WO2001002710A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2001002710A1
WO2001002710A1 PCT/DE2000/002096 DE0002096W WO0102710A1 WO 2001002710 A1 WO2001002710 A1 WO 2001002710A1 DE 0002096 W DE0002096 W DE 0002096W WO 0102710 A1 WO0102710 A1 WO 0102710A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
combustion engine
internal combustion
combustion chamber
catalytic converter
Prior art date
Application number
PCT/DE2000/002096
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Schulmeister
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2001002710A1 publication Critical patent/WO2001002710A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F02D41/028—Desulfurisation of NOx traps or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04—Sulfur or sulfur oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/08—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having multiple-spark ignition, i.e. ignition occurring simultaneously at different places in one engine cylinder or in two or more separate engine cylinders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in which fuel is injected and ignited directly into a combustion chamber in a first operating mode during an intake phase or in a second operating mode during a compression phase.
  • the invention also relates to a control device for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, and an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle.
  • Such a method such a control device and such an internal combustion engine are known, for example, in a so-called gasoline direct injection.
  • the fuel is used in a homogeneous mode during the intake phase or in a stratified mode during the
  • Compression phase injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • Homogeneous operation is preferably provided for full-load operation of the internal combustion engine, while stratified operation is suitable for idling and part-load operation. Possibly. other operating modes are also planned. For example, depending on the torque requested, such direct-injection internal combustion engine switched between the above modes.
  • the object of the invention is to provide a method for operating an internal combustion engine with which a sulfur detoxification of the storage catalyst is possible even when the internal combustion engine is operating at low loads.
  • This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset in that, for the purpose of detoxifying a storage catalytic converter, an additional late injection of fuel into the
  • Combustion chamber is carried out.
  • the task is solved accordingly.
  • the method according to the invention can be carried out at any time.
  • the additional late injection can be added in homogeneous operation as well as in shift operation. This makes it possible to carry out sulfur detoxification of the storage catalytic converter without major effort, even during normal operation of the internal combustion engine.
  • the additional injection is carried out by the injection valve during the expansion phase or during the exhaust phase. This ensures that the additional injection takes place later than the normal injection in shift operation or in homogeneous operation.
  • the additional fuel is continuously injected over a predetermined period of time. This ensures that a complete sulfur detoxification of the
  • Storage catalyst is performed.
  • the time period can depend on the operating parameters of the internal combustion engine and can also be applicable. It is particularly advantageous if the temperature of the exhaust gas is raised to about 650 degrees or more and if the detoxification of the storage catalytic converter is repeated. In this way, the storage capacity of the storage catalytic converter remains constant over the long term.
  • control element which is provided for a control device of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.
  • a program is stored on the control element, which is executable on a computing device, in particular on a microprocessor, and is suitable for executing the method according to the invention.
  • the invention is based on a
  • Control stored program implemented so that this control element provided with the program represents the invention in the same way as the method for the execution of which the program is suitable.
  • An electrical storage medium can in particular be used as the control element
  • Applications are used, for example a read-only memory or a flash memory.
  • FIG. 1 The only figure of the drawing shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine according to the invention.
  • an internal combustion engine 1 of a motor vehicle is shown, in which a piston 2 can be moved back and forth in a cylinder 3.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, which is delimited inter alia by the piston 2, at least one inlet valve 5 and at least one outlet valve 6.
  • An intake pipe 7 is coupled to the inlet valve 5 and an exhaust pipe 8 is coupled to the exhaust valve 6.
  • an injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4.
  • Fuel can be injected into the combustion chamber 4 via the injection valve 9.
  • the fuel in the combustion chamber 4 can be ignited with the spark plug 10.
  • a rotatable throttle valve 11 is accommodated, via which air can be fed to the intake pipe 7.
  • the amount of air supplied is dependent on the angular position of the throttle valve 11.
  • a catalytic converter 12 is accommodated in the exhaust pipe 8, which catalyzes the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel.
  • the catalyst 12 is one. Three-way catalytic converter, which is combined with a storage catalytic converter or a combination of a storage catalytic converter and a three-way catalytic converter.
  • the catalytic converter 12 is thus intended, inter alia, to temporarily store nitrogen oxides (NOx).
