WO2001049983A2 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
WO2001049983A2
WO2001049983A2 PCT/DE2000/004655 DE0004655W WO0149983A2 WO 2001049983 A2 WO2001049983 A2 WO 2001049983A2 DE 0004655 W DE0004655 W DE 0004655W WO 0149983 A2 WO0149983 A2 WO 0149983A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
concentration
oxygen
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Application number
PCT/DE2000/004655
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2001049983A3 (de
Inventor
Eberhard Schnaibel
Andreas Koring
Holger Bellmann
Thomas Wahl
Andreas Blumenstock
Klaus Winkler
Frank Stanglmeier
Bernd Schumann
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
Priority to JP2001549895A priority Critical patent/JP2003519316A/ja
Priority to EP00991124A priority patent/EP1264094A2/de
Publication of WO2001049983A2 publication Critical patent/WO2001049983A2/de
Publication of WO2001049983A3 publication Critical patent/WO2001049983A3/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
    • 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
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • 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
    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1408—Dithering techniques
    • 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
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0811—NOx storage efficiency
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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 nitrogen oxide is applied to a catalytic converter and in which the concentration of oxygen after the catalytic converter is measured.
  • 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 intake manifold injection. There, the fuel is injected into the intake pipe of the internal combustion engine during the intake phase. The at the
  • a method of the type mentioned above is also from an internal combustion engine with direct injection known. There, the fuel is injected directly into the combustion chamber of the internal combustion engine during the intake phase. The nitrogen oxides produced are temporarily stored in the downstream catalytic converter and then converted to oxygen.
  • the object of the invention is to provide a method for operating an internal combustion engine with which the aging of the catalyst can be detected.
  • This object is achieved according to the invention in a process of the type mentioned at the outset by increasing the nitrogen oxides supplied to the catalyst and by concluding from an increase in the concentration of oxygen after the catalyst that the catalyst is convertible.
  • the task is solved accordingly.
  • the present invention can be used equally in a manifold injection as in a direct injection internal combustion engine.
  • the increase in the nitrogen oxides supplied to the catalyst leads to an increased conversion of nitrogen oxides into nitrogen and oxygen.
  • the resulting increase in the concentration of oxygen after the catalyst is measured.
  • the convertibility of the catalyst can be concluded from this increase.
  • Convertibility can also be decreased by increasing the concentration of oxygen. This can be used as a measure of the convertibility and thus of the aging of the catalyst.
  • the required lambda probe for measuring the concentration of oxygen after the catalytic converter can also be used for other purposes, for example for controlling and / or regulating the internal combustion engine, in particular for a so-called control control.
  • the concentration of oxygen upstream of the catalyst is kept constant. This ensures that only the increased nitrogen oxides to an increase in the concentration of
  • the lambda upstream of the catalytic converter is kept constant. This also means that only the increased nitrogen oxides lead to an increase in the concentration of oxygen after the catalyst. The method according to the invention is thus considerably simplified.
  • the measured concentration of oxygen after the catalyst represents a concentration of the catalyst
  • Nitrogen oxides supplied to the catalyst are achieved by detuning the ignition timing and / or by other interventions in the control and / or regulation of the internal combustion engine. These are particularly simple and yet precisely understandable options for changing the nitrogen oxides supplied to the catalyst. A repetition of the method according to the invention and thus a continuous diagnosis of the catalytic converter is thus easily possible.
  • 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 thus implemented by a program stored on the control element, 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 be used as the control element, for example a read-only memory or a flash memory.
