WO2011124283A1 - Verfahren zum heizen eines katalysators in einem motorsystem und zur diagnose der wirksamkeit von massnahmen zum heizen des katalysators - Google Patents

Verfahren zum heizen eines katalysators in einem motorsystem und zur diagnose der wirksamkeit von massnahmen zum heizen des katalysators Download PDF

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Joerg Linke
Damien Bouvier
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y10T407/245—Cutters, for shaping with chip breaker, guide or deflector comprising concave surface in cutting face of tool

Definitions

  • the invention relates to engine systems with internal combustion engines, in particular with diesel engines, in the exhaust section of which an oxidation catalyst and a reduction catalyst are arranged in series.
  • the invention further relates to methods of operating the engine system for a heating phase to bring the catalysts to an operating temperature.
  • Oxi-Kat Oxi-Kat
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • the internal combustion engine is usually operated according to a catalyst heating operation in which first the oxidation catalytic converter and then the reduction catalytic converter are brought to their operating temperature.
  • the heating operation achieves an earlier achievement of the operating temperatures of the catalytic converters (light-off temperature), which is necessary in order to comply with the legally prescribed emission standards.
  • Previous methods for the heating operation of the SCR catalyst provide a control in which the heating of the SCR catalyst is timed. This is done by a timed specification of measures for the operation of the internal combustion engine, with the aim of increasing the temperature in the SCR catalyst.
  • a method for operating a combustion engine in a catalyst heating operation wherein the internal combustion engine is operable in a normal operation.
  • the method comprises the following steps:
  • An idea of the above method is basically to carry out the heating process for the first catalyst depending on the first exhaust gas temperature over the exhaust gas temperature of the first catalyst in order to achieve the operating temperature of the catalyst as quickly as possible.
  • component tolerances and other influences are taken into account, since the respective current exhaust gas temperature is detected and the heating process is carried out until the operating temperature, which can be specified by the first temperature threshold, is reached.
  • additional fuel can be injected into the at least one cylinder before or during the combustion process with excess air in order to realize a so-called early post-injection.
  • the internal combustion engine can be operated such that no unburned fuel reaches the exhaust gas discharge section.
  • the first exhaust gas temperature indication in the first operating mode, can be regulated to a predetermined first desired operating temperature, wherein the control intervention relates only to internal engine measures, in particular wherein the control intervention by dividing an additional AufMapkraftstoffmenge between a main injection and forward and / or Includes post injections.
  • the predetermined first setpoint operating temperature can be varied depending on an operating state of the engine system, so that the difference between the first exhaust gas temperature specification and the predetermined first setpoint operating temperature does not exceed a predetermined limit value.
  • the further steps may be performed:
  • the exhaust gas temperature of the exhaust gas in the second catalytic converter is regulated to the predetermined second setpoint operating temperature, wherein the control intervention relates to a late post-injection of fuel after a combustion process in the at least one cylinder.
  • a method for checking the function of the catalyst heating operation may be provided, wherein an error of the function of the catalyst heating operation is detected, if in the regulations, the difference between the first exhaust temperature indication and the predetermined first target operating temperature or the difference between the second Exhaust temperature and the specified second target operating temperature during a predetermined period of time exceeds a predetermined diagnostic limit.
  • One idea of the above diagnostic method is to evaluate the control deviation and to detect an error when the control deviation is exceeded for a predetermined maximum period of time.
  • an apparatus for operating an internal combustion engine may be provided in a catalyst heating operation, wherein the internal combustion engine is operable in a normal operation.
  • the device may include:
  • a first temperature sensor for determining a first exhaust gas temperature value, which indicates the exhaust gas temperature of the exhaust gas in a first catalytic converter
  • a control unit which is adapted to operate the internal combustion engine in a first mode in which compared to the normal operation, exhaust gas with an increased exhaust gas temperature is discharged from at least one cylinder of the internal combustion engine, as long as the first exhaust gas temperature specification has not reached a predetermined first temperature threshold ,
  • an engine system may be provided with an internal combustion engine and the above apparatus, wherein the internal combustion engine is configured to exhaust exhaust gas into an exhaust gas removal section, wherein the first temperature sensor is disposed between the internal combustion engine and the first catalyst.
  • the above device may include a second temperature sensor for determining a second exhaust gas temperature value indicative of an exhaust gas temperature of the exhaust gas in a second catalyst downstream of the first catalyst and the controller configured to, when the predetermined first temperature threshold has been achieved to operate the internal combustion engine in a second mode in which the exhaust gas expelled from the cylinders of the internal combustion engine contains unburned fuel which burns to increase the exhaust gas temperature in the Abgasab Installationsabites and / or oxidized in the first catalyst, thereby the exhaust gas temperature is increased as long as the second exhaust gas temperature specification has not reached a predetermined second target operating temperature.
  • an engine system may be provided with an internal combustion engine and the above apparatus, wherein the second temperature sensor is disposed between the first catalyst and the second catalyst.
  • a computer program product including program code which, when executed on a data processing device, performs the above method.
  • Figure 1 is a schematic representation of an engine system with a Oxidati- onskatalysator and a downstream reduction catalyst;
  • FIG. 2 shows a flowchart for illustrating a method for a heating process for heating the catalysts to their operating temperatures.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary engine system 1 with an internal combustion engine 2, in particular a diesel engine.
  • the internal combustion engine 2 is supplied with ambient air via an air supply section 3, and combustion exhaust gases are discharged from cylinders 4 of the internal combustion engine 2 into the environment via an exhaust gas discharge section 5.
  • the internal combustion engine 2 comprises four cylinders 4, in each of which an injection valve 8 is arranged for the direct injection of fuel. Air is introduced into the cylinders 4 via respective intake valves 19 and discharged into the exhaust discharge section 5 via exhaust valves 21.
  • the air supply section 3 and the exhaust gas supply section 5 is a
  • Turbocharger 6 is arranged, which has a compressor 61 and a turbine 62.
  • the turbine 62 is disposed in the exhaust gas supply section 5, and takes the exhaust gas enthalpy of drive energy for the compressor 61.
  • the turbine 62 is coupled to the compressor 61 to drive it.
  • the compressor 61 sucks in air from the environment and provides this under a boost pressure.
  • the provided under the boost pressure air, the so-called charge air is supplied via a throttle valve 7 to the engine 2. There, the air is admitted via the corresponding intake valves 19 in the cylinder 4 corresponding to the power stroke.