  • the combustion of the fuel in the combustion chamber 4 causes the piston 2 to move back and forth, which is transmitted to a crankshaft (not shown) and exerts a torque thereon.
  • a control device 18 is of input signals 19 acted upon, the operating variables of the internal combustion engine 1 measured by means of sensors.
  • the control unit 18 is connected to an air mass sensor, a lambda sensor, a speed sensor and the like.
  • the control unit 18 is connected to an accelerator pedal sensor, which generates a signal that indicates the position of an accelerator pedal that can be actuated by a driver and thus the requested torque.
  • the control unit 18 generates output signals 20 with which the behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced via actuators or actuators.
  • the control unit 18 is connected to the injection valve 9, the spark plug 10, the throttle valve 11 and the like and generates the signals required to control them.
  • control unit 18 is provided to control and / or regulate the operating variables of the internal combustion engine 1.
  • the fuel mass injected by the injection valve 9 into the combustion chamber 4 is controlled by the control unit 18, in particular with regard to a small amount
  • control unit 18 Fuel consumption and / or low pollutant development controlled and / or regulated.
  • the control unit 18 is provided with a microprocessor which has stored a program in a storage medium, in particular in a flash memory, which is suitable for carrying out the aforementioned control and / or regulation.
  • Throttle valve 11 partially opened or closed depending on the desired torque.
  • the fuel is injected into the combustion chamber 4 by the injection valve 9 during an induction phase caused by the piston 2.
  • the injected air is simultaneously sucked in via the throttle valve 11
  • Fuel swirls and is therefore distributed substantially uniformly in the combustion chamber 4.
  • the fuel / air mixture is then compressed during the compression phase in order to then be ignited by the spark plug 10.
  • the piston 2 is driven by the expansion of the ignited fuel.
  • the resulting torque depends, among other things, on the position of the throttle valve 11 in homogeneous operation. In view of a low pollutant development, the fuel / air mixture is set as close to one as possible around lambda.
  • a so-called stratified operation of the internal combustion engine 1 the throttle valve 11 is opened wide.
  • the fuel is injected from the injection valve 9 into the combustion chamber 4 during a compression phase caused by the piston 2, specifically locally in the immediate vicinity of the spark plug 10 and at a suitable time before the ignition point.
  • the fuel is ignited with the aid of the spark plug 10, so that the piston 2 is driven in the now following working phase by the expansion of the ignited fuel.
  • the resulting torque largely depends on the injected fuel mass in shift operation.
  • the stratified operation is essentially provided for the idle operation and the partial load operation of the internal combustion engine 1.
  • the storage catalytic converter of the catalytic converter 12 is loaded with nitrogen oxides during the shift operation. In a subsequent homogeneous operation, the storage catalytic converter is discharged again and the nitrogen oxides are reduced by the three-way catalytic converter.
  • the storage catalytic converter absorbs sulfur over time. This leads to a limitation of the storage capacity of the storage catalytic converter. For this reason, always has to a so-called sulfur detoxification take place.
  • the internal combustion engine 1 is operated in an operating mode which corresponds to the so-called cat heating.
  • This operating mode is used per se to quickly heat the catalyst 12 to its operating temperature in the warm-up phase of the internal combustion engine 1, provided that it has not yet reached it.
  • a second late fuel injection is carried out after the compression phase in addition to the fuel injection taking place during the intake phase or during the compression phase.
  • the catalytic converter heating is thus a double injection, in which additional fuel is injected into the combustion chamber 4 during the expansion phase or during the exhaust phase
  • Internal combustion engine 1 is injected directly.
  • This additional fuel is ignited and burned in the combustion chamber 4 or in the exhaust pipe 8 or in the area of the exhaust. This can be done either directly with the help of the spark plug 10. It is also possible for the additional fuel to ignite and burn automatically without the spark plug 10 having to be operated, due to the combustion already taking place.
  • the catalytic converter heating is used to detoxify the storage catalytic converter due to the increased temperature of the exhaust gas.
  • the Kat heating is therefore carried out for the specified period of time required for the sulfur detoxification. This leads to an increased temperature of the exhaust gas, which - as has been explained - leads to detoxification of the storage catalytic converter of the catalytic converter 12.