  • the figure shows an internal combustion engine 1 of a motor vehicle, 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, an inlet valve 5 and an 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 is provided in the intake pipe 7. In the area of the inlet valve 5 and the outlet valve 6, a spark plug 10 protrudes into the combustion chamber 4. Fuel can be injected into the intake pipe 7 via the injection valve 9. The air / fuel mixture drawn into the combustion chamber 4 can be ignited with the spark plug 10.
  • a rotatable throttle valve 11 is accommodated in the intake pipe 7. The amount of the combustion chamber 4 supplied
  • Air is dependent on the angular position of the throttle valve 11.
  • a catalytic converter 12 is accommodated in the exhaust pipe 8, which serves to clean the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel.
  • the catalytic converter 12 is provided for Convert nitrogen oxides (NOx) into nitrogen and oxygen.
  • a continuous lambda probe 13 is provided in the exhaust pipe immediately downstream of the catalytic converter 12 and is suitable for measuring the concentration 02 free of the free oxygen behind the catalytic converter 12 in the exhaust gas.
  • a control device 18 is acted upon by input signals 19, which represent operating variables of the internal combustion engine 1 measured by sensors.
  • 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 provided to control and / or regulate the operating variables of the internal combustion engine 1. For that purpose it is
  • 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.
  • nitrogen oxides are generated, from which the catalytic converter 12 is acted on. These nitrogen oxides are converted by the catalytic converter 12 into nitrogen and oxygen.
  • the ongoing conversion leads to a limitation of the
  • the concentration 02 free of the free oxygen behind the catalyst 12 is composed of the concentration 02 exhaust gas of the oxygen in the exhaust gas after the catalyst 12 and the concentration 02Kat of the oxygen released by the catalyst 12 from the nitrogen oxides supplied.
  • the 02Abgas concentration is approximately in the alcohol range and the 02Kat concentration is in the ppm range.
  • the concentration 02 exhaust gas of the oxygen in the exhaust gas after the catalytic converter 12 is dependent on the oxygen concentration upstream of the catalytic converter and thus on lambda upstream of the catalytic converter 12. For carrying out the diagnosis of the catalytic converter 12 described below, the concentration of the oxygen upstream of the catalytic converter 12 and thus lambda kept constant in front of the catalyst 12. The concentration 02 exhaust gas of the oxygen in the exhaust gas after the catalytic converter 12 is thus constant.
  • the concentration or number of nitrogen oxides upstream of the catalytic converter 12 is increased. This can be done, for example, by detuning the ignition timing of individual cylinders or similar measures.
  • the increased concentration 02Kat in turn leads to an increased concentration 02free of the free oxygen behind the catalyst 12.
  • the increased concentration 02free of free oxygen behind the catalytic converter 12 is measured by the steady lambda probe 13 behind the catalytic converter 12. Due to the constant concentration 02 exhaust gas of the oxygen in the exhaust gas after the catalyst 12 represents that of the
  • Lambda probe 13 measured increased concentration 02 free of the free oxygen immediately increases the concentration 02Kat of the oxygen released by the catalyst 12 from the nitrogen oxides supplied.
  • the diagnosis described above is from the Control unit 18 carried out at predetermined time intervals and / or on the basis of predetermined events. This results in a series of successive measurement results of the increased concentration 02frei, which - as said - represent the increase in the concentration 02Kat.
  • the convertibility of the catalyst 12 decreases over time due to aging. This reduction in the convertibility means that the concentration 02Kat in the measurement results carried out above also decreases over time.
  • the concentration 02Kat is a measure of the convertibility and thus the aging of the catalyst 12.
  • the control unit 18 From the individual measurement results and the course of the successive measurement results of the concentration 02ok, the control unit 18 finally concludes that the converter 12 is capable of conversion and thus of the aging of the catalyst 12. This will e.g. achieved by monitoring the change in concentration 02 freely. It is also possible to monitor the absolute values of concentration 02 freely and, for example, to compare them with the values of a new catalyst. All of these comparisons can be carried out individually or in combination by the control unit 18. Overall, the control unit 18 is thus able to determine the aging or the aging state of the catalytic converter 12. If this aging exceeds a predetermined one
  • Threshold value this is indicated by the control unit 18 to the operator of the internal combustion engine 1.

