JP2005504224A - Method for protecting an exhaust gas purification system of an internal combustion engine prior to thermal overload - Google Patents

Method for protecting an exhaust gas purification system of an internal combustion engine prior to thermal overload Download PDF

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JP2005504224A JP2003532824A JP2003532824A JP2005504224A JP 2005504224 A JP2005504224 A JP 2005504224A JP 2003532824 A JP2003532824 A JP 2003532824A JP 2003532824 A JP2003532824 A JP 2003532824A JP 2005504224 A JP2005504224 A JP 2005504224A
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ポット・エッケハルト
ツィルマー・ミヒャエル
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

【解決手段】本発明は、排気ガス浄化システムを備える排気ガス装置を有する、特に自動車の内燃機関を作動するための方法であって、その際、エンジンラムダ値が、この排気ガス装置の少なくとも1つの位置において検出された温度が、予め設定された第1の温度値を超過する場合に、モデル化された、またはこの排気ガス装置の少なくとも1つの臨界的な位置において測定された温度に依存して、排気ガス温度が低下されるように、定常運転から相違した状態で温度に依存するエンジンラムダ値へと調節される様式の上記方法に関する。本発明の場合、エンジンラムダ値は、測定温度が予め設定された第1の温度値を予め設定された時間間隔のあいだ超過した時に初めて、排気ガス温度の低下のために、定常運転のための値から温度の依存するエンジンラムダ値へと変化される。The invention comprises a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular with an exhaust gas device comprising an exhaust gas purification system, wherein the engine lambda value is at least one of the exhaust gas devices. Depends on the temperature modeled or measured at at least one critical position of the exhaust gas device if the temperature detected at one position exceeds a preset first temperature value. Thus, it relates to such a method in which the exhaust gas temperature is reduced to a temperature-dependent engine lambda value in a state different from steady state operation. In the case of the present invention, the engine lambda value is determined for the steady operation only when the measured temperature exceeds the preset first temperature value for a preset time interval, due to a decrease in the exhaust gas temperature. The value is changed to a temperature dependent engine lambda value.

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念による、排気ガス浄化システムを備える排気ガス装置を有する、特に自動車の内燃機関を作動するための方法に関し、
その際、エンジンラムダ値が、
この排気ガス装置の少なくとも1つの位置において検出された温度が、予め設定された第1の温度値を超過する場合に、
モデル化された、またはこの排気ガス装置の少なくとも1つの臨界的な(kritischen)位置において測定された温度に依存して、排気ガス温度が低下されるように、
定常運転から相違した状態で温度に依存するエンジンラムダ値へと調節される。
【背景技術】
【0002】
例えば、自動車内における内燃機関の触媒装置は、高い温度でもっての負荷の際に劣化し、その際、ライト・オフ特性が低下し、即ち、同一の転換率が、最初に比較的に高い触媒装置温度において達せられ、及び/または、3元触媒装置において、通常、HC、COおよびNOxに関して、>99%の値であるピーク転換率が低下する。このプロセスは、上昇する劣化率と共に過剰に増大する。
【0003】