  • This sulfur detoxification of the storage catalytic converter by means of an additional late injection of fuel is then repeated again and again or carried out again according to other criteria, so that the storage capacity of the storage catalytic converter is retained.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Es wird eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die mit einem Brennraum (4) versehen ist, in den Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Ansaugphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Verdichtungsphase direkt von einem Einspritzventil (9) einspritzbar und von einer Zündkerze (10) entzündbar ist. Zum Zwecke des Entgiftens eines Speicherkatalysators wird eine zusätzliche späte Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum (4) durchgeführt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Ansaugphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Verdichtungsphase direkt in einen Brennraum eingespritzt und entzündet wird. Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie eine Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraf fahrzeug.
Ein derartiges Verfahren, ein derartiges Steuergerät und eine derartige Brennkraftmaschine sind beispielsweise bei einer sogenannten Benzin-Direkteinspritzung bekannt. Dort wird der Kraftstoff in einem Homogenbetrieb während der Ansaugphase oder in einem Schichtbetrieb während der
Verdichtungsphase in den Brennraum der Brennkraf maschine eingespritzt. Der Homogenbetrieb ist vorzugsweise für den Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen, während der Schichtbetrieb für den Leerlauf- und Teillastbetrieb geeignet ist. Ggf. sind auch noch weitere Betriebsarten vorgesehen. Beispielsweise in Abhängigkeit von dem angeforderten Drehmoment wird bei einer derartigen direkteinspritzenden Brennkraftmaschine zwischen den genannten Betriebsarten umgeschaltet.
Insbesondere zur Ausführung des Schichtbetriebs ist es erforderlich, dass ein Speichεrkatalysator vorhanden ist, mit dem entstehende Stickoxide zwischengespeichert werden können, um sie während eines nachfolgenden Homogenbetriebs in einem Dreiwegekataiysator zu reduzieren. Dieser Speicherkatalysator wird im Schichtbetrieb mit den Stickoxiden beladen und im Homogenbetrieb wieder entladen. Die Schwefelhaltigkeit des Kraftstoffs führt zu einer Vergiftung des Speicherkatalysators mit Schwefel . Es rmiss deshalb immer wieder eine sogenannte Schwefel -Entgiftung des Speicherkatalysators durchgeführt werden. Hierzu ist ein geeignetes Kraftstoff/Luftgemisch sowie eine Temperatur des dem Speicherkatalysator zugeführten Abgases erforderlich, die im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine nicht bzw. nur bei einer hohen Last erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem auch bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit niedrigen Lasten eine Schwefel-Entgif ung des Speicherkatalysators möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zum Zwecke des Entgiftens eines Speicherkatalysators eine zusätzliche späte Einspritzung von Kraftstoff in den
Brennraum durchgeführt wird. Bei einem Steuergerät und einer Brennkraftmaschine der jeweils eingangs genannten Art wird die Aufgabe entsprechend gelöst .
Es findet somit eine Doppeleinspritzung statt. Zusätzlich zu der an sich stattfindenden Einspritzung im Schichtbetrieb oder im Homogenbetrieb wird zusätzlich eine noch spätere Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum durchgeführt. Dieser zusätzliche Kraftstoff führt zu einer verstärkten Verbrennung, die ihrerseits zu einer Erhöhung der Temperatur des Abgases führt. Dieses heißere Abgas gelangt dann zu dem Speicherkatalysator und hat dort eine Schwefel -Entgif ung zur Folge.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann jederzeit durchgeführt werden. Im Homogenbetrieb, wie auch im Schichtbetrieb kann die zusätzliche späte Einspritzung hinzugefügt werden. Damit ist es möglich, auch im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine eine Schwefel -Entgif ung des Speicherkatalysators ohne größeren Aufwand durchzuführen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die zusätzliche Einspritzung während der Expansionsphase oder während der Ausstoßphase von dem Einspritzventil durchgeführt. Damit wird gewährleistet, dass die zusätzliche Einspritzung später erfolgt als die normale Einspritzung im Schichtbetrieb oder im Homogenbetrieb.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zusätzlich eingespritzte Kraftstoff von der Zündkerze entzündet wird. Damit wird gewährleistet, dass der zusätzliche Kraftstoff in jedem Fall verbrannt wird und nicht unverbrannt an die Umwelt abgegeben wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der zusätzliche Kraftstoff über einen vorgegebenen Zeitraum fortlaufend eingepritzt wird. Damit wird erreicht, dass eine vollständige Schwefel-Entgiftung des
Speicherkatalysators durchgeführt wird. Der Zeitraum kann dabei von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine abhängen und kann ebenfalls applizierbar sein. Besonder vorteilhaft ist es, wenn die Temperatur des Abgases auf etwa 650 Grad oder mehr erhöht wird und wenn die Entgiftung des Speicherkatalysators wiederholt wird. Auf diese Weise wird eine dauerhaft gleichbleibende Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators erreicht.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem
Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleichei Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur
Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory oder ein Flash-Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren
Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine . In der Figur ist eine Brennkraf maschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2 , mindestens ein Einlassventil 5 und mindestens ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar ist . Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der Winkeistellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient .
Bei dem Katalysator 12 handelt es sich um einer. Dreiwegekatalysator, der mit einem Speicherkatalysator oder einer Kombination eines Speicherkatalysators und eines Dreiwegekatalysators kombiniert ist. Der Katalysator 12 ist damit unter anderem dazu vorgesehen, Stickoxide (NOx) zwischenzuspeichern .
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine nicht-dargεstellte Kurbelwelle übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt .
Ein Steuergerät 18 ist von Eingangssignalen 19 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit einem Luftmassensensor, einem Lambda- Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 18 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 18 erzeugt Ausgangssignale 20, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der 3rennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10, der Drosselklappe 11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerät 18 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kra tstoffmasse von dem Steuergerät 18 insbesondere im Hinblick auf einen geringen
Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 18 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichεrmedium, insbesondere in einem Flash-Memory ein Programm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
In einer ersten Betriebsart, einem sogenannten Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine 1, wird die
Drosselklappe 11 in Abhängigkeit von dem erwünschten Drehmoment teilweise geöffnet bzw. geschlossen. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 9 während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen Ansaugphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Durch die gleichzeitig über die Drosselklappe 11 angesaugte Luft wird der eingespritzte Kraftstoff verwirbelt und damit in dem Brennraum 4 im Wesentlichen gleichmäßig verteilt. Danach wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch während der Verdichtungsphase verdichtet, um dann von der Zündkerze 10 entzündet zu werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs wird der Kolben 2 angetrieben. Das entstehende Drehmoment hängt im Homogenbetrieb unter anderem von der Stellung der Drosselklappe 11 ab. Im Hinblick auf eine geringe Schadstoffentwicklung wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch möglichst auf den Bereich um Lambda gleich Eins eingestellt .
In einer zweiten Betriebsart, einem sogenannten Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 11 weit geöffnet. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 9 während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen Verdichtungsphase in den Brennraum 4 eingespritzt, und zwar örtlich in die unmittelbare Umgebung der Zündkerze 10 sowie zeitlich in geeignetem Abstand vor dem Zündzeitpunkt. Dann wird mit Hilfe der Zündkerze 10 der Kraftstoff entzündet, so dass der Kolben 2 in der nunmehr folgenden Arbeitsphase durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs angetrieben wird. Das entstehende Drehmoment hängt im Schichtbetrieb weitgehend von der eingespritzten Kraftstoffmasse ab. Im Wesentlichen ist der Schichtbetrieb für den Leerlaufbetrieb und den Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen.
Der Speicherkatalysator des Katalysators 12 wird während des Schichtbetriebs mit Stickoxiden beladen. In einem nachfolgenden Homogenbetrieb wird der Speicherkatalysator wieder entladen und die Stickoxide werden von dem Dreiwegekatalysator reduziert. Der Speicherkatalysator nimmt während seines Betriebs mit der Zeit Schwefel auf. Dies führt zu einer Einschränkung der Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators. Aus diesem Grund muss immer wieder ein sogenanntes Schwefel-Entgiften stattfinden.