  • an oxidation catalyst 9 Downstream of the turbine 62, an oxidation catalyst 9 is arranged, which serves for exhaust gas aftertreatment.
  • the oxidation catalyst 9 the pollutant emissions in the exhaust gas can be drastically reduced. In particular, carbon monoxide and nitrogen oxides are oxidized into less harmful gases.
  • the exhaust gas flow can be passed through an optional particulate filter 10 in order to reduce the particles present in the exhaust gas of diesel engines, in particular soot particles which are produced in diesel engines.
  • the filtered exhaust gases are fed into a subsequently arranged reduction catalytic converter 1 1, which may be designed, for example, as an SCR catalytic converter (SCR: Selective Catalytic Reduction).
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • an aqueous urea solution is continuously injected as a reducing agent into the exhaust gas flow, resulting in hydrolysis of water and ammonia. Ammonia is able to reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas to nitrogen.
  • a metering module 12 is disposed on a corresponding part of the Abgasab Operationsabitess 5 to add the reducing agent from a reducing agent tank 13 in a suitable dosage to the exhaust gas, so that a reduction of nitrogen oxides in the SCR catalyst. 1 1 takes place.
  • a first temperature sensor 18 is provided to measure a first exhaust gas temperature at the entrance of the oxidation catalyst 9 as a state variable.
  • a second The temperature sensor 14 is provided to measure a second exhaust gas temperature of the exhaust gas at the outlet of the oxidation catalyst 9 or before entering the SCR catalyst 1 1 as a state variable.
  • an exhaust gas recirculation line 15 is provided to recirculate exhaust gases from the exhaust discharge section 5 to the area of the air supply section 3 between the throttle valve 7 and the intake valves 19 of the engine 2.
  • the recirculated exhaust gas serves as an inert gas and is not involved in the combustion in the combustion chambers of the cylinder 4. However, it serves to prevent the excessive formation of nitrogen oxides, which occurs more in an oxygen-excess combustion.
  • an exhaust gas cooler 16 and an exhaust gas recirculation valve 17 may be provided to adjust the amount of recirculated exhaust gas and the resulting exhaust gas recirculation rate.
  • a controller 20 which controls the internal combustion engine 2 based on a preset quantity E, such as an engine speed. an indication of an accelerator pedal position, a desired drive torque and the like, as well as based on detected in the engine system 1 state variables adjuster of the engine system 1 drives to operate the internal combustion engine 1 according to the default size.
  • the modulators of the engine system 1 may be e.g.
  • the throttle valve adjuster for adjusting the throttle valve 7, via which the intake manifold pressure or the amount of air supplied to the cylinders can be adjusted, the turbocharger 6, with which the charge pressure can be adjusted (eg by adjusting the efficiency by adjusting the turbine geometry), the exhaust gas recirculation valve 17th with which the exhaust gas recirculation rate is adjustable, the injection valves 8 in the cylinders 4 for adjusting the amount of fuel and the injection timing include.
  • the oxidation catalyst 9 and the reduction catalyst 11 must be heated to an operating temperature for proper operation. After a cold start of the engine system 1, therefore, a so-called heating operation is provided with which the heating of both the oxidation catalyst 9 and the reduction catalyst 1 1 can be carried out accelerated.
  • the achievement of the operating temperature of the oxidation catalyst 9 is initially desired. This can be achieved with the aid of a first control loop which increases the operating temperature of the oxidation catalytic converter 9 via internal engine measures in order to enable the oxidation catalytic converter 9 to oxidize hydrocarbon.
  • a desired operating temperature for the oxidation catalyst 9 is predetermined, which represents a desired value for the first control loop.
  • the first exhaust gas temperature of the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst 9 is measured and selected depending on the magnitude of the control deviation, ie depending on the height of the temperature difference between the predetermined desired operating temperature of the oxidation catalyst 9 and the measured operating temperature 18.
  • the first control loop should vary the injection time durations and the injection times accordingly, depending on the behavior of the oxidation catalytic converter 9.
  • Possibilities of variation of injection quantities and injection timings for heating the oxidation catalytic converter 9 are to inject fuel into the cylinder 4 as an early post-injection after or during combustion.
  • Another way to increase the exhaust gas temperature is to add more fuel during the main injection and any pre-injections that occur before the main injection.
  • step S1 it is checked on the basis of the first temperature sensor 18 whether a heating operation has to be performed. A heating operation is necessary when it is determined that the exhaust gases flowing into the oxidation catalyst 9 are cooler than indicated by a predetermined first temperature threshold. If the heating operation is necessary (alternative: yes), the internal combustion engine 2 is operated according to a first heating mode in step S2.
  • the first control loop is activated in the control unit 20, to which the desired operating temperature of the oxidation catalytic converter 9 is predetermined as the setpoint value.
  • This desired operating temperature is initialized with the current actual temperature at the start of the heating operation and updated in dependence on the engine operating point and the duration of the heating mode and increases continuously or stepwise up to a first temperature threshold.
  • the first control circuit controls the engine 2 so that the exhaust gas temperature of the exhaust gas discharged from the cylinders 4 is higher than in the normal operation, so that the oxidation catalyst 9 can warm up.
  • the second control loop While the first control loop is active, the first exhaust gas temperature is monitored in step S3, and as soon as the first temperature threshold is exceeded by the first exhaust gas temperature (alternative: yes), the second heating mode is adopted in step S4, with heating exclusively or additionally of the SCR catalyst 1 1 is made.
  • the second control loop In the second Aufkar jossart therefore the second control loop is activated alternatively or in addition to the first control loop.
  • the second control circuit controls, depending on the difference between the second exhaust gas temperature and a predetermined second target operating temperature, which may correspond to a working temperature of the SCR catalyst 1 1, by making a late post-injection the amount of unburned fuel entering the exhaust gas discharge section 5 or enters the oxidation catalyst 9.
  • This second desired operating temperature is initialized with the current actual temperature at the start of the heating operation and updated in dependence on the engine operating point 8 and the duration of the heating mode and increased continuously or stepwise up to a second temperature threshold.
  • step S5 it is checked whether the predetermined second target operating temperature has been reached. If this is the case (alternative: yes), in step S6 the run internal combustion engine in a normal mode and the heating operation is completed (step S6).
  • control deviation of the first control loop is greater than a predetermined control deviation threshold, the internal combustion engine 2 is operated exclusively in the first heating mode, which corresponds to a lean operation with an early post-injection of additional fuel. Thereby, a combustion exhaust gas with a higher exhaust gas temperature is ejected from the cylinders 4, whereby the oxidation catalyst 9 is heated faster than in a normal operation of the
  • the amount of fuel provided for heating is visibly injected according to a late post injection, so that the combustion of the fuel in the exhaust area or a second Oxidation takes place in the oxidation catalyst 9 and thus heat is generated directly there.
  • the amount of fuel that is injected as a late post-injection not be increased too much, because then there is a risk that the fuel is not completely burned in the oxidation catalyst 9 and hydrocarbons in the In particular, the hydrocarbons may block the function of the SCR catalyst and necessitate frequent rejuvenation of the SCR catalyst, which significantly reduces the efficiency of the engine system
  • the division of an additional heat-up fuel quantity between a main injection and pilot injections is the main control variable of the first control loop is the control loop.
  • the monitoring of the control deviation between the first exhaust gas temperature and the first desired operating temperature can be used as a diagnosis. In particular, the effect of the measures associated with the first heating mode can thus be checked.
  • the reduction catalytic converter 11 is heated in accordance with the second heating mode of the heating process.
  • the second exhaust gas temperature of the exhaust gas before the SCR catalyst 1 1 is measured by the second temperature sensor 14.
  • the control of the second control loop is performed.
  • an injection of fuel after combustion in the cylinders is now carried out as a late post-injection.
  • the fuel burns in the outlet region of the cylinders 4 or first in the oxidation catalytic converter 9 and heats the exhaust gas emitted from the cylinders 4 in such a way that the SCR catalytic converter 11 is heated up.
  • Both in the first and in the second control can be provided that the predetermined target operating temperatures of the exhaust gas depending on the operating point of the internal combustion engine 2, by the speed, injection quantity, exhaust gas recirculation rate, driving speed, environmental conditions such as ambient temperature and ambient air pressure, and the length of time during which the heating operation is active can be determined.
  • the desired operating temperatures can be moderately adapted to the current operating state so as to avoid that the control deviation is too high.
  • a high control deviation would have the consequence that a large amount of fuel would also injected into the cylinder 4 of the engine. This results in too low a first exhaust gas temperature before the oxidation catalyst 9 or in the oxidation catalyst 9 that unburned fuel in the oxidation catalyst 9 does not burn and thereby fuel enters the SCR catalyst 1 1.
  • a poisoning of the SCR catalyst 1 1 with hydrocarbons would result. Furthermore, a method for monitoring the effectiveness of the heating process can be carried out, the diagnosis is released when the regulations have exhausted the entire range, ie when the manipulated variables such as the injection amount injected in the late post-injection has a maximum value, and the general release conditions that depend on the rotational speed, the injection amount and the like have existed for a certain period of time. An error is detected if the control deviation in one of the controls exceeds a predetermined threshold for a certain period of time.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) in einem Katalysatorheizbetrieb, wobei der Verbrennungsmotor (2) in einem Normalbetrieb betreibbar ist, mit folgenden Schritten: - Ermitteln (S1) einer ersten Abgastemperaturangabe, die die Abgastemperatur des Abgases in einem ersten Katalysator (9), insbesondere in einem Oxidationskatalysator, angibt; - Betreiben (S2) des Verbrennungsmotors (2) in einer ersten Betriebsart, bei der gegenüber dem Normalbetrieb Abgas mit einer erhöhten Abgastemperatur aus mindestens einem Zylinder (4) des Verbrennungsmotors (2) ausgestoßen wird, solange die erste Abgastemperaturangabe einen vorgegebenen ersten Temperatur-Schwellenwert nicht erreicht hat. Mit diesem Verfahren wird eine robuste und einfache Diagnose der Wirksamkeit des Katalysatorheizbetriebes gemäß den Anforderungen von CARB Title13 CCR Section 1968.2Kapitel (f)(12) möglicht.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Heizen eines Katalysators in einem Motorsystem und zur Diagnose der Wirksamkeit von Maßnahmen zum Heizen des Katalysators
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Motorsysteme mit Verbrennungsmotoren, insbesondere mit Dieselmotoren, in deren Abgasabschnitt ein Oxidationskatalysator und ein Reduktionskatalysator in Reihe angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Betreiben des Motorsystems für eine Aufheizphase, um die Katalysatoren auf eine Betriebstemperatur zu bringen.
Stand der Technik
Heutige Motorsysteme mit Verbrennungsmotoren, insbesondere mit Dieselmotoren, weisen in der Abgasanlage Katalysatoren auf, um schädliche Emissionen zu reduzieren. Bei modernen Motorsystemen werden ein sogenannter Oxidationskatalysator (kurz: Oxi-Kat) und ein nachgeordneter Reduktionskatalysator üblicherweise in Form eines SCR-Katalysators (SCR: Selective Catalytic Reducti- on) verwendet. Der SCR-Katalysator benötigt zudem das Einleiten eines Reduktionsmittels in die Abgasanlage z.B. in Form von Harnstoff.
Da die Katalysatoren zum ordnungsgemäßen Betrieb eine bestimmte Betriebstemperatur benötigen, wird der Verbrennungsmotor nach dem Kaltstart des Motorsystems in der Regel gemäß einem Katalysatorheizbetrieb betrieben, bei dem zunächst der Oxidationskatalysator und anschließend der Reduktionskatalysator auf ihre Betriebstemperatur gebracht werden. Durch den Aufheizbetrieb wird ein früheres Erreichen der Betriebstemperaturen der Katalysatoren (Light-off Temperatur) erreicht, was notwendig ist, um die gesetzlich vorgeschriebenen Abgasnormen zu erfüllen. Bisherige Verfahren für den Aufheizbetrieb des SCR-Katalysators sehen eine Steuerung vor, bei denen die Aufheizung des SCR-Katalysators zeitlich gesteuert wird. Dies wird durch eine zeitlich festgelegte Vorgabe von Maßnahmen zum Betrieb des Verbrennungsmotors durchgeführt, mit dem Ziel die Temperatur im SCR-Katalysator zu erhöhen. Dadurch können jedoch die Systemstreuungen bzw. die Einflüsse von Betriebsparametern, wie z.B. eine Umgebungstemperatur, die Kraftstoffqualität und dergleichen nicht berücksichtigt werden. Die Folge davon ist, dass die Wirksamkeit des Aufheizvorgangs und damit die angestrebte Temperaturerhöhung in dem SCR-Katalysator sehr große Steuerungen aufwei- sen können.
Weiterhin wird eine Überwachung des Aufheizvorgangs gefordert. Bislang werden die am Aufheizvorgang beteiligten Einzelkomponenten auf ihre Funktionsfähigkeit überwacht, damit der gewünschte Aufheizeffekt auch wirklich erzielt wird. Dies ist jedoch aufwändig zu realisieren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators in einem Motorsystem zur Verfügung zu stellen, bei dem insbesondere die Einflüsse von Betriebsparametern und System- Streuungen berücksichtigt werden, so dass schnellstmöglich eine vorgegebene
Betriebstemperatur erreicht werden kann. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Diagnose zur Überwachung der Wirksamkeit des Aufheizens des Katalysators zu ermöglichen. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbren- nungsmotors in einem Katalysatorheizbetrieb vorgesehen, wobei der Verbrennungsmotor in einem Normalbetrieb betreibbar ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Ermitteln einer ersten Abgastemperaturangabe, die die Abgastemperatur des Abgases in einem ersten Katalysator, insbesondere in einem Oxidationskatalysa tor, angibt;
- Betreiben des Verbrennungsmotors in einer ersten Betriebsart, bei der gegenüber dem Normalbetrieb Abgas mit einer erhöhten Abgastemperatur aus mindes tens einem Zylinder des Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, solange die erste Abgastemperaturangabe einen vorgegebenen ersten Temperatur- Schwellenwert nicht erreicht hat.
Eine Idee des obigen Verfahrens besteht grundsätzlich darin, den Aufheizvorgang für den ersten Katalysator abhängig von der ersten Abgastemperaturangabe über die Abgastemperatur des ersten Katalysators durchzuführen, um die Betriebstemperatur des Katalysators schnellstmöglich zu erreichen. Dabei werden Bauteiltoleranzen und sonstige Einflüsse berücksichtigt, da die jeweils aktuelle Abgastemperatur erfasst und der Heizvorgang solange vorgenommen wird, bis die Betriebstemperatur, die durch den ersten Temperatur-Schwellenwert angegeben werden kann, erreicht ist.
Weiterhin kann bei der ersten Betriebsart zusätzlicher Kraftstoff vor oder während des Verbrennungsvorgangs bei Luftüberschuß in den mindestens einen Zylinder eingespritzt werden, um eine sogenannte frühe Nacheinspritzung zu realisieren. Insbesondere kann bei der ersten Betriebsart der Verbrennungsmotor so betrieben werden, dass kein unverbrannter Kraftstoff in den Abgasabführungsabschnitt gelangt.
Gemäß einer Ausführungsform kann bei der ersten Betriebsart die erste Abgas- temperaturangabe auf eine vorgegebene ersten Soll-Betriebstemperatur geregelt werden, wobei der Regeleingriff lediglich innermotorische Maßnahmen betrifft, insbesondere wobei der Regeleingriff durch die Aufteilung einer zusätzlichen Aufheizkraftstoffmenge zwischen einer Haupteinspritzung und Vor- und/oder Nacheinspritzungen umfasst. Weiterhin kann die vorgegebene erste Soll-Betriebstemperatur abhängig von einem Betriebszustand des Motorsystems variiert werden, so dass der Unterschied zwischen der ersten Abgastemperaturangabe und der vorgegebenen ersten Soll- Betriebstemperatur einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können, wenn der vorgegebene erste Temperatur-Schwellenwert erreicht worden ist, die weiteren Schritte durchgeführt werden:
- Ermitteln einer zweiten Abgastemperaturangabe, die die Abgastemperatur des Abgases in einem zweiten Katalysator angibt, der dem ersten Katalysator nachgeschaltet ist;
- Betreiben des Verbrennungsmotors in einer zweiten Betriebsart, bei der das aus den Zylindern des Verbrennungsmotors ausgestoßene Abgas unverbrannten Kraftstoff enthält, der zum Erhöhen der Abgastemperatur in dem Abgasabführungsabschnitt verbrennt und/oder in dem ersten Katalysator oxidiert, so dass dadurch die Abgastemperatur erhöht wird, solange die zweite Abgastemperaturangabe eine vorgegebene zweite Soll-Betriebstemperatur für den zweiten Katalysator nicht erreicht hat.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der zweiten Betriebsart die Abgastemperatur des Abgases in dem zweiten Katalysator auf die vorgegebene zweite Soll- Betriebstemperatur geregelt wird, wobei der Regeleingriff eine späte Nacheinspritzung von Kraftstoff nach einem Verbrennungsvorgang in dem mindestens einen Zylinder betrifft.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion des Katalysatorheizbetriebs vorgesehen sein, wobei ein Fehler der Funktion des Katalysatorheizbetriebs erkannt wird, wenn bei den Regelungen der Unterschied zwischen der ersten Abgastemperaturangabe und der vorgegebenen ersten Soll- Betriebstemperatur bzw. der Unterschied zwischen der zweiten Abgastemperaturangabe und der vorgegebenen zweiten Soll-Betriebstemperatur während einer vorgegebenen Zeitdauer einen vorgegebenen Diagnose-Grenzwert überschreitet. Eine Idee des obigen Diagnoseverfahrens besteht darin, die Regelabweichung auszuwerten und einen Fehler zu erkennen, wenn die Regelabweichung für eine vorgegebene Maximalzeitdauer überschritten wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann eine Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem Katalysatorheizbetrieb vorgesehen sein, wobei der Verbrennungsmotor in einem Normalbetrieb betreibbar ist. Die Vorrichtung kann umfassen:
- einen ersten Temperatursensor zum Ermitteln einer ersten Abgastemperaturangabe, die die Abgastemperatur des Abgases in einem ersten Katalysator angibt;
- ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um den Verbrennungsmotor in einer ersten Betriebsart zu betreiben, bei der gegenüber dem Normalbetrieb Abgas mit einer erhöhten Abgastemperatur aus mindestens einem Zylinder des Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, solange die erste Abgastemperaturangabe einen vorgegebenen ersten Temperatur-Schwellenwert nicht erreicht hat.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor und der obigen Vorrichtung vorgesehen sein, wobei der Verbrennungsmotor ausgebildet ist, Abgas in einen Abgasabführungsabschnitt auszustoßen, wobei der erste Temperatursensor zwischen dem Verbrennungsmotor und dem ersten Katalysator angeordnet ist.
Weiterhin kann die obige Vorrichtung einen zweiten Temperatursensor zum Ermitteln einer zweiten Abgastemperaturangabe, die eine Abgastemperatur des Abgases in einem zweiten Katalysator angibt, der dem ersten Katalysator nachgeschaltet ist, und das Steuergerät umfassen, das ausgebildet ist, um, wenn der vorgegebene erste Temperatur-Schwellenwert erreicht worden ist, den Verbrennungsmotor in einer zweiten Betriebsart zu betreiben, bei der das aus den Zylindern des Verbrennungsmotors ausgestoßene Abgas unverbrannten Kraftstoff enthält, der zum Erhöhen der Abgastemperatur in dem Abgasabführungsabschnitt verbrennt und/oder in dem ersten Katalysator oxidiert, so dass dadurch die Abgastemperatur erhöht wird, solange die zweite Abgastemperaturangabe eine vorgegebene zweite Soll-Betriebstemperatur nicht erreicht hat. Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor und der vorstehenden Vorrichtung vorgesehen sein, wobei der zweite Temperatursensor zwischen dem ersten Katalysator und dem zweiten Katalysator angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt. Kurzbeschreibung der Zeichnungen.
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Oxidati- onskatalysator und einem nachgeschalteten Reduktionskatalysator;
Figur 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens für einen Aufheizvorgang zum Aufheizen der Katalysatoren auf deren Betriebstemperaturen.
Beschreibung von Ausführungsformen Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, insbesondere einem Dieselmotor. Dem Verbrennungsmotor 2 wird über einen Luftzuführungsabschnitt 3 Umgebungsluft zugeführt und Verbrennungsabgase werden aus Zylindern 4 des Verbrennungsmotors 2 über einen Abgasabführungsabschnitt 5 in die Umgebung abgeführt. Der Verbrennungsmotor 2 umfasst im vorliegenden Beispiel vier Zylinder 4, in denen zum Direkteinspritzen von Kraftstoff jeweils ein Einspritzventil 8 angeordnet ist. Luft wird in die Zylinder 4 über entsprechende Einlassventile 19 eingelassen und über Auslassventile 21 in den Abgasabführungsabschnitt 5 ausgestoßen. In dem Luftzuführungsabschnitt 3 und dem Abgaszuführungsabschnitt 5 ist ein
Turbolader 6 angeordnet, der einen Verdichter 61 und eine Turbine 62 aufweist. Die Turbine 62 ist im Abgaszuführungsabschnitt 5 angeordnet und entnimmt der Abgasenthalpie Antriebsenergie für den Verdichter 61 . Die Turbine 62 ist mit dem Verdichter 61 gekoppelt, um diesen anzutreiben. Der Verdichter 61 saugt Luft aus der Umgebung an und stellt diese unter einem Ladedruck bereit. Die unter dem Ladedruck bereitgestellte Luft, die sogenannte Ladeluft, wird über eine Drosselklappe 7 dem Verbrennungsmotor 2 zugeführt. Dort wird die Luft über die entsprechenden Einlassventile 19 in die Zylinder 4 entsprechend dem Arbeitstakt eingelassen.
Stromabwärts der Turbine 62 ist ein Oxidationskatalysator 9 angeordnet, der zur Abgasnachbehandlung dient. Durch den Oxidationskatalysator 9 können die Schadstoffemissionen im Abgas drastisch reduziert werden. Insbesondere werden Kohlenmonoxid und Stickoxide in unschädlichere Gase oxidiert.
Anschließend kann der Abgasstrom durch einen optionalen Partikelfilter 10 geleitet werden, um die im Abgas von Dieselmotoren vorhandenen Partikel, insbesondere Rußpartikel, die bei Dieselmotoren entstehen, zu reduzieren.
Nach dem Partikelfilter 10 werden die gefilterten Abgase in einen nachfolgend angeordneten Reduktionskatalysator 1 1 geführt, der beispielsweise als SCR- Katalysator (SCR: Selektive katalytische Reduktion) ausgebildet sein kann, geführt wird. Beim SCR-Katalysator wird kontinuierlich eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel in den Abgasstrom eingespritzt, so dass durch Hydrolyse Wasser und Ammoniak entstehen. Ammoniak ist in der Lage, die Stickoxide im Abgas zu Stickstoff zu reduzieren.
Zwischen dem Partikelfilter 10 und dem SCR-Katalysator 1 1 ist ein Dosiermodul 12 an einem entsprechenden Teil des Abgasabführungsabschnitts 5 angeordnet, um das Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmittelbehälter 13 in geeigneter Dosierung dem Abgas hinzuzufügen, so dass eine Reduktion von Stickoxiden in dem SCR-Katalysator 1 1 erfolgt.
Stromaufwärts des Oxidationskatalysators 9 ist ein erster Temperatursensor 18 vorgesehen, um eine erste Abgastemperatur am Eingang des Oxidationskatalysators 9 als Zustandsgröße zu messen. In dem Teil des Abgasabführungsabschnitts zwischen den Partikelfilter 10 und dem SCR-Katalysators 1 1 ist ein zwei- ter Temperatursensor 14 vorgesehen, um eine zweite Abgastemperatur des Abgases am Ausgang des Oxidationskatalysators 9 bzw. vor Eintritt in den SCR- Katalysator 1 1 als Zustandsgröße zu messen.
Zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Turbine 62 des Turboladers 6 ist eine Abgasrückführungsleitung 15 vorgesehen, um Verbrennungsabgase aus dem Abgasabführungsabschnitt 5 in den Bereich des Luftzuführungsabschnittes 3 zwischen der Drosselklappe 7 und den Einlassventilen 19 des Verbrennungsmotor 2 zurückzuführen. Das rückgeführte Abgas dient als Inertgas und ist an den Verbrennungen in den Brennräumen der Zylinder 4 nicht beteiligt. Es dient jedoch dazu, eine übermäßige Entstehung von Stickoxiden zu vermeiden, die bei einer Verbrennung unter Sauerstoffüberschuß vermehrt auftritt.
In der Abgasrückführungsleitung 15 kann ein Abgaskühler 16 und ein Abgasrückführungsventil 17 vorgesehen sein, um die Menge des rückgeführten Abgases und die sich daraus ergebende Abgasrückführungsrate einstellen zu können.
Zum Betreiben des Verbrennungsmotors ist ein Steuergerät 20 vorgesehen, das den Verbrennungsmotor 2 basierend auf einer Vorgabegröße E, wie z.B. einer Angabe zu einer Fahrpedalstellung, eines Wunschantriebsmoments und dergleichen, sowie basierend auf in dem Motorsystem 1 erfasste Zustandsgrößen Stellgeber des Motorsystems 1 ansteuert, um den Verbrennungsmotor 1 gemäß der Vorgabegröße zu betreiben. Die Stellgeber des Motorsystems 1 können z.B. der Drosselklappensteller für die Einstellung der Drosselklappe 7, worüber der Saugrohrdruck bzw. die den Zylindern zugeführte Luftmenge eingestellt werden kann, der Turbolader 6, mit dem der Ladedruck (z.B. über eine Einstellung des Wirkungsgrads durch Verstellen der Turbinengeometrie) eingestellt werden kann, das Abgasrückführungsventil 17, mit dem die Abgasrückführungsrate einstellbar ist, die Einspritzventile 8 in den Zylindern 4 zum Einstellen der Kraftstoffmenge und der Einspritzzeitpunkte umfassen.
Der Oxidationskatalysator 9 und der Reduktionskatalysator 1 1 müssen für einen ordnungsmäßen Betrieb auf eine Betriebstemperatur aufgeheizt werden. Nach einem Kaltstart des Motorsystem 1 ist daher ein sogenannter Aufheizbetrieb vorgesehen, mit dem das Aufheizen sowohl des Oxidationskatalysators 9 als auch des Reduktionskatalysators 1 1 beschleunigt durchgeführt werden kann. Während des Aufheizvorgangs wird zunächst das Erreichen der Betriebstemperatur des Oxidationskatalysators 9 angestrebt. Dies kann mit Hilfe eines ersten Regelkreises erreicht werden, der über innermotorische Maßnahmen die Betriebstemperatur des Oxidationskatalysators 9 erhöht, um den Oxidationskatalysator 9 in die Lage zu versetzen, Kohlenwasserstoff zu oxidieren. Dazu wird eine Soll-Betriebstemperatur für den Oxidationskatalysator 9 vorgegeben, die einen Sollwert für den ersten Regelkreis darstellt. Mit Hilfe des ersten Temperatursensors 18, wird erste Abgastemperatur des Abgases vor dem Oxidationskatalysator 9 gemessen und abhängig von der Höhe der Regelabweichung, d.h. abhängig von der Höhe der Temperaturdifferenz zwischen der vorgegebenen Soll- Betriebstemperatur des Oxidationskatalysators 9 und der gemessenen Betriebstemperatur 18 ausgewählt. Für den Fall einer großen positive Regelabweichung, d.h. einer Regelabweichung über einen vorgegebenen Schwellenwert soll der erste Regelkreis abhängig von dem Verhalten des Oxidationskatalysators 9 die Einspritzzeitdauern und die Einspritzzeitpunkte entsprechend variieren.
Möglichkeiten der Variation von Einspritzmengen und Einspritzzeitpunkten zum Aufheizen des Oxidationskatalysators 9 bestehen darin, Kraftstoff als frühe Nacheinspritzung nach oder während der Verbrennung in den Zylinder 4 einzuspritzen. Der so eingespritzte Kraftstoff verbrennt im Wesentlichen nach dem Arbeitstakt im Zylinder oder im sich unmittelbar anschließenden Bereich des Abgasabführungsabschnittes und wirkt sich lediglich in einer Erhöhung der Abgastemperatur aus, ohne zum Antriebsmoment des Verbrennungsmotors 2 beizutragen.
Eine weitere Möglichkeit, die Abgastemperatur zu erhöhen, besteht darin, mehr Kraftstoff während der Haupteinspritzung und bei etwaigen vor der Haupteinspritzung erfolgenden Voreinspritzungen hinzuzufügen.
Bei einer sogenannten späten Nacheinspritzung wird der Kraftstoff so spät in den Zylinder eingespritzt, das dieser nicht mehr in dem Zylinder verbrennt, sondern unverbrannt in den Oxidationskatalysator 9 gelangt und dort mit Luftsauerstoff reagiert. Diese Oxidation setzt Wärme frei. In Fig. 2 ist das Verfahren zum Heizen der Katalysatoren als Flussdiagramm dargestellt. In Schritt S1 wird anhand des ersten Temperatursensors 18 überprüft, ob ein Aufheizbetrieb vorgenommen werden muss. Ein Aufheizbetrieb ist notwendig, wenn festgestellt wird, dass die in den Oxidationskatalysator 9 strömenden Abgase kühler sind als durch einen vorgegebenen ersten Temperatur- Schwellenwert angegeben. Ist der Aufheizbetrieb notwendig (Alternative: Ja), so wird in Schritt S2 der Verbrennungsmotor 2 gemäß einer ersten Aufheizbetriebsart betrieben. Dazu wird der erste Regelkreis in dem Steuergerät 20 aktiviert, dem die Soll-Betriebstemperatur des Oxidationskatalysators 9 als Sollwert vorgegeben ist. Diese Soll-Betriebstemperatur wird mit der aktuellen Ist-Temperatur beim Start des Aufheizbetriebes initialisiert und in Abhängigkeit des Motorbetriebspunkt und der Dauer der Aufheizbetriebsart aktualisiert und bis auf einen ersten Temperatur-Schwellenwert kontinuierlich oder schrittweise erhöht. Der erste Regelkreis steuert den Verbrennungsmotor 2 so, dass die Abgastemperatur des aus den Zylindern 4 ausgestoßenen Abgases höher ist als im Normalbetrieb, so dass sich der Oxidationskatalysator 9 aufwärmen kann.
Während der erste Regelkreis aktiv ist, wird die erste Abgastemperatur in Schritt S3 überwacht und sobald der erste Temperatur-Schwellenwert durch die erste Abgastemperatur überschritten wird (Alternative: Ja), wird in Schritt S4 die zweite Aufheizbetriebsart eingenommen, bei der ausschließlich oder ergänzend ein Heizen des SCR-Katalysators 1 1 vorgenommen wird. Bei der zweiten Aufheizbetriebsart ist daher der zweite Regelkreis alternativ oder zusätzlich zu dem ersten Regelkreis aktiviert. Der zweite Regelkreis steuert abhängig von der Differenz zwischen der zweiten Abgastemperatur und einer vorgegebenen zweiten Soll- Betriebstemperatur, die einer Arbeitstemperatur des SCR-Katalysators 1 1 entsprechen kann, durch Vornehmen einer späten Nacheinspritzung die Menge an unverbranntem Kraftstoff, der in den Abgasabführungsabschnitt 5 bzw. in den Oxidationskatalysator 9 gelangt. Diese zweite Soll-Betriebstemperatur wird mit der aktuellen Ist-Temperatur beim Start des Aufheizbetriebes initialisiert und in Abhängigkeit von dem Motorbetriebspunkt 8 und von der Dauer der Aufheizbetriebsart aktualisiert und bis auf einen zweiten Temperatur-Schwellenwert kontinuierlich oder schrittweise erhöht.