内燃機関の排気ガスライン内において、場合によっては1000℃以上の、極めて高い排気ガス温度、および触媒装置温度が生じ、これら温度が、場合によっては、短い作用時間の内に、触媒装置を、許容されていない方法で損傷し、従って、排気ガス放出限界値は、もはや維持されない。このことは、特に、少なくとも1つのエンジンに近い触媒装置(前触媒装置、または主触媒装置)を有する排気ガス浄化システムの場合に言えることである。何故ならば、短い非断熱性の排気ガス導管を介して、ほんの僅かしか熱が放出されないからである。
【0004】
排気ガス温度を、少なくとも、ほぼエンジン全負荷の際に、理論空燃比以下のエンジン作動によって、制限することは公知である。燃焼室内へと導入された燃料は、酸素不足のために、完全に燃焼されない。このことによって、燃焼室ガスは、同じ供給されたエネルギーにおいて、比較的に低い温度に達する。付加的に、燃料の蒸発エンタルピー(Verdampfungsenthalpie)が、燃焼室ガスを冷却する。更に、この作動モードに内おいて、残余酸素は、排気ガス内において低減し、従って、僅かな発熱性が、この、もしくはこれらの触媒装置内において形成される。
【0005】
通常、最大に許容された排気ガス触媒装置温度が予め与えられ、且つ、エンジンラムダ値が、最大に許容された排気ガス触媒装置温度からの、検出された排気ガス触媒装置温度の差異に依存して調節される。同様に、付加的に、一つまたは多数の排気ガス温度、もしくは触媒装置温度を、排気ガス浄化システムの異なる位置において、予め設定された最大温度からの差異に対して監視すること、および、エンジンラムダ値を、臨界的な位置に依存して調節することは公知である。
【0006】
これら措置と、不都合な燃料消費の増大が関連することは欠点である。従って、これら構造部材保護措置の過剰消費を、できる限り制限することの努力が試みられた。従って、例えば、ドイツ連邦共和国特許第196 09 923号明細書(特許文献1)において、過熱保護措置の段階的な導入(Phase-In)が記載されている。先ず始めに、第1に、比較的に弱い効果の(ausgepraegte)措置が講じられ、この措置の結果が、温度低下に関して検査され、その際、不十分な温度低下の場合には、第2の比較的に強い効果的な措置が講じられる。この方法における欠点は、燃料消費の減少を達成するために、排気ガス浄化の特定の過負荷が、甘受されねばならないことである。
【特許文献1】
ドイツ連邦共和国特許第196 09 923号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従って、本発明の根底をなす課題は、上述の様式の方法を、過剰消費の減少が、排気ガス温度および排気ガス浄化装置温度に起因したエンジンラムダ値調節によって、排気ガス浄化の過負荷無しに達せられるという趣旨で改善することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この課題は、本発明に従い、請求項1内における典型的な特徴を有する、上述の様式の方法によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項内において与えられている。
【発明の効果】
【0009】
この目的で、本発明により、エンジンラムダ値は、検出された温度が予め設定された第1の温度値を予め設定された時間間隔のあいだ超過した時に初めて、排気ガス温度の低下のために、定常運転のための値から温度の依存するエンジンラムダ値へと変化される。
【0010】
このことは、排気ガス浄化システムのための限界温度の短期間の、引き続いての冷却相によって時間的に間を置かないで再び補整される超過が認識され得ること、
従って、そこで、定常運転のエンジンラムダ値の数値の如何なる低下も実施されず、
従って、全運転(Gesamtbetrieb)の状態で、低減された燃料消費量が、より僅かに急激に効果をあらわす構造部材保護措置によって、エンジンラムダ値の変化を用いて与えられることの利点を有している。更に、異なる温度臨界的な位置の異なる重要性(Wichtung)が、エンジンラムダ値の構造部材保護に起因する調節の際に達せられ、且つ、例えば加速過程の際の短時間の負荷と、上り坂での、例えばフルスロットル走行の際の比較的に長い持続状態の負荷との間で区別される。
【0011】
排気ガス装置内における異なる位置における温度変化の異なる熱力学的な状態を顧慮するために、予め設定された時間間隔が、この排気ガス装置の異なる臨界的な位置のために、異なって選択される。例えば、排気ガス装置の臨界的な位置が、内燃機関のエンジンブロックにより近く位置すればするほど、この予め設定された時間間隔は、より長く選択される。
【0012】
有利には、温度は、少なくとも1つの臨界的な位置の上流側または下流側で、及び/または、主触媒装置、及び/または前触媒装置において測定される。
【0013】
排気ガス浄化システムの非可逆的な損傷を防止するために、検出された温度が、予め設定された時間間隔の範囲内で、予め設定された第1の温度値よりもより大きい、第2の予め設定された温度値を超過した場合、エンジンラムダ値は、予め設定された時間間隔の経過の前に、定常運転のための値から、温度に依存したエンジンラムダ値へと移行される。
【0014】
排気ガス装置内における異なる位置における温度変化の異なる熱力学的な状態を顧慮するために、予め設定された第2の温度値が、この排気ガス装置の異なる臨界的な位置のために、異なって選択される。例えば、排気ガス装置の臨界的な位置が、内燃機関のエンジンブロックにより近く位置すればするほど、この予め設定された第2の温度値は、より高く選択される。
【0015】
合目的に、エンジンラムダ値は、直接的に、またはフィルターをかけられて、定常運転の値から、温度に依存するエンジンラムダ値へと移行される。
【0016】
本発明の更なる特徴、利点、および有利な実施形態は、従属請求項、並びに、添付された図に基づく以下の本発明の説明から与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明により、エンジンラムダ値を調節するための基準として、温度の、もしくは予め設定された第1の温度の超過の、作用時間が使用される。予め設定された時間間隔の間じゅう、継続負荷の温度限界は、予め与えられた温度差だけ、定常運転から相違した状態で、温度に依存するエンジンラムダ値の初期設定無しに超過される。温度過負荷が、比較的に長く持続した場合、エンジンラムダ値は、熱的な継続負荷による被害を回避、もしくは低下するために、直接的に、またはフィルターをかけられて、温度に依存するエンジンラムダ値へと移行される。
【0018】
更に、温度超過の発生の場所は、排気ガスシステムにおいて、温度に依存するエンジンラムダ値の検出の際に顧慮される。シリンダーヘッドの近傍で、この作動区間(Laufstrexke)に至るまでの排気ガス装置の、更に僅かな熱的な慣性のために、極めて迅速に負荷に従う熱力学的な状態が存在し、この熱力学的な状態が、更に下流側で、および特に、1つもしくは複数の触媒装置の後方で、明確に低下する。従って、加熱工程、および冷却工程は、エンジンに近い前触媒装置の手前において、エンジンから遠い中間において配設された大容積の主触媒装置よりも、より迅速に進行する。従って、排気ガス内における温度過負荷は、エンジンに近い第1の触媒装置の上流側で、後に続く臨界的な、排気ガス装置の位置における温度過負荷よりも、より長い時間間隔の間じゅう許容される。何故ならば、エンジンの近くの位置において、不利な負荷変化、または回転数変化の際に、または、温度に依存するエンジンラムダ値の調節の際に、比較的に迅速な冷却、および従って臨界的な状況の除去が考慮に入れられ得るからである。
【0019】
測定温度が、既に、予め設定された時間間隔の範囲内において、この測定位置に関する予め設定された第1の温度値よりもより高い、予め設定された第2の温度値を超過した場合、即ち換言すれば、測定温度と、予め設定された第1の温度値との間の温度差が、予め設定された値よりもより大きくなる場合、温度に依存するエンジンラムダ値を、既に、予め与えられた時間間隔の経過の前に、非可逆的な触媒装置損傷を排除するために、調節することは有意義である。
【0020】
図1および2は、グラフ的に、本発明による、ダイナミックな構造部材保護を、具体的に説明している。この場合、水平方向の軸線10上において時間、第1の垂直方向の軸線12上において前触媒装置手前での排気ガス温度、および、第2の垂直方向の軸線14上においてエンジンラムダ値が記されている。この軸線14上における値16は、1のエンジンラムダ値に相応し、ライン18が、予め設定された第1の温度値(この実施例において900℃)に相応し、且つ、ライン20が、予め設定された第2の温度値(この実施例において940℃)に相応する。グラフ22は、構造部材保護処置の無い、時間に対する排気ガスの温度経過を示しており、グラフ24が、公知技術に従う、構造部材保護処置を有する、時間に対する排気ガスの温度経過を示しており、且つ、グラフ26が、本発明による方法に従う、構造部材保護処置を有する、時間に対する排気ガスの温度経過を示している。グラフ28は、構造部材保護処置の無い、時間に対するエンジンラムダ値の経過を示しており、グラフ30が、公知技術に従う、構造部材保護処置を有する、時間に対するエンジンラムダ値の経過を示しており、且つ、グラフ30が、本発明による方法に従う、構造部材保護処置を有する、時間に対するエンジンラムダ値の経過を示している。参照符号34は、第1の時点T0を示し、参照符号36が、第2の時点T1を示し、参照符号38が、第3の時点T2を示し、参照符号40が、第4の時点T3を示し、および、参照符号42が、第5の時点T4を示している。図2において、参照符号44は、第6の時点TKRを示している。第3の時点38と第4の時点40との間の時間差は、予め設定された時間間隔46に相応する。
【0021】
図1は、例えば、比較的に長い強度な勾配内への進入における、時点T0 34の際の、負荷飛躍、即ち部分負荷−全負荷を、グラフ的に具体的に説明している。排気ガス浄化システムは、例えば、エンジンに近い前触媒装置、および更に下流側に配設された主触媒装置を備えており、その際、図1において、前触媒装置の手前での排気ガス温度(軸線12)の時系列的な経過が、具体的に説明されている。この排気ガス温度は、前触媒装置の手前において、時点T0 34の後で、時点T0 34の際の負荷飛躍の結果として迅速に上昇し、且つ、予め設定された900℃のもとでの第1の温度値18の様式における臨界的な温度限界値の時点T1 36へと接近する。公知技術において(グラフ24、30)、エンジンラムダ値(グラフ30)は、>900℃の排気ガス温度を確実に排除するために、既に、時点T1 36から、<1の値に調節される(グラフ24)。本発明による方法に従って、先ず第一に、T2 38からT3 40までの間の時間間隔46内において、40K(ケルビン)の温度差限界値、もしくは、940℃の予め設定された第2の温度値が超過されたかどうかが検査される。図1による実施例において、このことは、このケースではなく、従って、例えば、5秒の時間間隔46の経過の後、相応するエンジンラムダ値(グラフ32)の漸次の(または即時の)調節によって、時点T3 40の後、排気ガス温度(グラフ26)が、継続負荷限界値18以下に低下される。従って、このエンジンラムダ値の変化から結果として生じる過剰消費は、初めて、後の時点の際に始まる。総じて、排気ガス温度(グラフ26)は、T2 38からT4 42までの時間間隔のあいだ、継続負荷限界値18の上方に位置している。