Zur Durchführung des Schwefel-Entgiftens ist es erforderlich, dem Katalysator 12 über einen vorgegebenen Zeitraum Abgas zuzuführen, das heißer als üblich ist, das also eine vorgegebene Temperatur überschreitet. Bei dieser Temperatur kann es sich beispielsweise um 650 Grad handeln, Ebenfalls muss dieses Abgas zumindest zeitweise unterstöchiometrisch gemischt sein.
Zu diesem Zweck wird die Brennkraftmaschine 1 in einer Betriebsart betrieben, die dem sogenannten Kat-Heizen entspricht. Diese Betriebsart wird an sich dazu verwendet, den Katalystor 12 in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 1 schnell auf seine Betriebstemperatur aufzuheizen, sofern er diese noch nicht erreicht hat.
Bei der Betriebsart des Kat-Heizens wird zusätzlich zu der an sich stattfindenden Einspritzung von Kraftstoff während der Ansaugphase oder während der Verdichtungsphase eine zweite späte Einspritzung von Kraftstoff nach der Verdichtungsphase durchgeführt. Bei dem Kat-Heizen handelt es sich somit um eine Doppeleinspritzung, bei der zusätzlicher Kraftstoff während der Expansionsphase oder während der Ausstoßphase in den Brennraum 4 der
Brennkraftmaschine 1 direkt eingespritzt wird.
Dieser zusätzliche Kraftstoff wird in dem Brennraum 4 oder im Abgasrohr 8 bzw. im Bereich des Auspuffs zur Entzündung gebracht und verbrannt. Dies kann entweder direkt mit Hilfe der Zündkerze 10 erfolgen. Ebenfalls ist es möglich, dass ohne Zutun der Zündkerze 10 aufgrund der bereits ablaufenden Verbrennung automatisch auch der zusätzliche Kraftstoff sich entzündet und verbrennt.
Durch den spät eingespritzten zusätzlichen Kraftstoff wird die Temperatur des Abgases erhöht . Die Temperaatur erreicht dabei Werte von etwa 650 Grad und höher. Wie gesagt, wird diese Temperaturerhöhung an sich dazu verwendet, den Katalysator 12 schnell auf seine Betriebstemperatur aufzuheizen .
Vorliegend wird das Kat-Heizen jedoch dazu verwendet, dass aufgrund der erhöhten Temperatur des Abgases der Speicherkatalysator entgiftet wird. Es wird also das Kat- Heizen für den vorgegebenen, für das Schwefel-Entgiften erforderlichen Zeitraum durchgeführt. Dies führt zu einer erhöhten Temperatur des Abgases, was - wie erläutert wurde - zur Entgiftung des Speicherkatalysators des Katalysators 12 führt.
Dieses Schwefel-Entgiften des Speicherkatalysators mittels einer zusätzlichen späten Einspritzung von Kraftstoff wird daraufhin immer wieder wiederholt oder nach sonstigen Kriterien erneut durchgeführt, so dass die Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators erhalten bleibt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Ansaugphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Verdichtungsphase direkt von einem Einspritzventil (9) in einen Brennraum (4) eingespritzt und von einer Zündkerze (10) entzündet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke des Entgiftens eines Speicherkatalysators eine zusätzliche späte Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum (4) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Einspritzung während der Expansionsphase oder während der Ausstoßphase von dem Einspritzventil (9) durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzlich eingespritzte Kraftstoff von der Zündkerze (10) entzündet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Kraftstoff über einen vorgegebenen Zeitraum fortlaufend eingespritzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Abgases auf etwa 650 Grad oder mehr erhöht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgiftung des Speicherkatalysators wiederholt wird.
7. Steuerelelement, insbesondere Flash-Memory, für ein
Steuergerät (18) einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geeignet ist.
8. Steuergerät (18) für eine Brennkraf maschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkraftmaschine (1) einen Brennraum (4) aufweist, in den Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer
Ansaugphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Verdichtungsphase direkt von einem Einspritzventil (9) einspritzbar und von einer Zündkerze (10) entzündbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Steuergerät (18) zum Zwecke des Entgiftens eines Speicherkatalysators eine zusätzliche späte Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum (4) durchführbar ist.
9. Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Brennraum (4) , in den Kraftstoff in einer ersten Betriebsart während einer Ansaugphase oder in einer zweiten Betriebsart während einer Verdichtungsphase direkt von einem Einspritzventil (9) einspritzbar und von einer Zündkerze (10) entzündbar ist, und mit einem Steuergerät (18), dadurch gekennzeichnet, dass durch das Steuergerät (18) zum Zwecke des Entgiftens eines Speicherkatalysators eine zusätzliche späte Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum (4) durchführbar ist.
PCT/DE2000/002096 1999-06-30 2000-06-28 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine WO2001002710A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19930086A DE19930086B4 (de) 1999-06-30 1999-06-30 Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19930086.0 1999-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001002710A1 true WO2001002710A1 (de) 2001-01-11

Family

ID=7913132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2000/002096 WO2001002710A1 (de) 1999-06-30 2000-06-28 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19930086B4 (de)
WO (1) WO2001002710A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7055493B2 (en) * 2001-11-30 2006-06-06 Scania Cv Ab (Publ) Method for fuel injection in a combustion engine, and combustion engine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10163022B4 (de) * 2001-12-19 2008-12-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge. Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät sowie Brennkraftmaschine
DE102004024701A1 (de) * 2004-05-19 2005-12-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102012012748A1 (de) * 2012-06-27 2014-01-02 Daimler Ag Betriebsverfahren einer einen Brennraum umfassenden Brennkraftmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5207058A (en) * 1990-11-16 1993-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JPH0932619A (ja) * 1995-07-14 1997-02-04 Mitsubishi Motors Corp 筒内噴射型内燃機関
EP0896134A2 (de) * 1997-08-06 1999-02-10 Mazda Motor Corporation Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine
EP0903481A1 (de) * 1997-03-31 1999-03-24 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Abgasreiniger für direkteingespritzte verbrennungsmotoren

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4017547A1 (de) * 1990-05-31 1991-12-05 Werner Schrimpf Abgasreinigungsanlage fuer ottomotoren
DE19644407C2 (de) * 1996-10-25 1999-09-23 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Reduzierung der Emissionen einer Brennkraftmaschine
DE19712356C1 (de) * 1997-03-25 1998-07-09 Daimler Benz Ag Verfahren zum Vermindern von schädlichen Abgasemissionen eines mit magerem Kraftstoff/Luftgemisch betriebenen Otto-Motores
DE19746519A1 (de) * 1997-10-22 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Einbringung von Kraftstoff in den Brennraum einer direkt einspritzenden Viertakt-Otto-Brennkraftmaschine
DE19824915C1 (de) * 1998-06-04 1999-02-18 Daimler Benz Ag Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5207058A (en) * 1990-11-16 1993-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JPH0932619A (ja) * 1995-07-14 1997-02-04 Mitsubishi Motors Corp 筒内噴射型内燃機関
EP0903481A1 (de) * 1997-03-31 1999-03-24 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Abgasreiniger für direkteingespritzte verbrennungsmotoren
EP0896134A2 (de) * 1997-08-06 1999-02-10 Mazda Motor Corporation Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 06 30 June 1997 (1997-06-30) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7055493B2 (en) * 2001-11-30 2006-06-06 Scania Cv Ab (Publ) Method for fuel injection in a combustion engine, and combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE19930086A1 (de) 2001-01-18
DE19930086B4 (de) 2004-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1247007B1 (de) Verfahren zur diagnose eines katalysators einer brennkraftmaschine
WO2001009500A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
WO2002084094A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP1206635B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
EP1165953B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
EP1257735B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP1230471A1 (de) Verfahren zum betreiben eines speicherkatalysators einer brennkraftmaschine
EP1144828B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
WO2001002710A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
EP1204814A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE10137134B4 (de) Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschime insbesondere eines Kraftfahrzeugs
WO2001050002A2 (de) Verfahren zum betrieben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP1192347B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
WO2001050001A2 (de) Verfahren zum warmlaufen einer brennkraftmaschine
DE19941528A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19908726A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19925788A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2003031792A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP1159518A1 (de) Verfahren zum betreiben eines speicherkatalysators einer brennkraftmaschine
EP1046803A2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP