EP1563178B1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine eines fahrzeugs, insbesondere eines kraftfahrzeuges - Google Patents

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EP1563178B1
EP1563178B1 EP03775271A EP03775271A EP1563178B1 EP 1563178 B1 EP1563178 B1 EP 1563178B1 EP 03775271 A EP03775271 A EP 03775271A EP 03775271 A EP03775271 A EP 03775271A EP 1563178 B1 EP1563178 B1 EP 1563178B1
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EP
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nitrogen oxide
lean
storage
catalytic converter
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Audi AG
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    • 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 of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • gasoline engines are preferred as internal combustion engines with a gasoline direct injection instead of a conventional intake manifold injection, since such internal combustion engines compared to conventional gasoline engines have significantly more dynamics, torque and power are better and at the same time a reduction in consumption by up to 15% enable. This is made possible mainly by a so-called stratified charge in the partial load range, in which only in the area of the spark plug an ignitable mixture is required, while the remaining combustion chamber is filled with air.
  • the engine control or the engine control unit ensures the optimum adaptation of the injection parameters (injection timing, fuel pressure).
  • Such internal combustion engines can therefore be operated for a correspondingly long time in lean operation, which, as has already been explained above, has a positive effect on fuel consumption overall.
  • this lean operation brings the disadvantage of a considerably larger amount of nitrogen oxide in the exhaust gas, so that the nitrogen oxides (NO x ) in the lean exhaust gas with a three-way catalyst can not be completely reduced.
  • the Euro IV limit value in addition to nitrogen oxide storage catalysts are used in conjunction with such internal combustion engines.
  • the lean operating area here z. B. a stratified lean operating range, wherein the lambda value is about 1.4.
  • a similar procedure is from the generic DE 100 64 279 A1 is known, in which, depending on the deterioration of an exhaust gas composition between the lean, rich and homogeneous operation is switched.
  • the switching decision is made here depending on the deterioration of the storage capacity of the designated as NO x absorbent nitrogen oxide storage catalyst.
  • lean-burn operation which is referred to as the excess oxygen-air-fuel ratio operation, is to be blocked in the event of a stalled deterioration in the efficiency of the nitrogen oxide storage catalytic converter.
  • the exhaust gas purification device comprises a NO x absorbent, an engine operating range determination means, and an air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture.
  • a method for operating a diesel engine which includes a motor control, which regulates the function of maps the operation of the diesel engine and allows a rich / lean control of the diesel engine.
  • the engine control includes a computer that causes a switch to rich or lean operation of the diesel engine depending on predetermined switching criteria. Furthermore, a communicating with the computer sensors that monitors necessary for switching criteria parameters, and provided with the computer memory communicating, in which the maps are stored for the operation of the diesel engine.
  • the computer effects a switchover from lean to rich operation if compliance with a regeneration temperature of a storage catalytic converter element through which the exhaust gases of the diesel engine and the presence of a predetermined charge state of the storage catalytic converter element flowed through by the exhaust gases of the diesel engine are met as switching criteria. Furthermore, the computer causes a switch from rich to lean operation when one of the switching criteria for a switch from lean to rich operation is not present or a regeneration time has expired, the respective load state of the flowed through by the exhaust gases of the diesel engine storage catalyst element at the beginning of the rich operation phase or a predetermined reducing agent content is present in the exhaust gases downstream of the storage catalytic converter 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 of a motor vehicle, with which in a simple manner optimized in terms of fuel consumption operation of the internal combustion engine, in particular by optimized lean operation, is possible.
  • claim 1 blocks the engine control unit switching to the lean operating range, if the fuel excess consumption for the discharges in a predetermined, extending over several lean operating phases evaluation period is equal to or greater than the fuel under consumption amount by lean operation in this evaluation period. Further, the engine control unit releases a lean operation and thus a switching between the lean operation region and the homogeneous operation region, if the fuel excess consumption amount for the discharges in the evaluation period is smaller than the fuel under consumption amount due to lean operation in this evaluation period.