【0022】
図2による別の実施例において、更に、時間間隔46の範囲内において、時点TKR 44の際に、温度差限界値(厳しい限界値)が、もしくは、940℃の予め設定された第2の温度値20が超過され、且つ、エンジンラムダ値(グラフ32)が、急傾斜の勾配でもって、継続負荷限界値18を下回るために必要な値に設定される。従って、T2 38からT4 42までの時間間隔は、図1による実施例においてよりも、より短いという結果になる。
【0023】
図3は、排気ガス装置内における、2つの異なる位置、即ち測定位置に関する、熱的な過負荷を許容するための異なる時間間隔(予め設定された時間間隔)の意義を、具体的に説明している。垂直方向の軸線48上において温度が、および、水平方向の軸線40上において時間が記されている。ライン52は、前触媒装置のために、最大に許容された温度を示し、且つ、ライン54が、主触媒装置のために、最大に許容された温度を示している。グラフ56は、構造部材保護処置の無い、前触媒装置の手前での排気ガス温度の経過を示しており、グラフ60が、本発明による構造部材保護処置を有する、前触媒装置の手前での排気ガス温度の経過を示している。グラフ62は、構造部材保護処置の無い、主前触媒装置の手前での排気ガス温度の経過を示しており、グラフ64は、公知技術による構造部材保護処置を有する、主前触媒装置の手前での排気ガス温度の経過を示しており、且つ、グラフ66が、本発明による構造部材保護処置を有する、主触媒装置の手前での排気ガス温度の経過を示している。
【0024】
前触媒装置の手前において(グラフ60)、排気ガス装置の僅かの熱的な慣性に基づいて、エンジンラムダ値の調節の変化(グラフ64)は、極めて迅速に、温度の低下を生じさせるのに対して、主触媒装置のまん中における測定位置において、同様に温度に起因する低いエンジンラムダ値の即時の調節の際にも、臨界的な温度限界値54の超過の後、ただ遅鈍な構造部材温度の取去りだけを考慮に入れねばならない。長い時間間隔は、ここで、熱的な過負荷の危険を増大させる。
【0025】
前触媒装置の手前での排気ガス温度において(グラフ60)、負荷飛躍によって、時点TA 68の際に、継続負荷限界値52が交差され、且つ、時点TB 70の際に、構造部材保護が開始される。時点TC 72の際に、この排気ガス温度は、再び、継続負荷限界値52の下にある。
【0026】
主触媒装置内における温度において(グラフ64)、同様の負荷飛躍によって、時点TA′ 74の際に、構造部材保護が開始される。この時点TA′ 74からTB′ 76までの時間間隔は、時点TA 68からTB 70までの時間間隔に相応する。この温度は、前方に接続された排気ガス装置の、比較的に高い熱的な慣性のために、前触媒装置の手前での排気ガス温度よりも、より遅鈍に上昇する。この理由から、しかも同様に、冷却は比較的に長く継続し、且つ、総じて、この時点TA′ 74からTC′ 78に至るまでの、構造部材臨界的な時間間隔が、時点TA 68からTC 72に至るまでの時間間隔よりもより長い。特に温度に敏感なNOx貯蔵触媒装置は、温度ピークが、継続負荷限界値54を、前触媒装置の手前での排気ガス温度(グラフ60)よりも、あまり強く超過しない場合ですら、長い作用時間によって、極めて強度に損傷される。グラフ66による本発明による方法の場合、温度ピーク、および温度超過の継続(時点TA′ 74からTC″ 80に至るまで時間間隔)は、基本的により僅かという結果となる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明による方法に従う、前触媒装置の手前での排気ガス温度の第1の温度経過の、並びにエンジンラムダ値の処置を有する、および有してない時間に対する、エンジンラムダ値の、グラフ的な図である。
【図2】発明による方法に従う、前触媒装置の手前での排気ガス温度の第2の温度経過の、並びにエンジンラムダ値の処置を有する、および有してない時間に対する、エンジンラムダ値の、グラフ的な図である。
【図3】エンジンラムダ値の処置を有する、および有してない、時間に対する、前触媒装置の手前での、および主触媒装置の手前での排気ガス温度の温度経過の、グラフ的な図である。
【Technical field】
[0001]
The invention relates to a method for operating an internal combustion engine of an automobile, in particular, having an exhaust gas device with an exhaust gas purification system according to the superordinate concept of claim 1,
At that time, the engine lambda value is
When the temperature detected at at least one position of the exhaust gas device exceeds a preset first temperature value,
Depending on the temperature that has been modeled or measured at at least one critical location of the exhaust system, the exhaust gas temperature is reduced.
