WO2002077430A1 - Verfahren zur temperatursteuerung eines kalalysatorsystems - Google Patents

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WO2002077430A1
WO2002077430A1 PCT/EP2002/001075 EP0201075W WO02077430A1 WO 2002077430 A1 WO2002077430 A1 WO 2002077430A1 EP 0201075 W EP0201075 W EP 0201075W WO 02077430 A1 WO02077430 A1 WO 02077430A1
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overrun
temperature
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combustion engine
exhaust gas
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PCT/EP2002/001075
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Ekkehard Pott
Michael Zillmer
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a temperature of a catalyst system with the features mentioned in the preambles of independent claims 1 and 2.
  • the NO x catalytic converter system comprises at least one NO x storage catalytic converter and usually one or more upstream catalytic converters.
  • the internal combustion engine is operated discontinuously in lean and rich lambda intervals, with nitrogen oxides (NO x ) of the exhaust gas being stored in the NO x storage catalytic converter with ⁇ > 1 during the lean operating intervals and released and reduced in the rich operating intervals with ⁇ ⁇ 1 ( NO x regeneration).
  • a conversion of other pollutant components such as carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC) takes place in a known manner on 3-way catalytic components of the pre-catalyst and / or the NO x storage catalytic converter.
  • CO carbon monoxide
  • HC unburned hydrocarbons
  • NO x catalyst systems are relatively temperature sensitive. In this way, irreversible damage to the catalyst system can occur even at exhaust gas temperatures upstream of the NO x storage catalytic converter above 800 ° C., so that the catalyst activity decreases significantly over the life of the vehicle. This concerns both the NO x storage and regeneration during the lean and rich operating intervals as well as the HC, CO and NO x conversion behavior with stoichiometric exposure.
  • exhaust gas cooling measures for lowering the exhaust gas temperature are known.
  • Another known measure for reducing the exhaust gas temperature consists in enriching the air-fuel mixture to ⁇ ⁇ 1.
  • a particular problem with regard to the temperature load of the NO x catalytic converter system is the unavoidable overrun phases during normal driving, which can occur, for example, when the vehicle is decelerating or on gradients, one of which Driver predetermined driving torque is less than an instantaneous thrust torque of the vehicle.
  • the fuel supply is usually interrupted and the internal combustion engine is not operated with a fire (overrun cutoff). This means that high oxygen concentrations reach the exhaust gas and the catalyst system, which still contains high HC masses at the beginning of the overrun phase, especially after high or full load operation.
  • the object of the present invention is to provide a method for controlling a temperature of a catalyst system which largely avoids damaging temperature peaks in overrun phases, in particular after high or full load operation of the internal combustion engine.
  • the procedure should go beyond that keep fuel consumption as low as possible, do not impair driving comfort and driving safety and can be easily integrated into an engine control concept.
  • the air-fuel ratio is predetermined during the fired overrun phase as a function of a measured or calculated temperature of the exhaust gas and / or the NO x catalyst system. If the temperature of at least one component of the catalyst system is already relatively close to a catalyst-specific critical temperature threshold at the beginning of the overrun phase, a relatively low lambda value, i.e. a strong mixture enrichment, is specified for the overrun phase in order to lower the temperature as much as possible.
  • the exhaust gas and / or the catalyst system is at a relatively low temperature, a lambda value close to 1 can be specified. It can further be provided that the fuel cut-off is not suppressed, ie the fuel cut-off is released if the temperature of the exhaust gas and / or the NO x catalyst system does not exceed a predeterminable low temperature threshold. It will usually be useful, depending on a specific one Catalyst quality, in particular of a catalyst coating and / or a catalyst carrier, to specify different temperature thresholds for the preliminary and main or NO x storage catalyst.
  • vehicle propulsion is understood to mean an operating phase in which the internal combustion engine does positive work, ie is not in an overrun phase.
  • the specification of a maximum permissible temperature of the exhaust gas upstream of the precatalyst in a vehicle propulsion phase of the internal combustion engine is provided from 920 to 1040 ° C., preferably from 950 to 1000 ° C.
  • a maximum permissible temperature of the exhaust gas upstream of the NO x storage catalytic converter in vehicle propulsion can be set from 830 to 920 ° C., in particular from 850 to 880 ° C.
  • the latter embodiment of the method can particularly advantageously be further developed in such a way that even during the fired overrun phase, the internal combustion engine is acted upon by an air-fuel ratio which is set as a function of the predetermined maximum permissible temperature of the exhaust gas and / or the NO x catalyst system.
  • the relatively low lambda value resulting from this measure during the overrun phase of usually 0J to 0.95, in particular 0.8 to 0.9, leads to a slight reduction in the consumption advantage achieved compared to the latter embodiment of the method, but still promotes it lower residual oxygen levels in the thrust extend the life of the Catalyst system. Temperature peaks are almost completely eliminated due to the lambda value that is almost the same under load and in thrust.
  • a problem can arise from the fact that the firing of the overrun phases always generates a certain useful torque, as a result of which the speed reduction expected by the driver in the overrun phase is less than expected.
  • This problem can be alleviated by a further development of the method, in that a useful torque generated in the overrun phase is at least partially compensated for by shifting an ignition point in the "late" direction and thus reducing the engine efficiency.
  • this measure is only useful to a limited extent to avoid the useful torque.
  • the useful torque is particularly undesirable on downhill gradients, since active driving safety can be jeopardized here by extended deceleration distances. Furthermore, the damaging effect of the higher exhaust gas temperature is particularly pronounced here, since a downhill section is often preceded by a full-gas gradient section at which maximum engine speeds and exhaust gas temperatures are reached.
  • the suppression of the overrun cutoff and / or the air-fuel ratio during the overrun phase and / or a maximum permissible temperature specification for the exhaust gas and / or the catalyst system during the overrun phase as a function of a deviation an actual vehicle speed and / or an actual vehicle acceleration is controlled by a target vehicle speed and / or target vehicle acceleration to be expected in the plane in accordance with a current engine torque.
  • a slope or slope detection is first carried out, for example, by comparing the actual instantaneous actual vehicle speed with a target vehicle speed, which is determined as a function of the torque given by the internal combustion engine for driving in the plane.
  • the actual vehicle speed or acceleration required for the gradient detection can be determined in a known manner, for example, via the engine speed and an engaged gear and / or on the basis of a wheel speed measured by wheel speed sensors and a dynamic wheel radius. Different methods for speed detection are also conceivable.