Landscapes

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

Abstract

Es wird eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die mit einem Katalysator (12) versehen ist, der mit Stickoxiden beaufschlagt werden kann. Es ist eine Lambda-Sonde (13) zur Messung der Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) vorgesehen. Durch ein Steuergerät (18) können die dem Katalysator (12) zugeführten Stickoxide erhöht werden und aus einer Erhöhung der Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) kann auf die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators (12) geschlossen werden.

Description

Verf ahren zum Betreiben einer Brennkraf maschine insbesondere eines Kraf tf ahrzeugs
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Katalysator mit Stickoxiden beaufschlagt wird, und bei dem die Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator gemessen werden. Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie eine Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraft ahrzeug.
Ein derartiges Verfahren, ein derartiges Steuergerät: und eine derartige Brennkraftmaschine sind beispielsweise bei einer sogenannten Saugrohreinspritzung bekannt . Dort wird der Kraftstoff während der Ansaugphase in das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die bei der
Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Stickoxide werden in dem Katalysator unter anderem in Stickstoff und Sauerstoff konvertiert. Es ist bekannt, daß der Katalysator einer Alterung unterliegt, die zu einer Einschränkung seiner Konvertierungsfähigkeit führt.
Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist auch von einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung bekannt . Dort wird der Kraftstoff unter anderem während der Ansaugphase direkt in den Brennraum der Brennkraf maschine eingespritzt. Die entstehenden Stickoxide werden in dem nachgeordneten Katalysator gegebenenfalls zwischengespeichert und dann in Sauerstoff konvertiert.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem die Alterung des Katalysators erkannt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dem Katalysator zugeführten Stickoxide erhöht werden, und daß aus einer Erhöhung der Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator auf die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators geschlossen wird. Bei einem Steuergerät und einer Brennkraftmaschine der jeweils eingangs genannten Art wird die Aufgabe entsprechend gelöst. Die vorliegende Erfindung ist dabei gleichermaßen bei einer Saugrohreinspritzung wie bei einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine einsetzbar.
Die Erhöhung der dem Katalysator zugeführten Stickoxide führt zu einer erhöhten Konvertierung von Stickoxiden in Stickstoff und Sauerstoff. Die daraus resultierende Erhöhung der Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator wird gemessen. Aus dieser Erhöhung kann auf die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators geschlossen werden.
Bei einem neuen Katalysator ist die Konvertierungsfähigkeit hoch und die Erhöhung der Konzentration des Sauerstoffs wird ebenfalls hoch sein. Bei einem gealterten Katalysator wird jedoch aufgrund der verminderten
Konvertierungsfähigkeit auch die Erhöhung der Konzentration des Sauerstoffs vermindert sein. Dies kann als Maß für die Konvertierungsfähigkeit und damit für die Alterung des Katalysators herangezogen werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung der Alterung des Katalysators ist damit kein NOx- Sensor erforderlich. Dies stellt eine erhebliche Kosteneinsparung dar. Ebenfalls kann die erforderliche Lambda- Sonde zur Messung der Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden, beispielsweise zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine, insbesondere zu einer sogenannten Führungsregelung.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Konzentration des Sauerstoffs vor dem Katalysator konstant gehalten. Damit wird erreicht, daß nur die erhöhten Stickoxide zu einer Erhöhung der Konzentration des
Sauerstoffs hinter dem Katalysator führen. Die sonstige Zusammensetzung des Abgases hat jedoch keinen Einfluß auf die erfindungsgemäße Ermittlung der Konvertierungsfähigkeit des Katalysators.
Bei einer anderen vorteilhaf en Weiterbildung der Erfindung wird das Lambda vor dem Katalysator konstant gehalten. Auch dies fürht dazu, daß nur die erhöhten Stickoxide zu einer Erhöhung der Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator führen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird damit wesentlich vereinfacht .
3ei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung repräsentiert die gemessene Konzentration des Sauerstoffs nach dem Katalysator eine Konzentration des von dem