In Schritt S5 wird überprüft, ob die vorgegebene zweite Soll-Betriebstemperatur erreicht worden ist. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), wird in Schritt S6 der Ver- brennungsmotor in einer Normalbetriebsart betrieben und der Aufheizbetrieb beendet (Schritt S6).
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass, wenn die Regelabweichung des ersten Regelkreises größer ist als ein vorgegebener Regelabweichungs-Schwellenwert, der Verbrennungsmotor 2 ausschließlich in der ersten Aufheizbetriebsart betrieben wird, die einem Magerbetrieb mit einer frühen Nacheinspritzung von zusätzlichem Kraftstoff entspricht. Dadurch wird aus den Zylindern 4 ein Verbrennungsabgas mit einer höheren Abgastemperatur ausgestoßen, wodurch der Oxidati- onskatalysator 9 schneller erwärmt wird, als dies bei einem Normalbetrieb der
Fall ist.
Sinkt die Temperaturdifferenz zwischen der mit dem ersten Temperatursensor 18 gemessenen ersten Abgastemperatur und der vorgegebenen ersten Soll- Betriebstemperatur unter den Regelabweichungs-Schwellenwert, so wird zusehends die zum Aufheizen vorgesehene Kraftstoffmenge gemäß einer späten Nacheinspritzung eingespritzt, so dass die Verbrennung des Kraftstoffs im Auslassbereich oder eine Oxidation im Oxidationskatalysator 9 stattfindet und somit direkt Wärme dort erzeugt wird.
Jedoch sollte bei zu hoher Temperaturdifferenz, d.h. einer zu großen Regelabweichung, die Kraftstoff menge, die als späte Nacheinspritzung eingespritzt wird, nicht zu stark erhöht sein, da dann die Gefahr besteht, dass der Kraftstoff nicht vollständig in dem Oxidationskatalysator 9 verbrennt und Kohlenwasserstoffe in den nachfolgenden SCR-Katalysator 1 1 gelangen, so dass dieser dadurch„vergiftet" wird. Die Kohlenwasserstoffe können insbesondere die Funktion des SCR- Katalysators blockieren und eine häufige Auffrischung des SCR-Katalysators notwendig machen, die die Effizienz des Motorsystems erheblich reduziert. Dieses Verhalten kann dadurch vermieden werden, dass der Reglereingriff des ersten Regelkreises ausschließlich innermotorische Maßnahmen betrifft und keine späte Nacheinspritzung zulässt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Aufteilung einer zusätzlichen Aufheizkraftstoffmenge zwischen einer Haupteinspritzung und Voreinspritzungen die Hauptstellgröße des ersten Regelkreises ist. Die Überwachung der Regelabweichung zwischen der ersten Abgastemperatur und der ersten Soll-Betriebstemperatur kann als Diagnose verwendet werden. Insbesondere kann damit die Wirkung der mit der ersten Aufheizbetriebsart verbundenen Maßnahmen überprüft werden.
Ist der erste Temperatur-Schwellenwert den Oxidationskatalysator 9 betreffend erreicht, so wird gemäß der zweiten Aufheizbetriebsart des Aufheizvorgangs der Reduktionskatalysator 1 1 aufgeheizt. Dazu wird die zweite Abgastemperatur des Abgases vor dem SCR-Katalysator 1 1 durch den zweiten Temperatursensor 14 gemessen. Abhängig von einer Temperaturdifferenz zwischen der vorgegeben zweiten Soll-Betriebstemperatur des SCR-Katalysators 1 1 und der zweiten Abgastemperatur des Abgases vor dem SCR-Katalysator 1 1 wird die Regelung des zweiten Regelkreises durchgeführt.
Als wesentliche Stellgröße des zweiten Regelkreises wird nun eine Einspritzung von Kraftstoff nach der Verbrennung in den Zylindern als späte Nacheinspritzung durchgeführt. Dadurch verbrennt der Kraftstoff im Auslassbereich der Zylinder 4 bzw. erst im Oxidationskatalysator 9 und erwärmt das aus den Zylindern 4 ausgestoßene Abgas so, dass der SCR-Katalysator 1 1 aufgeheizt wird.
Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Regelung kann vorgesehen sein, dass die vorgegebenen Soll-Betriebstemperaturen des Abgases abhängig von dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2, der durch die Drehzahl, Einspritzmenge, Abgasrückführungsrate, Fahrgeschwindigkeit, der Umweltbedingungen, wie z.B. Umgebungstemperatur und Umgebungsluftdruck, sowie die Zeitdauer, während der der Aufheizbetrieb aktiv ist, bestimmt werden. Insbesondere können die Soll-Betriebstemperaturen moderat an den momentanen Betriebszustand so angepasst werden, dass vermieden wird, dass die Regelabweichung zu hoch wird. Eine hohe Regelabweichung hätte zur Folge, dass eine hohe Kraftstoff menge zusätzlich in die Zylinder 4 des Verbrennungsmotors eingespritzt würde. Dies führt bei einer zu geringen ersten Abgastemperatur vor dem Oxidationskatalysator 9 bzw. im Oxidationskatalysator 9 dazu, dass unverbrannter Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 9 nicht verbrennt und dadurch Kraftstoff in den SCR-Katalysator 1 1 gelangt. Eine Vergiftung des SCR-Katalysators 1 1 mit Kohlenwasserstoffen wäre die Folge. Weiterhin kann ein Verfahren zur Überwachung der Wirksamkeit des Aufheizvorganges durchgeführt werden, dazu wird die Diagnose freigegeben, wenn die Regelungen die gesamten Stellmöglichkeiten ausgeschöpft haben, d.h. wenn die Stellgrößen wie z.B. die Einspritzmenge, die bei der späten Nacheinspritzung eingespritzt wird, einen Maximalwert hat, und die allgemeinen Freigabebedingungen, die von der Drehzahl, der Einspritzmenge und dergleichen abhängen, für eine bestimmte Zeitdauer bestanden haben. Ein Fehler wird erkannt, wenn die Regelabweichung in einer der Regelungen einen vorgegebenen Schwellwert für eine bestimmte Zeitdauer überschreitet.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) in einem Katalysatorheizbetrieb, wobei der Verbrennungsmotor (2) in einem Normalbetrieb betreibbar ist, mit folgenden Schritten:
- Ermitteln (S1 ) einer ersten Abgastemperaturangabe, die die Abgastemperatur des Abgases in einem ersten Katalysator (9), insbesondere in einem Oxidationskatalysator, angibt;
- Betreiben (S2) des Verbrennungsmotors (2) in einer ersten Betriebsart, bei der gegenüber dem Normalbetrieb Abgas mit einer erhöhten Abgastemperatur aus mindestens einem Zylinder (4) des Verbrennungsmotors (2) ausgestoßen wird, solange die erste Abgastemperaturangabe einen vorgegebenen ersten Temperatur-Schwellenwert nicht erreicht hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei bei der ersten Betriebsart zusätzlicher Kraftstoff vor oder während des Verbrennungsvorgangs bei Luftüberschuß in den mindestens einen Zylinder (4) eingespritzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei der ersten Betriebsart der Verbrennungsmotor (2) so betrieben wird, dass kein unverbrannter Kraftstoff in den Abgasabführungsabschnitt (5) gelangt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei der ersten Betriebsart die erste Abgastemperaturangabe auf eine vorgegebene erste Soll- Betriebstemperatur geregelt wird, wobei der Regeleingriff lediglich innermotorische Maßnahmen betrifft, insbesondere wobei der Regeleingriff durch die Aufteilung einer zusätzlichen Aufheizkraftstoffmenge zwischen einer Haupteinspritzung und Voreinspritzungen umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorgegebene Soll- Betriebstemperatur abhängig von einem Betriebszustand des Motorsystems (1 ) variiert wird, so dass der Unterschied zwischen der ersten Abgastempe- raturangabe und der vorgegebenen ersten Soll-Betriebstemperatur einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn der vorgegebene erste Temperatur-Schwellenwert erreicht worden ist, die weiteren Schritte durchgeführt werden:
- Ermitteln einer zweiten Abgastemperaturangabe, die die Abgastemperatur des Abgases in einem zweiten Katalysator (1 1 ) angibt, der dem ersten Katalysator (9) nachgeschaltet ist;
- Betreiben (S4) des Verbrennungsmotors (2) in einer zweiten Betriebsart, bei der das aus den Zylindern (4) des Verbrennungsmotors (2) ausgestoßene Abgas unverbrannten Kraftstoff enthält, der zum Erhöhen der Abgastemperatur in dem Abgasabführungsabschnitt verbrennt und/oder in dem ersten Katalysator oxidiert, so dass dadurch die Abgastemperatur erhöht wird, solange die zweite Abgastemperaturangabe eine zweite Soll- Betriebstemperatur für den zweiten Katalysator nicht erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei bei der zweiten Betriebsart die Abgastemperatur des Abgases in dem zweiten Katalysator (1 1 ) auf die vorgegebene zweite Soll-Betriebstemperatur geregelt wird, wobei der Regeleingriff eine späte Nacheinspritzung von Kraftstoff nach einem Verbrennungsvorgang in dem mindestens einen Zylinder (4) betrifft.
Verfahren zur Überprüfung der Funktion des Katalysatorheizbetriebs mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 und 7, wobei ein Fehler der Funktion des Katalysatorheizbetriebs erkannt wird, wenn der Unterschied zwischen der ersten Abgastemperaturangabe und der vorgegebenen ersten Soll-Betriebstemperatur bzw. der Unterschied zwischen der zweiten Abgastemperaturangabe und der vorgegebenen zweiten Soll-Betriebstemperatur während einer vorgegebenen Zeitdauer einen vorgegebenen Diagnose- Grenzwert überschreitet.
Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) in einem Katalysatorheizbetrieb, wobei der Verbrennungsmotor (2) in einem Normalbetrieb betreibbar ist, umfassend:
- einen ersten Temperatursensor (18) zum Ermitteln einer ersten Abgastemperaturangabe, die die Abgastemperatur des Abgases in einem ersten Kata- lysator (9) angibt;
- ein Steuergerät (20), das ausgebildet ist, um den Verbrennungsmotor (2) in einer ersten Betriebsart zu betreiben, bei der gegenüber dem Normalbetrieb Abgas mit einer erhöhten Abgastemperatur aus mindestens einem Zylinder (4) des Verbrennungsmotors (2) ausgestoßen wird, solange die erste Abgastemperaturangabe einen vorgegebenen ersten Temperatur-Schwellenwert nicht erreicht hat.
0. Motorsystem (1 ) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verbrennungsmotor (2) ausgebildet ist, Abgas in einen Abgasabführungsabschnitt (5) auszustoßen, wobei der erste Temperatursensor (18) zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und dem ersten Katalysator (9) angeordnet ist.
1 . Vorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend:
- einen zweiten Temperatursensor (14) zum Ermitteln einer zweiten Abgastemperaturangabe, die eine Abgastemperatur des Abgases in einem zweiten Katalysator (1 1 ) angibt, der dem ersten Katalysator (9) nachgeschaltet ist;
- das Steuergerät (20), das ausgebildet ist, um, wenn der vorgegebene erste Temperatur-Schwellenwert erreicht worden ist, den Verbrennungsmotor (2) in einer zweiten Betriebsart zu betreiben, bei der das aus den Zylindern (4) des Verbrennungsmotors (2) ausgestoßene Abgas unverbrannten Kraftstoff enthält, der zum Erhöhen der Abgastemperatur in dem Abgasabführungsabschnitt (5) verbrennt und/oder in dem ersten Katalysator (9) oxidiert, so dass dadurch die Abgastemperatur erhöht wird, solange die zweite Abgastemperaturangabe eine vorgegebene zweite Soll-Betriebstemperatur nicht erreicht hat.
Motorsystem (1 ) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , wobei der zweite Temperatursensor (14) zwischen dem ersten Katalysator (9) und dem zweiten Katalysator (1 1 ) angeordnet ist.
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der , wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchführt.
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