The engine lambda value is adjusted depending on the temperature in a state different from the steady operation.
[Background]
[0002]
For example, a catalytic device of an internal combustion engine in an automobile deteriorates under a load at a high temperature, in which case the light-off characteristic is reduced, ie the same conversion rate is initially a relatively high catalyst. The peak conversion, which is typically> 99% for HC, CO and NOx, is reduced in the three-way catalytic device, which is reached at the device temperature. This process increases excessively with increasing degradation rates.
[0003]
In the exhaust gas line of an internal combustion engine, extremely high exhaust gas temperatures and catalytic device temperatures of 1000 ° C. or more are generated, which in some cases allow the catalytic device to be allowed within a short working time. The exhaust gas emission limit value is no longer maintained. This is especially true in the case of an exhaust gas purification system having a catalyst device (pre-catalyst device or main catalyst device) close to at least one engine. This is because very little heat is released through the short non-adiabatic exhaust gas conduit.
[0004]
It is known to limit the exhaust gas temperature by engine operation below the stoichiometric air-fuel ratio, at least at about full engine load. The fuel introduced into the combustion chamber is not completely burned due to lack of oxygen. This causes the combustion chamber gas to reach a relatively low temperature at the same supplied energy. Additionally, the fuel vaporization enthalpy cools the combustion chamber gas. Furthermore, within this mode of operation, residual oxygen is reduced in the exhaust gas, so that a slight exotherm is formed in this or these catalytic devices.
[0005]
Usually, the maximum allowable exhaust gas catalytic device temperature is given in advance, and the engine lambda value depends on the difference of the detected exhaust gas catalytic device temperature from the maximum allowable exhaust gas catalytic device temperature. Adjusted. Similarly, additionally, monitoring one or multiple exhaust gas temperatures, or catalytic device temperatures, for differences from a preset maximum temperature at different locations of the exhaust gas purification system, and the engine It is known to adjust the lambda value depending on the critical position.
[0006]
It is a disadvantage that these measures are associated with an unfavorable increase in fuel consumption. Accordingly, efforts have been made to limit the excessive consumption of these structural member protection measures as much as possible. Therefore, for example, German Patent No. 196 09 923 (Patent Document 1) describes a phase-in introduction of overheat protection measures. First of all, firstly, a relatively weak effect (ausgepraegte) measure is taken and the result of this measure is examined for a temperature drop, in the event of an insufficient temperature drop, the second Relatively strong and effective measures are taken. The disadvantage of this method is that certain overloads of exhaust gas purification must be accepted in order to achieve a reduction in fuel consumption.
[Patent Document 1]
German Patent 196 09 923 [Disclosure of the Invention]
[Problems to be solved by the invention]
[0007]
Therefore, the problem underlying the present invention is that the method of the above-described manner reduces the excess consumption by adjusting the engine lambda value due to the exhaust gas temperature and the exhaust gas purification device temperature without overloading the exhaust gas purification. It is to improve for the purpose of being achieved.
[Means for Solving the Problems]
[0008]
This problem is solved according to the invention by a method of the above-mentioned type having the typical features in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims.
【The invention's effect】
[0009]
For this purpose, according to the present invention, the engine lambda value is only for the reduction of the exhaust gas temperature when the detected temperature exceeds a preset first temperature value for a preset time interval. It is changed from a value for steady operation to a temperature dependent engine lambda value.
[0010]
This can be recognized as a short-term excess of the limit temperature for the exhaust gas purification system, which can be reconciled again in time by the subsequent cooling phase,
Therefore, there is no reduction in the numerical value of the engine lambda value in steady operation,
Thus, in the state of full operation (Gesamtbetrieb), the reduced fuel consumption has the advantage that it is given with a change in the engine lambda value by means of structural member protection measures that show a slightly more abrupt effect. Yes. Furthermore, the different importance of different temperature critical positions (Wichtung) is reached during the adjustment due to the protection of the structural member of the engine lambda value and, for example, a short load during the acceleration process and uphill A distinction is made between a relatively long-lasting load, for example during full throttle travel.
[0011]
In order to take into account the different thermodynamic conditions of temperature changes at different locations within the exhaust system, a preset time interval is selected differently for the different critical positions of this exhaust system. . For example, the closer the critical position of the exhaust gas device is to the engine block of the internal combustion engine, the longer this preset time interval is selected.
[0012]
Advantageously, the temperature is measured upstream or downstream of the at least one critical position and / or in the main catalyst device and / or in the pre-catalyst device.
[0013]
In order to prevent irreversible damage to the exhaust gas purification system, the detected temperature is greater than the preset first temperature value within a preset time interval. If a preset temperature value is exceeded, the engine lambda value is shifted from a value for steady operation to a temperature dependent engine lambda value before the preset time interval elapses.
[0014]
In order to take into account the different thermodynamic conditions of temperature changes at different locations in the exhaust gas device, the preset second temperature value is different due to the different critical positions of this exhaust gas device. Selected. For example, the closer the critical position of the exhaust gas device is to the engine block of the internal combustion engine, the higher the preset second temperature value is selected.
[0015]
Suitably, the engine lambda value is transferred directly or filtered from a steady state value to a temperature dependent engine lambda value.
[0016]
Further features, advantages and advantageous embodiments of the invention are given by the dependent claims and the following description of the invention based on the attached figures.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0017]
According to the invention, the operating time of the temperature or exceeding a preset first temperature is used as a reference for adjusting the engine lambda value. Throughout the preset time interval, the temperature limit of the continuous load is exceeded without an initial setting of the temperature-dependent engine lambda value in a state that differs from steady operation by a given temperature difference. If the temperature overload persists for a relatively long time, the engine lambda value will depend on the temperature, either directly or filtered, to avoid or reduce the damage caused by the continuous thermal load. Transition to lambda value.
[0018]
Furthermore, the location of the occurrence of over temperature is taken into account in the detection of temperature dependent engine lambda values in the exhaust gas system. In the vicinity of the cylinder head, due to the slight thermal inertia of the exhaust gas system up to this working section (Laufstrexke), there exists a thermodynamic state that follows the load very quickly, and this thermodynamic The situation is clearly reduced further downstream and in particular behind one or more catalytic devices. Therefore, the heating process and the cooling process proceed more quickly before the front catalytic device near the engine than the large-volume main catalytic device disposed in the middle far from the engine. Thus, the temperature overload in the exhaust gas is allowed for a longer time interval upstream of the first catalytic device near the engine than the temperature overload at the critical exhaust gas device location that follows. Is done. Because of the relatively quick cooling, and therefore critical, at locations near the engine, during adverse load changes or speed changes, or when adjusting temperature-dependent engine lambda values This is because the removal of new situations can be taken into account.
[0019]
If the measured temperature has already exceeded a preset second temperature value that is higher than the preset first temperature value for this measurement position within the preset time interval, i.e. In other words, if the temperature difference between the measured temperature and the preset first temperature value is greater than the preset value, an engine lambda value that depends on the temperature is already given in advance. It is meaningful to adjust to eliminate irreversible catalytic device damage before the lapse of a given time interval.
[0020]
1 and 2 graphically illustrate dynamic structural member protection according to the present invention. In this case, the time is indicated on the horizontal axis 10, the exhaust gas temperature in front of the front catalyst device on the first vertical axis 12, and the engine lambda value on the second vertical axis 14. ing. The value 16 on this axis 14 corresponds to an engine lambda value of 1, the line 18 corresponds to a preset first temperature value (900 ° C. in this example), and the line 20 This corresponds to the set second temperature value (940 ° C. in this example). Graph 22 shows the temperature course of the exhaust gas over time without structural member protection treatment, and graph 24 shows the temperature course of the exhaust gas over time with the structural member protection treatment according to the known art, And graph 26 shows the temperature course of the exhaust gas over time with a structural member protection procedure according to the method according to the invention. Graph 28 shows the course of engine lambda value over time without structural member protection treatment, and graph 30 shows the course of engine lambda value over time with structural member protection treatment according to the known art, And graph 30 shows the course of the engine lambda value over time with the structural member protection procedure according to the method according to the invention. Reference numeral 34 indicates the first time point T0, reference numeral 36 indicates the second time point T1, reference numeral 38 indicates the third time point T2, and reference numeral 40 indicates the fourth time point T3. The reference numeral 42 indicates the fifth time point T4. In FIG. 2, reference numeral 44 indicates the sixth time point TKR. The time difference between the third time point 38 and the fourth time point 40 corresponds to a preset time interval 46.