Katalysator aus den zugeführten Stickoxiden freigesetzten Sauerstoffs . Dies erlaubt eine besonders einfache und effektive Ermittlung der Konvertierungsfähigkeit des Katalysators .
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Erhöhung der dem
Katalysator zugeführten Stickoxide durch eine Verstimmung des Zündzeitpunkts und/oder durch andere Eingriffe in die Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine erreicht wird. Dies sind besonders einfache und trotzdem genau nachvollziehbare Möglichkeiten, die dem Katalysator zugeführten Stickoxide zu verändern. Damit ist eine Wiederholung des erfindungsgemäßen Verfahrens und damit eine fortlaufende Diagnose des Katalysators ohne weiteres möglich.
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 gleicher 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 in 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine .
In der Figur ist eine Brennkraftmaschine 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, ein Einlaßventil 5 und ein Auslaßventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlaßventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslaßventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Ansaugrohr 7 ist ein Einspritzventil 9 vorhanden. Im Bereich des Einlaßventils 5 und des Auslaßventils 6 ragt eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in das Ansaugrohr 7 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann das angesaugte Luft/Kraftstoff -Gemisch in dem Brennraum 4 entzündet werden.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht. Die Menge der dem Brennraum 4 zugeführten
Luft ist abhängig von der Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient.
Der Katalysator 12 ist unter anderem dazu vorgesehen, Stickoxide (NOx) in Stickstoff und Sauerstoff zu konvertieren. In dem Abgasrohr unmittelbar nach dem Katalysator 12 ist eine stetige Lambda-Sonde 13 vorgesehen, die dazu geeignet ist, die Konzentration 02frei des freien Sauerstoffs hinter dem Katalysator 12 in dem Abgas zu messen.
Ein Steuergerät 18 ist von Eingangssignalen 19 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Das Steuergerät 18 erzeugt Ausgangssignale 20, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflußt werden kann. Unter anderem ist das Steuergerät 18 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Zu diesem Zweck ist das
Steuergerät 18 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Flash-Memory ein Programm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 entstehen Stickoxide (NOx) , von denen der Katalysator 12 beaufschlagt wird. Diese Stickoxide werden von dem Katalysator 12 in Stickstoff und Sauerstoff konvertiert. Die andauernde Konvertierung führt zu einer Einschränkung der
Konvertierungsfähigkeit des Katalysators 12, die nachfolgend als Alterung bezeichnet wird.
Die Konzentration 02frei des freien Sauerstoffs hinter dem Katalysator 12 setzt sich zusammen aus der Konzentration 02Abgas des Sauerstoffs im Abgas nach dem Katalysator 12 und der Konzentration 02Kat des von dem Katalysator 12 aus den zugeführten Stickoxiden freigesetzten Sauerstoffs. Die Konzentration 02Abgas liegt etwa im Promillebereich und die Konzentration 02Kat liegt etwa im ppm-Bereich. Die Konzentration 02Abgas des Sauerstoffs im Abgas nach dem Katalysator 12 ist abhängig von der Sauerstoffkonzentration vor dem Katalysator und damit von Lambda vor dem Katalysator 12. Für die Durchführung der nachfolgend beschriebenen Diagnose des Katalysators 12 wird die Konzentration des Sauerstoffs vor dem Katalysator 12 und damit Lambda vor dem Katalysator 12 konstant gehalten. Damit ist die Konzentration 02Abgas des Sauerstoffs im Abgas nach dem Katalysator 12 konstant.
Dann wird die Konzentration bzw. Anzahl der Stickoxide vor dem Katalysator 12 erhöht. Dies kann beispielsweise durch eine Verstimmung des Zündzeitpunkts einzelner Zylinder oder ähnlicher Maßnahmen erfolgen.
Aufgrund der erhöhten Konzentration der Stickoxide vor dem Katalysator 12 wird von demselben eine erhöhte Konvertierung von Stickoxiden in Stickstoff und Sauerstoff durchgeführt. Dies führt zu einer erhöhten Konzentration 02Kat des von dem Katalysator 12 aus den zugeführtεn
Stickoxiden freigesetzten Sauerstoffs. Die erhöhte Konzentration 02Kat wiederum führt zu einer erhöhten Konzentration 02frei des freien Sauerstoffs hinter dem Katalysator 12.
Die erhöhte Konzentration 02frei des freien Sauerstoffs hinter dem Katalysator 12 wird von der stetigen Lambda- Sonde 13 hinter dem Katalysator 12 gemessen. Aufgrund der konstant gehaltenen Konzentration 02Abgas des Sauerstoffs im Abgas nach dem Katalysator 12 repräsentiert die von der
Lambda-Sonde 13 gemessene erhöhte Konzentration 02frei des freien Sauerstoffs unmittelbar die Erhöhung der Konzentration 02Kat des von dem Katalysator 12 aus den zugeführten Stickoxiden freigesetzten Sauerstoffs.