  • the fuel under-consumption quantity as a function of a nitrogen oxide raw-mass flow value averaged over the evaluation period as a function of a fuel-saving amount over the evaluation period is reduced in the lean operating phases compared to the homogeneous operating-range phases and as a function of averaged over the evaluation period between two a predetermined load and / or speed limit exceeding and determining a leaving the lean operating range conditional determined torque requirements. Furthermore, the additional fuel consumption amount is determined as a function of a storage catalytic converter load state averaged over the evaluation period.
  • the driving behavior of the driver can be "learned" and thus a prediction made regarding the probable future driving behavior.
  • the driving behavior in the past is evaluated over a meaningful evaluation period, and on the basis of this evaluation, the prediction for the H. for the expected lean operating time can be calculated.
  • the lean operating range is thus not released here, if appropriate, with such a consideration based on the evaluation period, even if this would result according to a purely stationary consideration at a certain time, since the consideration and shutdown according to the invention, the driving behavior as a whole is taken into account here over the averaged values and not a current stationary operating point.
  • the lean-burn fuel-saving potential is fully exhausted because it is switched to the lean-burn operating range only if it makes sense because of the driver's drivability, ie. H. can bring a fuel savings.
  • the homogeneous operating range is selected.
  • the evaluation period is at least in about 100 seconds.
  • the fuel excess consumption amount caused by the rich operating phases is calculated in the evaluation period as the sum of a first fuel quantity required for the discharge of the oxygen storage and a first required for the discharge of the nitrogen oxide storage Amount of fuel and a time required for the discharge of the nitrogen oxide storage second fuel quantity.
  • the first amount of fuel ie the amount of fuel for discharging the oxygen storage, is approximately constant during lean operation phase, while the second fuel quantity is mainly a function of the nitrogen oxide raw emissions during the lean time, so that the second amount of fuel over the evaluation period is averaged, whereby the fuel -Mehr redesignsmenge can be determined as a function of the averaged over the evaluation period storage catalyst loading state in a simple manner.
  • the nitrogen oxide loading of the nitrogen oxide storage catalyst is mainly a function of the lean time and possibly also of the nitrogen oxide raw mass flow. For example, for the regeneration of 1 g of oxygen, one
  • 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 averaged time between two torque demands exceeding a predefinable load and / or speed limit value and leaving the lean operating range is compared with the first lean time, wherein the minimum or the smaller of the two lean times is then multiplied by the averaged fuel saving amount in the evaluation period ,
  • the current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter can be determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulphurization.
  • the nitrogen oxide mass flow before the nitrogen oxide storage catalyst and / or the nitrogen oxide mass flow are integrated after the nitrogen oxide storage catalyst each over a same period of time, to determine the changeover from the Ein Grandephase on the discharge phase and thus from the lean operating range to the rich operating range at least from the integral value of Nitrogen mass flow before and / or after the storage catalyst and / or the switching time each case when fulfilling a predetermined discharge switching condition in a first stage for determining the degree of aging of the storage catalytic converter a switching operating point is determined as a function of a current operating temperature at the switching time.
  • the respective switching operating point in a second stage for determining the degree of aging of the storage catalytic converter with a running over a temperature window, specifiable, in particular optimized in terms of fuel consumption storage catalytic converter capacity field formed by a plurality of individual operating points for a new and an aged storage catalyst is compared.
  • a switching operating point lying within the storage catalytic converter capacity field does not represent a shortfall in the minimum nitrogen oxide storage capacity, but the change from the previous operating point as a measure of the storage catalytic converter aging.
  • a switching operating point leaving the storage catalytic converter capacity field is below the minimum nitrogen oxide storage capacity.
  • a relative nitrogen oxide slip as the difference between the nitrogen oxide mass flow into the nitrogen oxide storage catalytic converter and the nitrogen oxide mass flow emitted from the nitrogen oxide storage catalyst respectively is determined based on the Ein Grandezeit such that the quotient of the integral values of the nitrogen oxide mass flow before and after the nitrogen oxide storage catalyst also in a relative relationship with a predefinable, is brought from an exhaust emission limit derived nitrogen oxide conversion degree, so that in the presence of this predetermined switching condition, the switching from the Ein agendaphase is performed on the discharge phase for optimized fuel consumption and Ein appointedpotential switching time.
