DE19936200A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Es wird eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die mit einem Brennraum (4) versehen ist, in den Kraftstoff in einer fetten und in einer mageren Betriebsart einspritzbar ist. Die Brennkraftmaschine (1) ist mit einem Katalysator (12) versehen, indem Stickoxide speicherbar sind, sowie mit einem nach dem Katalysator (12) angeordneten Lambdasensor (22), mit dem das Lambda des Abgases messbar ist. Es ist ein Steuergerät (18) zum Umschalten zwischen der fetten und der mageren Betriebsart vorgesehen. Durch das Steuergerät (18) wird nach einem Umschalten der Brennkraftmaschine (1) in die magere Betriebsart ein erster Zeitraum gemessen, der vergeht, bis das gemessene Lambda mager ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei
dem Kraftstoff in einer fetten und in einer mageren
Betriebsart in einen Brennraum eingespritzt wird, bei dem
zwischen der fetten und der mageren Betriebsart
umgeschaltet wird, und bei dem Stickoxide in einem
Katalysator gespeichert werden. Die Erfindung betrifft
ebenfalls eine entsprechende Brennkraftmaschine sowie ein
Steuergerät für eine derartige Brennkraftmaschine.
Ein derartiges Verfahren, eine derartige Brennkraftmaschine
und ein derartiges Steuergerät sind beispielsweise von
einer sogenannten Benzin-Direkteinspritzung bekannt. Dort
wird Kraftstoff in einer fetten Betriebsart, z. B. in einem
Homogenbetrieb während der Ansaugphase oder in einer
mageren Betriebsart, z. B. in einem Schichtbetrieb während
der Verdichtungsphase in den Brennraum der
Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Homogenbetrieb ist
vorzugsweise für den Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine
vorgesehen, während der Schichtbetrieb für den Leerlauf-
und Teillastbetrieb geeignet ist. Beispielsweise in
Abhängigkeit von einer erwünschten Soll-Betriebsart wird
bei einer derartigen direkteinspritzenden
Brennkraftmaschine zwischen den genannten Betriebsarten
umgeschaltet.
Insbesondere in dem mageren Schichtbetrieb sind NOx-
Anteile, also Stickoxide im Abgas vorhanden, die durch
einen 3-Wege-Katalysator nicht nachbehandelt werden können.
Hierzu ist ein Speicherkatalysator vorgesehen, der die
Stickoxide speichert, um sie dann in einer nachfolgenden
fetten Betriebsart der Brennkraftmaschine wieder abzugeben.
Da die Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators begrenzt
ist, muss dieser ständig be- und entladen werden. Dies kann
beispielsweise mit Hilfe eines Lambdasensors vor dem
Katalysator dadurch gesteuert und/oder geregelt werden,
dass die Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators
modelliert wird.
In dem Lambdasensor und/oder in der Modellierung können
Fehler auftreten. Diese Fehler können zu einer bleibenden
fehlerhaften Steuerung und/oder Regelung des Be- und
Entladens des Speicherkatalysators führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem das Be- und
Entladen des Speicherkatalysators auch langfristig korrekt
gesteuert und/oder geregelt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nach dem
Katalysator das Lambda des Abgases gemessen wird, und dass
nach einem Umschalten der Brennkraftmaschine in die magere
Betriebsart ein erster Zeitraum gemessen wird, der vergeht,
bis das gemessene Lambda mager wird. Bei einer
Brennkraftmaschine und einem Steuergerät der eingangs
genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend
gelöst.
Nach dem Katalysator ist also ein zweiter Lambdasensor
angeordnet, mit dem das Lambda des Abgases gemessen wird.
Wird nunmehr die Brennkraftmaschine von dem Steuergerät in
die magere Betriebsart umgeschaltet, so wird danach
derjenige Zeitraum gemessen, der vergeht, bis das von dem
zweiten Lambdasensor gemessene Lambda mager wird. Dieser
Zeitraum ist eine Größe, die den Betriebszustand des
Speicherkatalysators charakterisiert.
Es kann nun z. B. von dem Hersteller des
Speicherkatalysators auf entsprechende Weise ein Wert
ermittelt und vorgegeben werden, der die Grenze eines
korrekten Betriebszustands des Speicherkatalysators
darstellt. Der gemessene Zeitraum kann dann von dem
Steuergerät mit dieser Grenze verglichen werden. Wenn keine
Überschreitung vorliegt, so arbeitet der
Speicherkatalysator auf eine korrekte Art und Weise. Wird
jedoch eine Überschreitung festgestellt, so bedeutet dies,
dass der Speicherkatalysator in einem nicht mehr zulässigen
Betriebszustand sich befindet bzw. arbeitet. In diesem Fall
kann von dem Steuergerät die Steuerung und/oder Regelung
der Brennkraftmaschine derart beeinflusst werden, dass
wieder ein korrekter Betrieb des Speicherkatalysators
erreicht wird.
Auf diese Weise ist es mit Hilfe des zweiten Lambdasensors
und eines entsprechenden Betriebs der Brennkraftmaschine
möglich, das korrekte Be- und Entladen des
Speicherkatalysators auch langfristig zu gewährleisten.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird
nach einem Umschalten der Brennkraftmaschine in die magere
Betriebsart ein zweiter Zeitraum gemessen, in dem die
Brennkraftmaschine mager betrieben wird. Der erste Zeitraum
und der zweite Zeitraum werden dann miteinander verknüpft.
Vorzugsweise wird ein Wert ermittelt, der das Verhältnis
des ersten Zeitraums zu einem dritten Zeitraum darstellt,
wobei die Summe aus dem ersten Zeitraum und dem dritten
Zeitraum den zweiten Zeitraum ergibt. Damit ist es möglich,
auf besonders einfache, aber genaue Weise eine zuverlässige
Aussage über den Betriebszustand des Speicherkatalysators
zu erhalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung wird die Steuerung und/oder Regelung der
Brennkraftmaschine beeinflusst, wenn der erste Zeitraum
oder ein davon abhängiger Wert einen vorgegebenen Wert
überschreitet. Der vorgegebene Wert charakterisiert dabei
den maximal zulässigen Betriebszustand des
Speicherkatalysators, der nicht überschritten werden darf.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zeitraum, in dem die
Brennkraftmaschine fett betrieben wird, verlängert wird,
und/oder wenn der Zeitraum, in dem die Brennkraftmaschine
mager betrieben wird, verkürzt wird. Dies stellen
Reaktionen des Steuergeräts auf ein Überschreiten des
maximal zulässigen Betriebszustands des
Speicherkatalysators dar.
Als weiterer Vorteil ist es möglich, dass die Beeinflussung
der Brennkraftmaschine adaptiv in die Steuerung und/oder
Regelung eingreift. Damit kann das Modell des Be- und
Entladens des Speicherkatalysators auch an langfristige
Veränderungen desselben angepasst werden.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines
Steuerelements, das für ein Steuergerät einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein
Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät,
insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem
Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass
dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher
Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen
Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement
kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur
Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory oder
ein Flash-Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren
der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle
beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in
beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den
Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung
bzw. in der Zeichnung.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine,
Fig. 2 zeigt ein schematisches Zeitdiagramm zu einem
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine
der Fig. 1.
In der Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines
Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem
Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit
einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den
Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6
begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7
und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6
ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den
Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in
den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10
kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11
untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar
ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der
Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist
ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der
durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase
dient.
Von dem Abgasrohr 8 führt eine Abgasrückführrohr 13 zurück
zu dem Ansaugrohr 7. In dem Abgasrückführrohr 13 ist ein
Abgasrückführventil 14 untergebracht, mit dem die Menge des
in das Ansaugrohr 7 rückgeführten Abgases eingestellt
werden kann. Das Abgasrückführrohr 13 und das
Abgasrückführventil 14 bilden eine sogenannte
Abgasrückführung.
Von einem Kraftstofftank 15 führt eine
Tankentlüftungsleitung 16 zu dem Ansaugrohr 7. In der
Tankentlüftungsleitung 16 ist ein Tankentlüftungsventil 17
untergebracht, mit dem die Menge des dem Ansaugrohr 7
zugeführten Kraftstoffdampfes aus dem Kraftstofftank 15
einstellbar ist. Die Tankentlüftungsleitung 16 und das
Tankentlüftungsventil 17 bilden eine sogenannte
Tankentlüftung.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in
dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die
auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und
auf diese ein Drehmoment ausübt.