Die vorstehend beschriebene Diagnose wird von dem Steuergerät 18 in vorgegebenen zeitlichen Abständen und/oder aufgrund von vorgegebenen Ereignissen durchgeführt. Daraus ergeben sich eine Reihe von aufeinanderfolgenden Meßergebnissen der erhöhten Konzentration 02frei, die - wie gesagt - die Erhöhung der Konzentration 02Kat repräsentieren.
Wie bereits erwähnt wurde, nimmt die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators 12 aufgrund einer Alterung mit der Zeit ab. Diese Verminderung der Konvertierungsfähigkeit führt dazu, daß auch die Konzentration 02Kat bei den vorstehend durchgeführten Meßergebnissen mit der Zeit abnimmt. Die Konzentration 02Kat ist insoweit ein Maß für die Konvertierungsfähigkeit und damit die Alterung des Katalysators 12.
Aus den einzelnen Meßergebnissen und dem Verlauf der aufeinanderfolgenden Meßergebnisse der Konzentration 02frei wird schließlich von dem Steuergerät 18 auf die Konvertierungsfährigkeit und damit auf die Alterung des Katalysators 12 geschlossen. Dies wird z.B. dadurch erreicht, daß die Veränderung der Konzentration 02frei überwahcht wird. Ebenfalls ist es möglich, die absoluten Werte der Konzentration 02frei zu überwachen und beispielsweise mit den Werten eines neuen Katalysators zu vergleichen. All diese Vergleiche können einzeln oder in Kombination von dem Steuergerät 18 durchgeführt werden. Insgesamt ist es damit dem Steuergerät 18 möglich, die Alterung bzw. den Alterungszustand des Katalysators 12 zu ermitteln. Überschreitet diese Alterung einen vorgegebenen
Schwellwert, so wird dies von dem Steuergerät 18 der Bedienperson der Brennkraftmaschine 1 angezeigt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Katalysator (12) mit Stickoxiden beaufschlagt wird, und bei dem die Konzentration (02frei) des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Katalysator (12) zugeführten Stickoxide erhöht werden, und daß aus einer Erhöhung der Konzentration (02frei) des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) auf die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators (12) geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration (02Abgas) des Sauerstoffs vor dem Katalysator (12) konstant gehalten wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lambda vor dem Katalysator (12) konstant gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Konzentration (02frei) des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) eine Konzentration (02Kat) des von dem Katalysator (12) aus den zugeführten Stickoxiden freigesetzten Sauerstoffs repräsentiert .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration (02Kat) als ein Maß für die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators (12) verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der dem Katalysator (12) zugeführten Stickoxide durch eine Verstimmung des Zündzeitpunkts und/oder durch andere Eingriffe in die Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine (1) erreicht 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 Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkraftmaschine (1) einen Katalysator (12) aufweist, der mit Stickoxiden beaufschlagt werden kann, sowie eine Lambda-Sonde (13) zur Messung der Konzentration (02frei) des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) , dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuergerät (18) die dem Katalysator (12) zugeführten Stickoxide erhöht werden können, und daß durch das Steuergerät (18) aus einer Erhöhung der Konzentration (02frei) des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) auf die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators (12) geschlossen werden kann.
9. Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Katalysator (12), der mit Stickoxiden beaufschlagt werden kann, und mit einer Lambda- Sonde (13) zur Messung der Konzentration (02frei) des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12), sowie mit einem Steuergerät (18), dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuergerät (18) die dem Katalysator (12) zugeführten Stickoxide erhöht werden können, und daß durch das Steuergerät (18) aus einer Erhöhung der Konzentration (02frei) des Sauerstoffs nach dem Katalysator (12) auf die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators (12) geschlossen werden kann.
PCT/DE2000/004655 1999-12-31 2000-12-23 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs WO2001049983A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001549895A JP2003519316A (ja) 1999-12-31 2000-12-23 内燃機関、特に自動車の内燃機関を運転する方法
EP00991124A EP1264094A2 (de) 1999-12-31 2000-12-23 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19963936A DE19963936A1 (de) 1999-12-31 1999-12-31 Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE19963936.1 1999-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2001049983A2 true WO2001049983A2 (de) 2001-07-12
WO2001049983A3 WO2001049983A3 (de) 2002-02-14