  • the theoretical target vehicle speed or acceleration in the plane is preferably determined as a function of a torque output by the internal combustion engine and determined by the engine control.
  • other engine control variables which approximately describe the engine torque can also be used as a replacement variable, for example an accelerator pedal position, the amount of fuel injected, an air mass meter signal and an exhaust gas lambda signal.
  • the engine torque or the substitute variable is then correlated with a change in speed during vehicle operation in the plane with the aid of a stored map.
  • Figure 1 schematically shows a structure of an internal combustion engine with a downstream exhaust tract
  • FIG. 3 temporal courses of the quantities according to FIG. 2 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 temporal courses of the quantities according to FIG. 2 according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 temporal courses of the quantities according to FIG. 2 according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 gradient-dependent courses of the sizes according to FIG. 6 according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 with an exhaust gas duct 12 connected downstream of it.
  • the exhaust gas duct 12 houses a small-volume pre-catalytic converter 14, typically a 3-way catalytic converter, and a large-volume NO connected downstream of it x storage catalytic converter 16.
  • the NO x storage catalytic converter 16 is subjected to discontinuous lean and rich exhaust gas atmospheres, nitrogen oxides NO x being stored in the lean operating phases and NO x regeneration and conversion in the rich operating phases.
  • the lean-rich cycles and the air-fuel ratio lambda are typically regulated with the aid of a lambda probe 18 arranged downstream of the internal combustion engine 10 and a further gas sensor 20 which is installed downstream of the NO x storage catalytic converter 16.
  • the gas sensor 20 can also be a lambda sensor or preferably a NO x sensor.
  • a temperature sensor 22 determines an exhaust gas temperature upstream of the NO x storage catalytic converter 16.
  • FIG. 2 illustrates the temperature-damaging catalytic converter damage during the course of various parameters during a fuel cut-off approved according to the prior art.
  • the graph 100 shows the course of a vehicle speed v.
  • the speed v is initially at a constant high level, then decreases continuously in a deceleration phase, for example because the driver withdraws a gas request in order to finally assume a constantly low level.
  • the vehicle is in an overrun phase ⁇ s , in which the requested driving torque is less than an instantaneous overrun torque generated by the vehicle.
  • the time course of the air-fuel ratio ⁇ is shown with graph 102.
  • During the initial high-load operation there is a relatively strong mixture enrichment with ⁇ ⁇ 1.
  • the overrun cutoff in overrun phases is suppressed according to the invention under certain conditions by operating the internal combustion engine 10 during the overrun phase ⁇ s .
  • This principle is shown in its simplest embodiment in FIG. 3 on the basis of the same profile of the vehicle speed v as in FIG. 2 (graph 100).
  • the internal combustion engine 10 is accordingly operated with a stoichiometric air-fuel ratio or a small excess of fuel, so that the oxygen present is largely consumed during the combustion process.
  • FIG. 3 also shows the temperature profile 104 when the fuel cut-off according to FIG. 2.
  • the lack of pronounced temperature peaks in Figure 3 allows a significant extension of the life of the catalyst system and the guarantee of sufficient catalytic activity over the life.
  • the firing of the propulsion phase caused ⁇ s a certain fuel consumption with respect to the admission of the fuel cut-off according to FIG 2.
  • the suppression of the overrun cut-off is only permitted if the temperature at the beginning of the overrun phase ⁇ s is already relatively high, in particular 700 ° C., preferably 750 ° C. Furthermore, the lambda specification during the overrun phase ⁇ s can be set in proportion to the present temperature.
  • FIG. 4 A further development of the principle shown in FIG. 3 is shown in FIG. 4, again with an identical speed profile 100.
  • a maximum permissible temperature specification for the exhaust gas and / or the catalyst system is increased by 30 to during high-load operation (non-overrun operation) 150 K, especially around 50 to 100 K, compared to the previous examples.
  • this corresponds to an exhaust gas temperature upstream of the pre-catalytic converter 14 of 920 to 1040 ° C., in particular 950 to 1000 ° C.
  • FIG. 5 shows the lambda and temperature profiles (102 '"and 104'") if instead of a fixed lambda specification also during the overrun phase ⁇ s, a function of the maximum temperature specification for the exhaust gas and / or the lambda value setting the NO x catalyst system 14, 16 is permitted.
  • This measure usually leads to lambda values between 0J and 0.95 during the overrun phase ⁇ s , in particular from 0.8 to 0.9.
  • This greater mixture enrichment resulting in the overrun phase ⁇ s leads to a partial loss of fuel savings according to the exemplary embodiment shown in FIG. 4, but because of the lambda value which is almost the same under load and in the overrun, it at least almost completely eliminates temperature peaks in favor of the catalyst service life.
  • Two further exemplary embodiments take into account the problem of a useful torque generated by the fired thrust on downhill sections.
  • it is provided to carry out a slope detection by determining a deviation ⁇ v of a calculated target driving speed and / or acceleration in the plane (v So n) from a current actual driving speed (V
  • graph 106 shows the lambda curve in a thrust phase ⁇ s , which is regulated as a function of the determined speed deviation ⁇ v.
  • the overrun fuel cutoff is suppressed by operating the internal combustion engine 10 with a lambda ⁇ 1 being fired.
  • the air-fuel ratio ⁇ is ignited at a constant ignition timing at a crankshaft angle KWW before top dead center OT (graph 110). If the gradient is greater than ⁇ v k , the overrun cutoff is permitted, resulting in an almost infinite lambda value in the overrun. In this way, an extension of a deceleration path caused by the useful torque and the resulting dangers or irritations of the driver are avoided.
  • the approval of the overrun fuel cutoff and / or the specification of the critical gradient ⁇ v k can be controlled as a function of the current exhaust gas or catalyst temperature.
  • Graph 108 shows the slope-dependent lambda curve in the fired vehicle propulsion, i.e. when there is no thrust situation.
  • the maximum permissible exhaust gas and / or catalyst temperature is reduced above the critical gradient ⁇ v k , which results in a lambda reduction in accordance with the required cooling.
  • the temperature or lambda reduction in vehicle propulsion has the advantage that an overrun cut-off can easily be carried out on a slope above ⁇ v k , when a thrust phase ⁇ s begins without the temperature peak resulting from the exposure to oxygen reaching the critical temperature range.
  • the ignition timing is shifted according to graph 110 up to a crankshaft angle KWW after top dead center OT in order to reduce combustion efficiency and thus the resulting useful torque.
  • the overrun cutoff is permitted if the predetermined critical gradient ⁇ v k is exceeded.
