert werden,
dass zur Festlegung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entladephase und damit vom Magerbetriebsbereich auf den fetten Betriebsbereich wenigstens aus dem Integralwert des Stickoxid-Massenstroms vor und/oder nach dem Speicherkatalysator und/oder dem Umschaltzeitpunkt jeweils beim Erfüllen einer vorgebbaren Entlade-Um- schaltbedingung in einer ersten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators ein Umschalt-Betriebspunkt als Funktion einer momentanen Betriebstemperatur zum Umschaltzeitpunkt ermittelt wird, und
dass der jeweilige Umschalt-Betriebspunkt in einer zweiten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators mit einem über ein Temperaturfenster verlaufenden, vorgebbaren, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierten Speicherkatalysator-Kapa- zitätsfeld, das durch eine Vielzahl von einzelnen Betriebspunkten für einen neuen und einen gealterten Speicherkatalysator gebildet ist, verglichen wird dergestalt,
dass ein innerhalb des Speicherkatalysator-Kapazitätsfeldes liegender Umschalt-Betriebspunkt keine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-
Speicherfähigkeit darstellt, sondern die Änderung gegenüber dem vorherigen Betriebspunkt als Maß für die Speicherkatalysator-Alterung darstellt, und
dass ein das Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld verlassender Umschalt-
Betriebspunkt eine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-Speicherfähigkeit darstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festle- gung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entladephase ein relativer Stickoxid-Schlupf als Differenz zwischen dem in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingeströmten Stickoxid-Massenstrom und dem aus dem Stickoxid-Speicherkatalysator ausgeströmten Stickoxid-Massenstrom jeweils bezogen auf die Einspeicherzeit ermittelt wird dergestalt, dass der Quotient der Integralwerte des Stickoxid-Massenstroms vor und nach dem Stickoxid-Speicherkatalysator zudem in eine Relativbeziehung mit einem vorgebbaren, von einem Abgasgrenzwert abgeleiteten Stickoxid-Konvertierungsgrad gebracht wird , so dass beim Vorliegen dieser vorgegebenen Umschaltbedingung das Umschalten von der Einspeicherphase auf die Entladephase zum hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Einspeicherpotential optimierten Umschaltzeitpunkt durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld bezogen auf das Temperaturfenster einerseits durch eine Grenzlinie für einen neuen Speicherkatalysator und andererseits durch eine Grenzlinie für einen einen Grenzalterungszustand darstellenden gealterten Speicherkatalysator begrenzt ist, wobei das Temperaturfenster vorzugsweise Temperaturwerte zwischen in etwa 200°C und in etwa 450°C umfasst.
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