Family

ID=7935102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2000/004655 WO2001049983A2 (de) 1999-12-31 2000-12-23 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20030136114A1 (de)
EP (1) EP1264094A2 (de)
JP (1) JP2003519316A (de)
KR (1) KR20030007391A (de)
CN (1) CN1415050A (de)
DE (1) DE19963936A1 (de)
WO (1) WO2001049983A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102322325A (zh) * 2011-08-11 2012-01-18 潍柴动力股份有限公司 发动机及其降低发动机氮氧化合物的排放量的装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004190591A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Denso Corp 内燃機関の制御装置
DE102005032456A1 (de) * 2005-07-12 2007-01-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dynamikdiagnose einer Abgassonde
US8635853B2 (en) * 2008-01-25 2014-01-28 Caterpillar Inc. Exhaust reduction system having oxygen and temperature control
DE102010002458A1 (de) * 2009-09-11 2011-03-24 Robert Bosch Gmbh Abgassonde
DE102014208915A1 (de) * 2014-05-12 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs im Schubbetrieb bei niedrigen Emissionen und geringem Kraftstoffverbrauch
US9435244B1 (en) * 2015-04-14 2016-09-06 General Electric Company System and method for injection control of urea in selective catalyst reduction

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357750A (en) * 1990-04-12 1994-10-25 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method for detecting deterioration of catalyst and measuring conversion efficiency thereof with an air/fuel ratio sensor
EP0636770A1 (de) * 1993-01-19 1995-02-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgasreinigungsgerät für eine brennkraftmaschine
EP0690213A1 (de) * 1994-06-30 1996-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgasreinigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19918909A1 (de) * 1998-04-27 1999-10-28 Denso Corp Luft-/Kraftstoffverhältnissteuerung für einen Verbrennungsmotor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4009901A1 (de) * 1990-03-28 1991-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung des konvertierungsgrades eines katalysators im abgassystem einer brennkraftmaschine
DE19801626B4 (de) * 1998-01-17 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
DE19801625A1 (de) * 1998-01-17 1999-07-22 Bosch Gmbh Robert Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
DE19819461B4 (de) * 1998-04-30 2004-07-01 Siemens Ag Verfahren zur Abgasreinigung mit Trimmregelung
DE19823923C2 (de) * 1998-05-28 2003-04-17 Siemens Ag Verfahren zur Stickoxidreduzierung im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE19828928C2 (de) * 1998-06-29 2003-04-17 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung des Abgasreinigungssystems einer Brennkraftmaschine
US6035632A (en) * 1998-08-18 2000-03-14 Chrysler Corporation Step response catalyst monitoring

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357750A (en) * 1990-04-12 1994-10-25 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method for detecting deterioration of catalyst and measuring conversion efficiency thereof with an air/fuel ratio sensor
EP0636770A1 (de) * 1993-01-19 1995-02-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgasreinigungsgerät für eine brennkraftmaschine
EP0690213A1 (de) * 1994-06-30 1996-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgasreinigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19918909A1 (de) * 1998-04-27 1999-10-28 Denso Corp Luft-/Kraftstoffverhältnissteuerung für einen Verbrennungsmotor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102322325A (zh) * 2011-08-11 2012-01-18 潍柴动力股份有限公司 发动机及其降低发动机氮氧化合物的排放量的装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001049983A3 (de) 2002-02-14
KR20030007391A (ko) 2003-01-23
DE19963936A1 (de) 2001-07-12
EP1264094A2 (de) 2002-12-11
CN1415050A (zh) 2003-04-30
US20030136114A1 (en) 2003-07-24
JP2003519316A (ja) 2003-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1307639B1 (de) VERFAHREN UND STEUERGERÄT ZUM BETREIBEN EINES STICKOXID (NOx)-SPEICHERKATALYSATORS
DE4302779C2 (de) Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von im Abgasstrang, von mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugen eingesetzten Abgaskatalysatoren
DE19963932A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102009055082A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102010039013A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters
DE102010040678A1 (de) Verfahren zur Überwachung der Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem
EP0965734A2 (de) Regelstrategie für einen NOx-Speicher
DE10012839B4 (de) Regenerationskraftstoffsteuerung eines NOx-Adsorbersystems
DE102009045376A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose der Dynamik eines Abgassensors
DE102017115399A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
WO2001049983A2 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP1159517B1 (de) Verfahren zum betreiben eines katalysators einer brennkraftmaschine
EP1247008B1 (de) Verfahren zum betreiben eines dreiwegekatalysators einer brennkraftmaschine
EP1159516B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP1143131A2 (de) Mehrflutige Abgasanlage und Verfahren zur Regelung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Steuerung einer NOx-Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators
WO2012113786A1 (de) Diagnoseverfahren und -vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine
EP3551856B1 (de) Verfahren zum durchführen von diagnosen eines abgassystems eines verbrennungsmotors
DE19908401A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs bei magerem Kraftstoff/Luft-Gemisch
DE102006053125A1 (de) Verfahren und Steuergerät zur Diagnose eines Katalysatorsystems eines Verbrennungsmotors
DE102005012943A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2001049989A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
DE102005049770A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1159519B1 (de) Verfahren zum betreiben eines speicherkatalysators einer brennkraftmaschine
DE10114049A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer externen Abgasrückführrate und/oder eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
EP1331478B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der NOx-Konzentration in Abgasen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CN IN JP KR RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

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

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CN IN JP KR RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

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

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000991124

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020027008295

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2001 549895

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 008180679

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10169169

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000991124

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027008295

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2000991124

Country of ref document: EP