  • the vehicle is under engine load (non-overrun)
  • the maximum permissible exhaust gas and / or catalytic converter temperature is continuously reduced as the gradient increases, whereupon a decreasing lambda curve occurs according to graph 108 '.
  • the processes shown in FIGS. 6 and 7 lead to an improved catalyst life without significant consumption influences. All processes can also be tailored to the condition of the catalytic converter, in particular the catalytic converter temperature or existing damage.
  • the method shown in FIG. 7 offers the best coordination with regard to driving behavior.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Temperatur eines in einem Abgaskanal (12) einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeuges angeordneten Katalysatorsystems (14, 16), bestehend aus mindestens einem Hauptkatalysator (16), insbesondere einem NOX-Speicherkatalysator, und gegebenenfalls einem oder mehreren Vorkatalysatoren (14). Es ist vorgesehen, dass in einem Betriebspunkt, bei dem ein durch einen Fahrer angefordertes Fahrwunschmoment kleiner als ein Schubmoment des Fahrzeuges ist (Schubphase τS), eine Schubabschaltung durch Beaufschlagung der Verbrennungskraftmaschine (10) mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (μ) kleiner oder gleich 1,1 unterdrückbar ist.

Description

Verfahren zur Temperatursteuerung eines Katalysatorsystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Temperatur eines Katalysatorsystems mit den in den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 genannten Merkmalen.
Zur Nachbehandlung von Abgasen magerlauffähiger Verbrennungskraftmaschinen ist bekannt, das Abgas über ein in einem Abgaskanal angeordnetes Katalysatorsystem, insbesondere ein NOx-Katalysatorsystem, zu leiten. Das NOx-Katalysatorsystem umfasst mindestens einen NOx-Speicherkatalysator und üblicherweise einen oder mehrere vorgeschaltete Vorkatalysatoren. Dabei wird die Verbrennungskraftmaschine diskontinuierlich in mageren und fetten Lambdaintervallen betrieben, wobei Stickoxide (NOx) des Abgases während der mageren Betriebsintervalle mit λ > 1 in den NOx- Speicherkatalysator eingelagert werden und in den fetten Betriebsintervallen mit λ < 1 freigesetzt und reduziert werden (NOx-Regeneration). Eine Konvertierung anderer Schadstoffbestandteile wie Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannter Kohlenwasserstoffe (HC) erfolgt in bekannter Weise an katalytischen 3-Wege-Komponenten des Vor- und/oder des NOx-Speicherkatalysators.
Verglichen mit reinen 3-Wege-Katalysatorsystemen sind NOx-Katalysatorsysteme verhältnismäßig temperaturempfindlich. So kann bereits bei stromauf des NOx- Speicherkatalysators vorliegenden Abgastemperaturen oberhalb von 800 °C eine irreversible Schädigung des Katalysatorsystems erfolgen, so dass die Katalysatoraktivität über die Fahrzeuglebensdauer deutlich abnimmt. Dies betrifft sowohl die NOx-Speicherung und -Regeneration während der mageren und fetten Betriebsintervalle als auch das HC-, CO- und NOx-Konvertierungsverhalten bei stöchiometrischer Beaufschlagung. Um das Überschreiten einer kritischen Temperaturgrenze zu vermeiden, sind Abgaskühlungsmaßnahmen zur Senkung der Abgastemperatur bekannt. Eine weitere bekannte Maßnahme zur Verringerung der Abgastemperatur besteht in einer Anreicherung des Luft-Kraftstoff- Gemisches auf λ < 1.
Ein besonderes Problem hinsichtlich der Temperaturbelastung des NOx-Katalysatorsystems stellen im üblichen Fahrbetrieb unvermeidbare Schubphasen dar, die beispielsweise bei Verzögerungen des Fahrzeuges oder auf Gefällestrecken auftreten können, wobei ein vom Fahrer vorgegebenes Fahrwunschmoment kleiner als ein momentanes Schubmoment des Fahrzeuges ist. Während einer Schubphase wird die Kraftstoffzufuhr üblicherweise unterbrochen und die Verbrennungskraftmaschine nicht gefeuert betrieben (Schubabschaltung). Somit gelangen hohe Sauerstoffkonzentrationen ins Abgas und an das Katalysatorsystem, welches zu Beginn der Schubphase, insbesondere nach einem Hochoder Volllastbetrieb, noch hohe HC-Massen enthält. Infolge der exothermen Konvertierungsreaktion von HC mit dem Sauerstoff entstehen lokale Temperaturspitzen, welche zu einer verstärkten Oxidation und/oder Sinterung der katalytischen Edelmetallbeschichtungen führen und somit die katalytische Aktivität dauerhaft schädigen können. Dieses Problem ist umso gravierender, je höher die während einer der Schubphase vorausgegangenen Fahrzeugvortriebphase erreichten Temperaturen des Katalysatorsystems sind, das heißt insbesondere nach einem Hochlast- oder Volllast- Fahrzeugbetrieb. Das schädigende Potential der Schubabschaltung zeigt sich in Motorprüfstandsunter- suchungen, bei denen Belastungszyklen, bestehend aus hohen Lasten und hohen Abgastemperaturen im Wechsel mit ungefeuerten Schubphasen, zu einer stärkeren Desaktivierung des NOx-Speicherkatalysatorsystems führen als entsprechende Belastungszyklen ohne zwischengeschaltete Schubphasen.
Um die schädigenden Auswirkungen der massiven Sauerstoffbeaufschlagung der Katalysatoren in Schubphasen zu mindern, ist bekannt, im gefeuerten Hoch- und Volllastbetrieb eine besonders intensive Gemischanreicherung durchzuführen. Hierdurch wird das Ausgangsniveau der Katalysatortemperatur zu Beginn einer Schubphase so niedrig gehalten, dass die aus der Sauerstoffbeaufschlagung resultierende Zusatzbelastung die kritische Katalysatorbelastbarkeit nicht erreicht. Diese starke Gemischanreicherung im Hochlastbetrieb zur Kompensation der negativen Auswirkungen der Schubabschaltung führt aber zu einem deutlichen Kraftstoffmehrverbrauch. Um diesen gering zu halten, ist ferner bekannt, die Höhe der Gemischanreicherung in Abhängigkeit von der Abgas- und/oder Katalysatortemperatur zu regeln. Dabei wird etwa bei kurzen Hochlastbeschleunigungen und vergleichsweise niedrigen, unkritischen Katalysatortemperaturen eine geringere Gemischanreicherung eingestellt als bei einem gleichen Betriebspunkt, bei dem die Abgasoder Katalysatortemperatur sich bereits nahe der kritischen Temperatur bewegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung einer Temperatur eines Katalysatorsystems zur Verfügung zu stellen, welches schädigende Temperaturspitzen in Schubphasen, insbesondere nach einem Hoch- oder Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine weitgehend vermeidet. Das Verfahren sollte darüber hinaus einen Kraftstoffverbrauch möglichst gering halten, den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit nicht beeinträchtigen und sich einfach in ein Motorsteuerungskonzept integrieren lassen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einem Betriebspunkt, bei dem ein durch einen Fahrer angefordertes Fahrwunschmoment kleiner als ein Schubmoment des Fahrzeuges ist (Schubphase), eine Schubabschaltung durch Beaufschlagung der Verbrennungskraftmaschine mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda kleiner oder gleich 1 ,1 unterdrückbar ist. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Beaufschlagung mit λ < 1 ,00 erwiesen.