[0021]
FIG. 1 graphically illustrates, for example, the load jump, ie partial load-full load, at time T0 34, when entering a relatively long strong gradient. The exhaust gas purification system includes, for example, a pre-catalyst device close to the engine and a main catalyst device disposed further downstream. In this case, in FIG. The time series of the axis 12) is specifically explained. This exhaust gas temperature rises rapidly as a result of the load jump at the time T0 34, after the time T0 34, and before the pre-catalyst device, and at a preset 900 ° C. A critical temperature limit time point T1 36 in the manner of one temperature value 18 is approached. In the prior art (graphs 24, 30), the engine lambda value (graph 30) is already adjusted from time T1 36 to a value <1 in order to ensure that exhaust gas temperatures> 900 ° C. are excluded (graph 30). Graph 24). According to the method according to the invention, first of all, within the time interval 46 between T2 38 and T3 40, a temperature difference limit value of 40 K (Kelvin) or a preset second temperature value of 940 ° C. It is checked whether the limit has been exceeded. In the embodiment according to FIG. 1, this is not the case, and thus, for example, by the gradual (or immediate) adjustment of the corresponding engine lambda value (graph 32) after the passage of the time interval 46 of 5 seconds. After the time point T340, the exhaust gas temperature (graph 26) is lowered below the continuous load limit value 18. Thus, the overconsumption resulting from this change in engine lambda value will begin for the first time at a later point in time. Overall, the exhaust gas temperature (graph 26) is located above the continuous load limit 18 during the time interval from T2 38 to T4 42.
[0022]
In a further embodiment according to FIG. 2, the temperature difference limit value (strict limit value), or a preset second temperature of 940 ° C., at the time TKR 44, is also within the time interval 46. The value 20 is exceeded and the engine lambda value (graph 32) is set to the value required to fall below the continuous load limit value 18 with a steep slope. Thus, the time interval from T2 38 to T4 42 results in being shorter than in the embodiment according to FIG.
[0023]
FIG. 3 specifically illustrates the significance of the different time intervals (preset time intervals) for allowing thermal overloads with respect to two different positions in the exhaust gas device, namely the measurement position. ing. The temperature is marked on the vertical axis 48 and the time is marked on the horizontal axis 40. Line 52 shows the maximum allowable temperature for the pre-catalyst device, and line 54 shows the maximum allowable temperature for the main catalyst device. Graph 56 shows the course of the exhaust gas temperature before the front catalyst device without the structural member protection treatment, and graph 60 shows the exhaust before the front catalyst device with the structural member protection treatment according to the present invention. The progress of gas temperature is shown. The graph 62 shows the progress of the exhaust gas temperature before the main front catalyst device without the structural member protection treatment, and the graph 64 shows the front of the main front catalyst device with the structural member protection treatment according to a known technique. The graph 66 shows the progress of the exhaust gas temperature before the main catalyst device having the structural member protection treatment according to the present invention.
[0024]
In front of the pre-catalyst (graph 60), based on the slight thermal inertia of the exhaust gas system, a change in the adjustment of the engine lambda value (graph 64) can cause a temperature drop very quickly. On the other hand, at the measuring position in the middle of the main catalyst unit, also in the immediate adjustment of the low engine lambda value due to temperature, only after the critical temperature limit value 54 has been exceeded, only a slow structural member Only the removal of temperature must be taken into account. Long time intervals here increase the risk of thermal overload.
[0025]
At the exhaust gas temperature in front of the pre-catalyst device (graph 60), due to the load jump, the continuous load limit value 52 is crossed at the time TA 68 and the structural member protection is started at the time TB 70. Is done. At time TC 72, this exhaust gas temperature is again below the continuous load limit value 52.
[0026]
At a temperature in the main catalyst device (graph 64), structural member protection is initiated at time TA ′ 74 by a similar load jump. This time interval from time TA ′ 74 to TB ′ 76 corresponds to the time interval from time TA 68 to TB 70. This temperature rises more slowly than the exhaust gas temperature in front of the front catalyst device due to the relatively high thermal inertia of the exhaust gas device connected in front. For this reason as well, cooling continues for a relatively long time, and generally the structural member critical time interval from this time TA ′ 74 to TC ′ 78 is from time TA 68 to TC 72. Longer than the time interval to reach. Especially for temperature-sensitive NOx storage catalytic devices, even if the temperature peak does not exceed the continuous load limit value 54 much stronger than the exhaust gas temperature (graph 60) before the previous catalytic device, the long working time Can be very severely damaged. In the case of the method according to the invention according to graph 66, the temperature peak and the duration of the over temperature (time interval from time TA ′ 74 to TC ″ 80) are basically less.