  • the storage catalytic converter capacity field is limited based on the temperature window on the one hand by a boundary line for a new storage catalytic converter and on the other hand by a boundary line for a boundary aging state performing aged storage catalytic converter.
  • the temperature window preferably comprises temperature values between approximately 200 ° C. and approximately 450 ° C.
  • Fig. 1 the fuel saving amount is shown in the lean operating range over time, wherein the curve 1 shows the time course of the fuel economy during a maximum to be realized lean time.
  • Curve 2 represents the integral of the fuel economy during this maximum lean time to be realized.
  • Curve 3 represents the averaged time fuel economy during this maximum lean time to be realized.
  • this mean fuel saving amount is to be multiplied according to curve 3 with the maximum lean time to be realized.
  • the averaged time between two torque requirements that exceed a predefinable load and / or speed limit and that leave the lean operating range can be determined first. This averaged time is related to the evaluation period, i. that different transient torque requests are compared from their time frame and thus the average time value is made available. This averaged time between two torque demands exceeding a predefinable load and / or speed limit value and leaving the lean operating range constitutes 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 averaged nitrogen oxide raw mass flow value .
  • 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. Then, this first lean time is compared with the second lean time, with the smaller of the two lean times, i. the minimum of these two lean times is taken to be multiplied by the averaged fuel economy in the evaluation period.
  • the sum of the lean phases following the lean phase of the required for the discharge of the oxygen storage of the nitrogen oxide storage catalytic converter first fuel amount and a required for the discharge of the nitrogen oxide storage of the nitrogen oxide storage catalyst second fuel quantity is formed.
  • This connection is in Fig. 2 shown. From this Fig. 2 it is evident that the amount of fuel for discharge of 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 fully loaded immediately after the beginning of a lean operation phase, while the Nitrogen oxides are carriers and therefore need a longer time for addition.
  • Curve 6 is the sum of the fuel quantities of the curves 4 and 5. If averaging over time, ie over an evaluation period, then results in a time-related nitrogen oxide storage catalyst loading with nitrogen oxides, so that with a simultaneous consideration of the lean time according to the following formula the fuel excess consumption amount can be calculated:
  • Fuel consumption amount (g) oxygen storage amount (g) x first percentage amount of fuel + related to the time-averaged NO x storage amount (g / s) x lean time (s) x second percentage amount of fuel
  • the lean time provided here results from the sum of the individual lean operating times in the evaluation period.
  • a related to the evaluation period comparison of the fuel under-consumption amount with the fuel consumption more ie a comparison of the curve 2 in Fig. 1 and the curve 6 in FIG Fig. 2 thus enables an operation such that the engine control unit inhibits switching to the lean operating range if the fuel excess consumption amount for the discharges in the evaluation period under consideration, which is preferably about 100 seconds, is equal to or greater than the fuel shortage amount due to the lean operation in FIG this evaluation period. If, on the other hand, the fuel consumption quantity for the discharges is less than the lean fuel consumption amount due to lean operation in this evaluation period, the engine control unit releases a lean operation and thus switching between the lean operation region and the homogeneous operation region.

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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

  • 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 Brennkraftmaschinen 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 sogenannte 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 Tumbleströmung. Dazu wird im Brennraum eine intensive, walzenförmige Strömung ausgebildet 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 Magerbetrieb 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 Stickoxid-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 umgeschaltet, 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 Ausspeichervorgang erforderliche Sauerstoff zur Verfügung gestellt wird. Bei diesem Ausspeichervorgang 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 umgeschaltet 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 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. Konkret ist der Magerbetriebsbereich hier z. B. ein geschichteter Magerbetriebsbereich, bei dem der Lambdawert ungefähr 1,4 beträgt. Insbesondere in Verbindung mit einer dynamischen Fahrweise, wie dies z. B. im Stadtverkehr der Fall ist, wird vom Motorsteuergerät aufgrund der betriebsbedingten erhöhten Last- und/oder Drehzahlanforderung regelmäßig in den homogenen Betriebsbereich umgeschaltet, 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 Abhängigkeit von der Verschlechterung der Speicherfähigkeit des als NOx-Absorptionsmittel bezeichneten Stickoxid-Speicherkatalysators getroffen. Insbesondere soll hier bei einer festgesellten Verschlechterung des Wirkungsgrades des Stickoxid-Speicherkatalysators der als Sauerstoffüberschuss-Luft-KraftstoffVerhältnis-Betrieb bezeichnete Magerbetrieb gesperrt werden.
  • Aus der EP 1 134 392 A2 ist ein Steuerverfahren und -vorrichtung für die Regeneration eines NOx-Speichers einer Brennkraftmaschine mit Magermischverbrennung bekannt. In der EP 0 585 900 A1 ist eine Vorrichtung zur Entgiftung von Auspuffgasen eines Motors beschrieben. Die Abgas-Reinigungs-Vorrichtung umfasst dabei ein NOx-Absorbens, ein BestimmungsMittel für einen Motor-Betriebsbereich und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-SteuerMittel zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-KraftstoffGemisches.
  • 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 Fett- oder 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 Speicher-Katalysatorelementes 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 Auswertezeitraum. 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-Minderverbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum. Dabei wird 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 und als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereichs 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 Fahrverhaltens 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 stationären 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 Fahrverhalten 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 umgeschaltet 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-Mehrverbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum errechnet als Summe einer für die Entladung des Sauerstoffspeichers benötigten ersten Kraftstoffmenge und einer für die Entladung des Stickoxidspeichers 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 vollständig beladen, so dass die Sauerstoffbeladung der Stickoxid-Speicherkatalysatoren über der Magerphase stets als in etwa konstant anzusehen ist. Die Stickoxidbeladung des 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 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-Umschaltbedingung in einer ersten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators ein Umschalt-Betriebspunkt als Funktion einer momentanen 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 Vielzahl 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 Speicherkatalysator-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 betriebspunktabhängig 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 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 vorgebbaren Umschaltbedingung das Umschalten von der Einspeicherphase auf die Entladephase zum hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Einspeicherpotential optimierten Umschaltzeitpunkt 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 Mager- betrieb 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-Minderverbrauchsmenge 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 vorgebbaren 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-Rohmassenstromwert 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-Mehrverbrauchsmenge 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-Minderverbrauchsmenge mit der Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge, d.h. ein Vergleich der Kurve 2 in Fig. 1 und der Kurve 6 in Fig. 2 ermöglicht somit eine Betriebsweise dergestalt, dass das Motorsteuergerät ein Umschalten in den Magerbetriebsbereich sperrt, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in dem betrachteten Auswertezeitraum, der vorzugsweise in etwa 100 Sekunden beträgt, gleich oder größer ist als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durch den Magerbetrieb in diesen Auswertezeitraum. Ist dagegen die Kraftstoffmehrverbrauchsmenge 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 (7)

  1. 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 Brennkraftmaschine erzeugten Stickoxide in einen Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert werden, wobei zum Entladen des Stickoxid-Speicherkatalysators mittels einem Motorsteuergerät vom Magerbetriebsbereich auf einen fetten Betriebsbereich umgeschaltet 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 stöchiometrischen 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 geschaltet 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 Betriebsbereich freigibt, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in dem Auswertezeitraum kleiner ist als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge 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 Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt wird, und
    dass die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes ermittelt wird.
  2. 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.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass aus dem Quotienten einer aktuellen Stickoxid-Speicherfähigkeitsmenge des Stickoxid-Speicherkatalysators und dem gemittelten Stickoxid-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-Umschaltbedingung 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, hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierten Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld, 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 Festlegung 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 Temperaturwerte zwischen in etwa 200°C und in etwa 450°C umfasst.
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