Liegt also betriebsbedingt, beispielsweise bei einem Bremsvorgang oder einem Gefälle, eine Schubphase vor, bei der nach herkömmlichen Verfahren grundsätzlich eine Schubabschaltung durchgeführt wird, so kann erfindungsgemäß diese unterdrückt werden, indem die Verbrennungskraftmaschine durch Beaufschlagung mit einem Luft-Kraftstoff- Gemisch gefeuert betrieben wird. Auf diese Weise wird bei einem nur geringen Mehrverbrauch gegenüber der ungefeuerten Schubabschaltung eine hohe Sauerstoffbeaufschlagung des Katalysatorsystems und damit schädigende Temperaturspitzen im Schub unterdrückt. Eine Katalysatorlebensdauer kann somit signifikant erhöht werden. Das Verfahren ist für NOx-Katalysatorsysteme aufgrund der besonderen Temperaturempfindlichkeit von NOx-Speicherkatalysatoren besonders vorteilhaft.
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer gefeuerten Schubphase wird gemäß einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens vorzugsweise im Bereich von λ = 0,95 bis 1 ,00 vorgegeben. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung wird das Luft-Kraftstoff- Verhältnis während der gefeuerten Schubphase in Abhängigkeit von einer gemessenen oder berechneten Temperatur des Abgases und/oder des NOx-Katalysatorsystems vorgegeben. Liegt zu Beginn der Schubphase die Temperatur mindestens einer Komponente des Katalysatorsystems bereits verhältnismäßig nah an einer katalysatorspezifischen kritischen Temperaturschwelle, so wird ein verhältnismäßig niedriger Lambdawert, das heißt eine starke Gemischanreicherung, für die Schubphase vorgegeben, um die Temperatur möglichst stark abzusenken. Liegt hingegen eine relativ niedrige Temperatur des Abgases und/oder des Katalysatorsystems vor, kann ein Lambdawert nahe 1 vorgegeben werden. Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass die Unterdrückung der Schubabschaltung nicht erfolgt, die Schubabschaltung also freigegeben wird, wenn die Temperatur des Abgases und/oder des NOx-Katalysatorsystems eine vorgebbare niedrige Temperaturschwelle nicht übersteigt. Dabei wird es in der Regel zweckmäßig sein, abhängig von einer konkreten Katalysatorbeschaffenheit, insbesondere von einer Katalysatorbeschichtung und/oder einem Katalysatorträger, unterschiedliche Temperaturschwellen für Vor- und Hauptbeziehungsweise NOx-Speicherkatalysator vorzugeben.
Die Vermeidung von Temperaturspitzen durch Unterdrückung der Schubabschaltung in Schubphasen erlaubt es, eine maximal zulässige Temperatur des Abgases und/oder des Katalysatorsystems im gefeuerten Hoch- und/oder Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (Fahrzeugvortrieb) gegenüber dem Stand der Technik anzuheben und eine sich somit einstellende geringere maximale Gemischanreicherung zu erzielen. Dabei wird vorliegend unter dem Begriff Fahrzeugvortrieb eine Betriebsphase verstanden, in der die Verbrennungskraftmaschine positive Arbeit verrichtet, sich also nicht in einer Schubphase befindet. Speziell für NOx-Katalysatorsysteme hat sich eine gegenüber dem Stand der Technik um 30 bis 150 K, insbesondere eine um 50 bis 100 K, erhöhte maximale Abgas- und/oder Katalysatortemperatur bewährt, was einer Anhebung des sich infolge der Gemischanreicherung zur Einhaltung der Temperaturvorgabe einstellenden Lambdawertes im gefeuerten Betrieb um Δλ = 0,036 bis 0,18, insbesondere um 0,06 bis 0,12 entspricht. Im konkreten Fall ist die Vorgabe einer maximal zulässigen Temperatur des Abgases stromauf des Vorkatalysators in einer Fahrzeugvortriebsphase der Verbrennungskraftmaschine von 920 bis 1040 °C, vorzugsweise von 950 bis 1000 °C vorgesehen. Entsprechend kann eine maximal zulässige Temperatur des Abgases stromauf des NOx-Speicherkatalysators im Fahrzeugvortrieb von 830 bis 920 °C, insbesondere von 850 bis 880 °C, festgelegt werden. Durch Anhebung der maximal zulässigen Temperatur im Fahrzeugvortrieb kann der durch die gefeuerten Schubphasen verursachte Kraftstoffmehrverbrauch weitgehend kompensiert oder sogar überkompensiert werden. Trotz des insgesamt höheren Temperaturniveaus erreicht die Temperatur des Katalysatorsystems wegen der unterdrückten Temperaturspitzen in der Schubphase nicht den kritischen Temperaturbereich.
Die letztgenannte Ausgestaltung des Verfahrens kann besonders vorteilhaft noch dahingehend weiterentwickelt werden, dass auch während der gefeuerten Schubphase die Verbrennungskraftmaschine mit einem sich in Abhängigkeit der vorgegebenen maximal zulässigen Temperatur des Abgases und/oder des NOx-Katalysatorsystems einstellenden Luft-Kraftstoff-Verhältnis beaufschlagt wird. Der sich durch diese Maßnahme ergebende relativ niedrige Lambdawert während der Schubphase von üblicherweise 0J bis 0,95, insbesondere von 0,8 bis 0,9, führt zwar gegenüber der letztgenannten Ausgestaltung des Verfahrens zu einer geringfügigen Minderung des erzielten Verbrauchsvorteils, fördert aber aufgrund noch geringerer Restsauerstoffgehalte im Schub die Lebensdauer des Katalysatorsystems. Temperaturspitzen werden wegen des unter Last und im Schub sich nahezu gleich einstellenden Lambdawertes praktisch vollständig eliminiert.
Ein Problem kann sich daraus ergeben, dass durch die Feuerung der Schubphasen stets ein gewisses Nutzmoment erzeugt wird, wodurch etwa eine vom Fahrer erwartete Geschwindigkeitsreduzierung in der Schubphase geringer ausfällt als erwartet. Dieses Problem kann durch eine weitere Weiterbildung des Verfahrens abgeschwächt werden, indem ein in der Schubphase erzeugtes Nutzmoment durch Verschiebung eines Zündzeitpunktes in Richtung "spät" und somit Verminderung des Motorwirkungsgrades zumindest teilweise kompensiert wird. Da durch die Spätzündung jedoch gleichzeitig die Abgastemperatur ansteigt, ist diese Maßnahme nur in begrenztem Umfang zur Vermeidung des Nutzmomentes zweckmäßig.
Das Nutzmoment ist besonders auf Gefällestrecken unerwünscht, da hier eine Gefährdung der aktiven Fahrsicherheit durch verlängerte Verzögerungswege auftreten kann. Ferner ist hier die schädigende Wirkung der höheren Abgastemperatur besonders ausgeprägt, da einer Gefällestrecke oftmals eine Vollgassteigungsstrecke vorausgeht, bei der maximale Drehzahlen und Abgastemperaturen erreicht werden. Gemäß einem besonders bevorzugten Verfahrens ist daher ferner vorgesehen, dass die Unterdrückung der Schubabschaltung und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Schubphase und/oder eine maximal zulässige Temperaturvorgabe für das Abgas und/oder das Katalysatorsystem während der Schubphase in Abhängigkeit von einer Abweichung einer Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Ist-Fahrzeugbeschleunigung von einer, entsprechend einem aktuellen Motormoment in der Ebene zu erwartenden Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Soll- Fahrzeugbeschleunigung gesteuert wird. Demnach wird etwa durch Vergleich der tatsächlichen momentanen Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit, die in Abhängigkeit von dem von der Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Moment für das Fahren in der Ebene ermittelt wird, zunächst eine Steigungs- beziehungsweise Gefälleerkennung durchgeführt. Hiervon wird abhängig gemacht, ob die erfindungsgemäße Unterdrückung der Schubabschaltung zugelassen wird, und wenn ja, mit welchem Luft-Kraftstoff-Verhältnis die Verbrennungskraftmaschine während der Schubphase gefeuert wird. Abhängig von dem erkannten Gefälle kann somit die Nutzmomenterzeugung vollständig oder teilweise unterbunden werden.
Es ist insbesondere vorgesehen, die Unterdrückung der Schubabschaltung aufzuheben, das heißt die Schubabschaltung zuzulassen, wenn das anhand der Abweichung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung von der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung erkannte Gefälle einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise wird ein übermäßig langer Bremsweg bei starken Gefällen vermieden. Ist umgekehrt die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung niedriger als die Soll- Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung in der Ebene, so liegt eine Steigungsstrecke vor und die Unterdrückung der Schubabschaltung ist zulässig.
Es kann ferner vorgesehen sein, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Schubphase und/oder die Vorgabe der maximal zulässigen Temperatur des Abgases und/oder des Katalysatorsystems in Abhängigkeit von dem erkannten Gefälle zu variieren. Dabei wird insbesondere das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und/oder die maximale Temperaturvorgabe mit zunehmendem Gefälle stufenweise oder kontinuierlich zunächst bis auf λ = 1 ,00 angehoben, ehe bei Erreichen des vorgebbaren Grenzwertes die Schubabschaltung durchgeführt wird, das heißt Lambda auf zumindest nahe unendlich angehoben wird.
Die für die Gefälleerkennung notwendige Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise -beschleunigung kann in bekannter Weise beispielsweise über die Motordrehzahl und einen eingelegten Gang und/oder anhand einer von Raddrehzahlsensoren gemessenen Raddrehzahl und einem dynamischen Radhalbmesser ermittelt werden. Abweichende Verfahren zur Geschwindigkeitserfassung sind ebenso denkbar. Die theoretische Soll- Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise -beschleunigung in der Ebene wird vorzugsweise in Abhängigkeit eines von der Verbrennungskraftmaschine abgegebenen und von der Motorsteuerung ermittelten Momentes ermittelt. Alternativ können als Ersatzgröße auch andere das Motormoment näherungsweise beschreibende Motorsteuerungsgrößen herangezogen werden, beispielsweise eine Fahrpedalstellung, die eingespritzte Kraftstoff- menge, ein Luftmassenmessersignal sowie ein Abgaslambdasignal. Das Motormoment beziehungsweise die Ersatzgröße wird dann mit einer Drehzahländerung bei Fahrzeugbetrieb in der Ebene mit Hilfe eines gespeicherten Kennfeldes korreliert. Weitere erforderliche Kennwerte wie Fahrzeugmasse, Luftwiderstandsbeiwert oder Rollwiderstandsbeiwert können als Festwerte beziehungsweise als Funktion der ermittelten Ist- Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise -beschleunigung im Motorsteuergerät ebenfalls abgelegt werden. Die Vorgehensweise zur Ermittlung der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit oder -beschleunigung in der Ebene ist in ihren Grundzügen aus der Steuerung von Schaltvorgängen bei Automatikgetrieben bekannt und soll nicht weiter erläutert werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 schematisch einen Aufbau einer Verbrennungskraftmaschine mit nachgeschaltetem Abgastrakt;
Figur 2 zeitliche Verläufe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer
Katalysatortemperatur sowie einer Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Schubphase mit Schubabschaltung gemäß dem Stand der Technik;
Figur 3 zeitliche Verläufe der Größen gemäß Figur 2 nach einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 zeitliche Verläufe der Größen gemäß Figur 2 nach einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Figur 5 zeitliche Verläufe der Größen gemäß Figur 2 nach einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Figur 6 gefälleabhängige Verläufe des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowie eines
Zündwinkels während eines Schubs und während eines Fahrzeugvortriebs gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung und
Figur 7 gefälleabhängige Verläufe der Größen gemäß Figur 6 nach einer fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem ihr nachgeschalteten Abgaskanal 12. Zur Reinigung eines von der Verbrennungskraftmaschine 10 kommenden Abgases beherbergt der Abgaskanal 12 einen motornahen, kleinvolumigen Vorkatalysator 14, typischerweise ein 3-Wege-Katalysator, sowie einen diesem nachgeschalteten großvolumigen NOx-Speicherkatalysator 16. Der NOx-Speicherkatalysator 16 wird diskontinuierlich mit mageren und fetten Abgasatmosphären beaufschlagt, wobei in den mageren Betriebsphasen eine Einlagerung von Stickoxiden NOx stattfindet und in den fetten Betriebsphasen eine NOx-Regeneration und -konvertierung. Die Regelung der Mager- Fett-Zyklen sowie des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses Lambda erfolgt typischerweise mit Hilfe einer stromab der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordneten Lambdasonde 18 sowie eines weiteren Gassensors 20, der stromab des NOx-Speicherkatalysators 16 installiert ist. Der Gassensor 20 kann ebenfalls eine Lambdasonde oder vorzugsweise ein NOx-Sensor sein. Ein Temperatursensor 22 ermittelt eine Abgastemperatur vor dem NOx- Speicherkatalysator 16. Die von den Sensoren 18, 20, 22 bereitgestellten Signale sowie verschiedene Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10 finden Eingang in ein Motorsteuergerät 24, welches anhand gespeicherter Algorithmen und Kennfelder den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 steuert.
Figur 2 verdeutlicht anhand des Verlaufes verschiedener Kenngrößen die katalysatorschädigende Temperaturbelastung während einer gemäß dem Stand der Technik zugelassenen Schubabschaltung. Der Graph 100 zeigt den Verlauf einer Fahrzeuggeschwindigkeit v. Die Geschwindigkeit v befindet sich zunächst auf einem konstanten hohen Niveau, nimmt dann in einer Verzögerungsphase kontinuierlich ab, beispielsweise weil der Fahrer eine Gasanforderung zurücknimmt, um schließlich ein konstant niedriges Niveau anzunehmen. Das Fahrzeug befindet sich während der Verzögerungsphase in einer Schubphase τs, in der das angeforderte Fahrwunschmoment kleiner ist als ein momentanes, vom Fahrzeug erbrachtes Schubmoment. Der zeitliche Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λ ist mit Graph 102 dargestellt. Während des anfänglichen Hochlastbetriebes erfolgt eine verhältnismäßig starke Gemischanreicherung mit λ < 1. Während der Schubphase τs, in welcher der Motor keine Arbeit verrichtet und die Fahrzeuggeschwindigkeit v allein durch das Schubmoment aufrechterhalten wird, erfolgt eine Schubabschaltung, indem eine Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird. Infolgedessen nimmt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ einen zumindest nahezu unendlich positiven Wert an. Wegen der in der Schubabschaltung hohen Sauerstoffkonzentration des Abgases kommt es zu intensiven Konvertierungsreaktionen von zunächst noch hohen HC-Mengen an den Katalysatoren 14, 16. Graph 104 stellt den Verlauf der lokalen Temperatur in einer Beschichtung (Washcoat) in der Reaktionszone des NOx-Speicherkatalysators 16 dar. Hier zeigt sich, dass nach einer anfänglich konstanten Katalysatortemperatur T im Hochlastbetrieb eine intensive Temperaturspitze zu Beginn der ungefeuerten Schubphase τs auftritt. In Abhängigkeit von der vor der Schubabschaltung vorliegenden Ausgangstemperatur kann diese dabei einen kritischen Temperaturbereich (schraffiert dargestellt) erreichen, in welchem der Katalysator 16 irreversibel geschädigt werden kann.
Um Temperaturspitzen in Schubphasen wirkungsvoll zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die Schubabschaltung in Schubphasen unter bestimmten Voraussetzungen unterdrückt, indem die Verbrennungskraftmaschine 10 während der Schubphase τs gefeuert betrieben wird. Dieses Prinzip ist in seiner einfachsten Ausführung in Figur 3 anhand des gleichen Profils der Fahrzeuggeschwindigkeit v wie in Figur 2 dargestellt (Graph 100). Gemäß dieser Ausführung wird während der Schubphase τs ein konstanter Lambdawert, der vorzugsweise zwischen λ = 0,95 und λ = 1 ,00 liegt, eingeregelt (Graph 102'). Während der Schubphase τs wird die Verbrennungskraftmaschine 10 demnach mit einem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder einem geringen Kraftstoff-Überschuss betrieben, so dass der vorhandene Sauerstoff beim Verbrennungsvorgang weitgehend verbraucht wird. Infolgedessen kann, wie anhand von Graph 104' ersichtlich ist, das Auftreten von Temperaturspitzen in der Schubphase τs nahezu vollständig unterdrückt werden. Zum Vergleich ist in Figur 3 auch der Temperaturverlauf 104 bei Schubabschaltung gemäß Figur 2 wiedergegeben. Das Fehlen von ausgeprägten Temperaturspitzen in Figur 3 erlaubt eine signifikante Verlängerung der Lebensdauer des Katalysatorsystems und die Gewährleistung einer ausreichenden katalytischen Aktivität über die Lebensdauer. Allerdings verursacht die Feuerung der Schubphase τs einen gewissen Kraftstoffmehrverbrauch gegenüber der Zulassung der Schubabschaltung gemäß Figur 2. Um dem Kraftstoffmehrverbrauch zu minimieren, ist daher zweckmäßig vorgesehen, die Unterdrückung der Schubabschaltung von der gemessenen oder berechneten aktuellen Temperatur des NOx-Katalysatorsystems 14, 16 oder des Abgases abhängig zu machen. Dabei wird die Unterdrückung der Schubabschaltung nur zugelassen, wenn die zu Beginn der Schubphase τs vorliegende Temperatur bereits verhältnismäßig hoch, insbesondere 700 °C, vorzugsweise 750 °C, ist. Ferner kann die Lambdavorgabe während der Schubphase τs proportional zur vorliegenden Temperatur festgesetzt werden.
Eine Weiterentwicklung des in Figur 3 dargestellten Prinzips zeigt Figur 4 bei wiederum identischem Geschwindigkeitsprofil 100. Zusätzlich zur Unterdrückung der Schubabschaltung während der Schubphase τs erfolgt eine Anhebung einer maximal zulässigen Temperaturvorgabe des Abgases und/oder des Katalysatorsystems während des Hochlastbetriebs (Nichtschubbetrieb) um 30 bis 150 K, insbesondere um 50 bis 100 K, gegenüber den vorausgegangenen Beispielen. Ausgehend von einer üblichen zugelassenen Abgastemperatur vor NOx-Speicherkatalysator von etwa 800 °C entspricht dies einer Abgastemperatur vor dem Vorkatalysator 14 von 920 bis 1040 °C, insbesondere 950 bis 1000 °C. Die Anhebung der zulässigen Katalysatortemperatur führt zu einem insgesamt angehobenen Temperaturniveau (Graph 104") gegenüber der in Figur 3 dargestellten Ausführung. Dennoch wird wegen der weitgehend unterdrückten Temperaturspitze in der Schubphase τs der in der Darstellung schraffierte, kritische Temperaturbereich nicht erreicht und das Katalysatorsystem daher gegenüber der vorhergehend erläuterten Variante nicht wesentlich stärker temperaturbelastet. Vorteil dieser Ausführung ist der sich infolge der Temperaturmaßgabe einstellende höhere Lambdawert (Graph 102") und somit eine Kompensation oder sogar Überkompensation des durch den gefeuerten Schubbetrieb verursachten Kraftstoffmehrverbrauchs.
In Weiterentwicklung der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform zeigt Figur 5 die Lambda- und Temperaturverläufe (102'" und 104'"), wenn statt einer festen Lambdavorgabe auch während der Schubphase τs eine sich in Abhängigkeit der maximalen Temperaturvorgabe für das Abgas und/oder das NOx-Katalysatorsystem 14, 16 einstellende Lambdawert zugelassen wird. Diese Maßnahme führt üblicherweise zu Lambdawerten zwischen 0J und 0,95 während der Schubphase τs, insbesondere von 0,8 bis 0,9. Diese in der Schubphase τs resultierende stärkere Gemischanreicherung führt zwar zu einem teilweisen Verlust der Kraftstoffeinsparung gemäß dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, bewirkt aber wegen des unter Last und im Schub nahezu gleichen Lambdawert.es eine zumindest nahezu vollständige Eliminierung von Temperaturspitzen zugunsten der Katalysatorlebensdauer.
Zwei weitere Ausführungsbeispiele tragen dem Problem eines durch den gefeuerten Schub erzeugten Nutzmomentes auf Gefällestrecken Rechnung. Hierbei ist vorgesehen, eine Gefälleerkennung durchzuführen, indem eine Abweichung Δv einer berechneten Soll- Fahrgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung in der Ebene (vSon) von einer aktuellen Ist- Fahrgeschwindigkeit (V|St) und/oder -beschleunigung ermittelt wird. In Figur 6 zeigt der Graph 106 den Lambdaverlauf in einer Schubphase τs, der in Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeitsabweichung Δv geregelt wird. Solange das ermittelte Gefälle kleiner als ein vorgebbares kritisches Gefälle Δvk ist, erfolgt eine Unterdrückung der Schubabschaltung, indem die Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem Lambda < 1 gefeuert betrieben wird. Gleichzeitig erfolgt die Zündung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λ bei einem konstanten Zündzeitpunkt bei einem Kurbelwellenwinkel KWW vor dem oberen Totpunkt OT (Graph 110). Ist das Gefälle größer als Δvk, so wird die Schubabschaltung zugelassen, resultierend in einen gegen Unendlich gehenden Lambdawert im Schub. Hierdurch wird eine durch das Nutzmoment hervorgerufene Verlängerung eines Verzögerungsweges und sich daraus ergebende Gefährdungen oder Irritationen des Fahrers vermieden. Die Zulassung der Schubabschaltung und/oder die Vorgabe des kritischen Gefälles Δvk kann in Abhängigkeit der aktuellen Abgas- oder Katalysatortemperatur gesteuert werden. Graph 108 zeigt den gefälleabhängigen Lambdaverlauf im gefeuerten Fahrzeugvortrieb, wenn also keine Schubsituation vorliegt. Hier ist vorgesehen, oberhalb des kritischen Gefälles Δvk die maximal zulässige Abgas- und/oder Katalysatortemperatur abzusenken, woraus sich entsprechend der erforderlichen Kühlung eine Lambdaabsenkung ergibt. Die Temperaturbeziehungsweise Lambdaabsenkung im Fahrzeugvortrieb bringt den Vorteil, dass bei einem Gefälle oberhalb von Δvk problemlos eine Schubabschaltung durchgeführt werden kann, wenn eine Schubphase τs einsetzt, ohne dass die dann aus der Sauerstoffbeaufschlagung resultierende Temperaturspitze den kritischen Temperaturbereich erreicht.
Gemäß einer weiteren, in Figur 7 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch λ während der gefeuerten Schubphase mit zunehmendem Gefälle kontinuierlich zunächst bis zu einem Lambda = 1 angehoben (Graph 106'). Gleichzeitig wird der Zündzeitpunkt gemäß Graph 110 bis zu einem Kurbelwellenwinkel KWW nach dem oberen Totpunkt OT verschoben, um einen Wirkungsgrad der Verbrennung und somit das entstehende Nutzmoment zu verringern. Wiederum wird bei Überschreiten des vorgegebenen kritischen Gefälles Δvk die Schubabschaltung zugelassen. Befindet sich das Fahrzeug hingegen unter Motorlast (Nicht-Schub), wird die maximal zulässige Abgas- und/oder Katalysatortemperatur mit zunehmendem Gefälle kontinuierlich gesenkt, woraufhin sich gemäß Graph 108' ein abnehmender Lambdaverlauf einstellt. Die in den Figuren 6 und 7 gezeigten Verfahren führen ohne nennenswerte Verbrauchseinflüsse zu einer verbesserten Katalysatorlebensdauer. Alle Vorgänge können auch bedarfsgerecht auf den Katalysatorzustand, insbesondere die Katalysatortemperatur oder eine bereits bestehende Vorschädigung, abgestimmt werden. Dabei bietet das in Figur 7 dargestellte Verfahren die beste Abstimmung hinsichtlich des Fahrverhaltens.
Sinngemäß sind die vorstehend beschriebenen Verfahrensausführungen auch auf Katalysatorsysteme auf 3-Wege-Basis anwendbar. Ebenso ist die Verwendung von Vorkatalysatoren nicht zwingend erforderlich.