[Brief description of the drawings]
[0027]
FIG. 1 shows the engine lambda value for a first temperature course of the exhaust gas temperature before the pre-catalyst device and for a time with and without an engine lambda value treatment according to the method according to the invention. FIG.
FIG. 2 is a graph of engine lambda value against a second temperature course of the exhaust gas temperature before the pre-catalyst device and with and without engine lambda value treatment according to the method according to the invention; It is a typical figure.
FIG. 3 is a graphical diagram of the temperature course of the exhaust gas temperature with and without engine lambda value over time before the pre-catalyst and before the main catalyst. is there.

Claims (9)

排気ガス浄化システムを備える排気ガス装置を有する、特に自動車の内燃機関を作動するための方法であって、
その際、エンジンラムダ値が、
この排気ガス装置の少なくとも1つの位置において検出された温度が、予め設定された第1の温度値を超過する場合に、
モデル化された、またはこの排気ガス装置の少なくとも1つの臨界的な位置において測定された温度に依存して、排気ガス温度が低下されるように、
定常運転から相違した状態で温度に依存するエンジンラムダ値へと調節される様式の上記方法において、
エンジンラムダ値は、測定温度が予め設定された第1の温度値を予め設定された時間間隔のあいだ超過した時に初めて、排気ガス温度の低下のために、定常運転のための値から温度の依存するエンジンラムダ値へと変化されることを特徴とする方法。
A method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular with an exhaust gas device comprising an exhaust gas purification system,
At that time, the engine lambda value is
When the temperature detected at at least one position of the exhaust gas device exceeds a preset first temperature value,
Depending on the temperature that is modeled or measured at at least one critical location of the exhaust gas device, the exhaust gas temperature is reduced.
In the above method in a manner that is adjusted to a temperature dependent engine lambda value in a state different from steady state operation,
The engine lambda value depends on the temperature from the value for steady operation only when the measured temperature exceeds the preset first temperature value for a preset time interval, in order to reduce the exhaust gas temperature. A method characterized by being changed to an engine lambda value.
予め設定された時間間隔は、排気ガス装置の異なる臨界的な位置のために、異なって選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the preset time intervals are selected differently for different critical positions of the exhaust gas device. 排気ガス装置の臨界的な位置が、内燃機関のエンジンブロックにより近く位置すればするほど、予め設定された時間間隔は、より長く選択されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the closer the critical position of the exhaust gas device is to the engine block of the internal combustion engine, the longer the preset time interval is selected. . 検出された温度は、少なくとも1つの臨界的な位置の上流側または下流側で、及び/または、主触媒装置において測定されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の方法。4. The detected temperature is measured upstream or downstream of at least one critical position and / or in the main catalytic device. Method. 検出された温度は、少なくとも1つの臨界的な位置の上流側または下流側で、及び/または、前触媒装置において測定されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の方法。5. The detected temperature is measured upstream or downstream of at least one critical position and / or in a pre-catalyst device. Method. 検出された温度が、予め設定された時間間隔の範囲内で、第1の予め設定された温度値よりもより大きい、第2の予め設定された温度値を超過した場合、エンジンラムダ値は、予め設定された時間間隔の経過の前に、定常運転のための値から、温度に依存したエンジンラムダ値へと移行されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の方法。If the detected temperature exceeds a second preset temperature value that is greater than the first preset temperature value within a preset time interval, the engine lambda value is: 6. The method according to claim 1, wherein a transition from a value for steady operation to a temperature-dependent engine lambda value is made before the elapse of a preset time interval. Method. 予め設定された第2の温度値は、排気ガス装置の異なる臨界的な位置のために、異なって選択されることを特徴とする請求項6に記載の方法。The method according to claim 6, wherein the preset second temperature value is selected differently for different critical positions of the exhaust gas device. 排気ガス装置の臨界的な位置が、内燃機関のエンジンブロックにより近く位置すればするほど、予め設定された第2の温度値は、より高く選択されることを特徴とする請求項6または7に記載の方法。8. The preset second temperature value is selected to be higher as the critical position of the exhaust gas device is closer to the engine block of the internal combustion engine. The method described. エンジンラムダ値は、直接的に、またはフィルターをかけられて、定常運転の値から、温度に依存するエンジンラムダ値へと移行されることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の方法。9. The engine lambda value is transferred directly or filtered from a steady-state value to a temperature dependent engine lambda value. The method described.
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