B E Z U G SZ E I C H E N L I S T E
10 Verbrennungskraftmaschine
12 Abgaskanal
14 Vorkatalysator
16 Hauptkatalysator / NOx-Speicherkatalysator
18 Lambdasonde 20 NOx-Sensor
22 Temperatursensor
24 Motorsteuergerät
100 zeitlicher Verlauf Fahrzeuggeschwindigkeit 102 zeitlicher Lambdaverlauf
104 zeitlicher Temperaturverlauf (Katalysatortemperatur)
106 gefälleabhängiger Lambdaverlauf im Schub
108 gefälleabhängiger Lambdaverlauf im Fahrzeugvortrieb
110 gefälleabhängiger Verlauf des Zündzeitpunktes
KWW Kurbelwellenwinkel λ Luft-Kraftstoff-Verhältnis
OT oberer Totpunkt t Zeit T Katalysatortemperatur τs Schubphase v Fahrzeuggeschwindigkeit
V|St tatsächliche Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit Sθ|i theoretische Fahrzeuggeschwindigkeit in der Ebene (Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit) Δv Abweichung/Gefälle
Δvk kritisches Gefälle

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Steuerung einer Temperatur eines in einem Abgaskanal (12) einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeuges angeordneten Katalysatorsystems (14, 16), bestehend aus mindestens einem Hauptkatalysator (16) und gegebenenfalls einem oder mehreren Vorkatalysatoren (14), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebspunkt, bei dem ein durch einen Fahrer angefordertes Fahrwunschmoment kleiner als ein Schubmoment des Fahrzeuges ist (Schubphase τs), eine Schubabschaltung durch Beaufschlagung der Verbrennungskraftmaschine (10) mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) kleiner oder gleich 1 ,1 unterdrückbar ist.
2. Verfahren zur Steuerung einer Temperatur eines in einem Abgaskanal (12) einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeuges angeordneten Katalysatorsystems (14, 16), bestehend aus mindestens einem Hauptkatalysator (16) und gegebenenfalls einem oder mehreren Vorkatalysatoren (14), dadurch gekennzeichnet, dass
(a) in einem Betriebspunkt, bei dem ein durch einen Fahrer angefordertes
Fahrwunschmoment kleiner als ein Schubmoment des Fahrzeuges ist (Schubphase, τs), eine Schubabschaltung durch Beaufschlagung der Verbrennungskraftmaschine (10) mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) kleiner oder gleich eins unterdrückbar ist und
(b) die Unterdrückung der Schubabschaltung und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) während der Schubphase (τs) und/oder eine maximal zulässige Temperaturvorgabe (Tmaχ) für das Abgas und/oder das Katalysatorsystem (14, 16) während der Schubphase in Abhängigkeit von einer Abweichung (Δv) einer Ist-Fahrzeug- geschwindigkeit (v,st) und/oder Ist-Fahrzeugbeschleunigung von einer, entsprechend einem aktuellen Motormoment in der Ebene zu erwartenden Soll- Fahrzeuggeschwindigkeit (vSon) und/oder Soll-Fahrzeugbeschleunigung gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Hauptkatalysator (16) ein NOx-Speicherkatalysator eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (10) während der Schubphase (τs) mit einem Luft- Kraftstoff-Verhältnis (λ) kleiner oder gleich 1 ,05, insbesondere kleiner oder gleich 1 ,02, beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (10) während der Schubphase (τs) mit einem Luft- Kraftstoff-Verhältnis (λ) von 0,95 bis 1 ,00 beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) während der Schubphase (τs) in Abhängigkeit von einer gemessenen oder berechneten Temperatur (T) des Abgases und/oder des Katalysatorsystems (14, 16) vorgebbar ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdrückung der Schubabschaltung nicht erfolgt, wenn die Temperatur (T) des Abgases und/oder des Katalysatorsystems (14, 16) eine vorgebbare Temperaturschwelle nicht übersteigt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fahrzeugvortrieb (Nicht-Schubphase) der Verbrennungskraftmaschine (10) eine maximal zulässige Temperatur (Tmax) des Abgases vor dem Vorkatalysator (14) von 920 bis 1040 °C, insbesondere von 950 bis 1000 °C, vorgegeben wird und das Luft- Kraftstoff-Verhältnis (λ) in Abhängigkeit von der Temperaturvorgabe (Tmax) regelbar ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeugvortrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) eine maximal zulässige Temperatur (Tmax) des Abgases vor dem NOx-Speicherkatalysator (14) von 830 bis 920 °C, insbesondere von 850 bis 880 °C, festgelegt wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) in Abhängigkeit von der Temperaturvorgabe (Tmax) regelbar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Schubphase (τs) die Verbrennungskraftmaschine (10) mit einem sich in Abhängigkeit der vorgegebenen maximal zulässigen Temperatur (Tmax) des Abgases und/oder des Katalysatorsystems (14, 16) einstellenden Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) beaufschlagbar ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Unterdrückung der Schubabschaltung in der Schubphase erzeugtes Nutzmoment durch eine Spätverschiebung eines Zündzeitpunktes zumindest teilweise kompensiert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schubphase (τs) das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) und/oder eine maximal zulässige Temperaturvorgabe (Tmax) für das Abgas und/oder das Katalysatorsystem (14, 16) mit einem anhand der Abweichung (Δv) der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (v,st) und/oder Ist- Fahrzeugbeschleunigung von der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit (vSon) und/oder Soll-
Fahrzeugbeschleunigung erkanntem, zunehmenden Gefälle stufenweise oder kontinuierlich angehoben wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schubphase (τs) die Unterdrückung der Schubabschaltung aufgehoben wird, wenn das erkannte Gefälle einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schubphase (τs) der Zündzeitpunkt mit zunehmenden Gefälle stufenweise oder kontinuierlich spätverschoben wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fahrzeugvortrieb (Nicht-Schubphase) der Verbrennungskraftmaschine (10) eine maximal zulässige Temperaturvorgabe (Tmax) des Abgases und/oder des Katalysatorsystems (14, 16) mit zunehmenden Gefälle stufenweise und/oder kontinuierlich absenkbar ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die theoretische Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit (vSon) und/oder Soll-Fahrzeugbeschleunigung in der Ebene in Abhängigkeit eines von der Verbrennungskraftmaschine (10) abgegebenen Momentes oder einer mit diesem korrelierenden Größe anhand von gespeicherten Kennwerten und/oder Kennfeldern ermittelt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist- Fahrzeuggeschwindigkeit (v,st) und/oder Ist-Fahrzeugbeschleunigung anhand einer
Motordrehzahl und einem eingelegten Gang und/oder anhand einer von mit Raddrehzahlsensoren gemessenen Raddrehzahl und einem dynamischen Radhalbmesser ermittelt wird.
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