Ein Steuergerät 18 ist von Eingangssignalen 19
beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen
der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das
Steuergerät 18 mit einem Luftmassensensor, einem Lambda-
Sensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des
Weiteren ist das Steuergerät 18 mit einem Fahrpedalsensor
verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines
von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das
angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 18 erzeugt
Ausgangssignale 20, mit denen über Aktoren bzw. Stellern
das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden
kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit dem
Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drosselklappe
11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren
Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerät 18 dazu vorgesehen, die
Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder
zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil
9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem
Steuergerät 18 insbesondere im Hinblick auf einen geringen
Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe
Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu
diesem Zweck ist das Steuergerät 18 mit einem
Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium,
insbesondere in einem Flash-Memory ein Programm
abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte
Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Die Brennkraftmaschine 1 der Fig. 1 kann in einer Mehrzahl
von Betriebsarten betrieben werden. So ist es möglich, die
Brennkraftmaschine 1 in einem Homogenbetrieb, einem
Schichtbetrieb, einem homogenen Magerbetrieb und
dergleichen betrieben werden. Zwischen den genannten
Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 kann hin- und her-
bzw. umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden
von dem Steuergerät 18 durchgeführt.
Im Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der
Ansaugphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den
Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Der
Kraftstoff wird dadurch bis zur Zündung noch weitgehend
verwirbelt, so dass im Brennraum 4 ein im Wesentlichen
homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht. Das zu
erzeugende Moment wird dabei im Wesentlichen über die
Stellung der Drosselklappe 11 von dem Steuergerät 18
eingestellt. Im Homogenbetrieb werden die Betriebsgrößen
der Brennkraftmaschine 1 derart gesteuert und/oder
geregelt, dass Lambda = 1 ist. Der Homogenbetrieb wird
insbesondere bei Vollast angewendet.
Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der
Verdichtungsphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den
Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Damit
ist bei der Zündung durch die Zündkerze 10 kein homogenes
Gemisch im Brennraum 4 vorhanden, sondern eine
Kraftstoffschichtung. Die Drosselklappe 11 kann, abgesehen
von Anforderungen z. B. der Abgasrückführung und/oder der
Tankentlüftung, vollständig geöffnet und die
Brennkraftmaschine 1 damit entdrosselt betrieben werden.
Das zu erzeugende Moment wird im Schichtbetrieb weitgehend
über die Kraftstoffmasse eingestellt. Mit dem
Schichtbetrieb kann die Brennkraftmaschine 1 insbesondere
im Leerlauf und bei Teillast betrieben werden.
Bei dem Katalysator 12 handelt es sich um eine Kombination
eines 3-Wege-Katalysators und eines Speicherkatalystors.
Mit dem 3-Wege-Katalysator werden unabhängig von der
Betriebsart kontinuierlich die schädlichen Bestandteile des
Abgases nachbehandelt bzw. umgesetzt. Der 3-Wege-
Katalysator ist jedoch nicht in der Lage, die im
Schichtbetrieb entstehenden NOx-Anteile des Abgases zu
verarbeiten. Hierzu ist der Speicherkatalysator vorgesehen.
Der Speicherkatalysator bindet die NOx-Anteile des Abgases
im mageren Betrieb der Brennkraftmaschine 1, also bei
Sauerstoffüberschuss, z. B. insbesondere während des
Schichtbetriebs. Wird die Brennkraftmaschine 1 danach mit
einem Kraftstoffüberschuss, also fett betrieben, so gibt
der Speicherkatalysator die gebundenen NOx-Anteile wieder
frei, so dass diese von dem 3-Wege-Katalysator reduziert
und damit nachbehandelt werden können.
Die Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators ist nicht
unbegrenzt. Aus diesem Grund wird z. B. mit Hilfe eines
Modells die noch vorhandene Speicherkapazität des
Speicherkatalysators von dem Steuergerät 18 ermittelt.
Sobald die Speicherkapazität aufgrund einer längeren
Beladung des Speicherkatalysators erschöpft ist, wird die
Brennkraftmaschine 1 von dem Steuergerät 18 in eine fette
Betriebsart umgeschaltet, damit der Speicherkatalysator
wieder entladen und damit die Speicherkapaziät wieder
vergrößert wird. Sobald der Speicherkatalysator entladen
ist, kann von dem Steuergerät 18 wieder umgeschaltet und
damit der Speicherkatalysator wieder beladen werden.
Vor dem Katalysator 12 ist ein Lambdasensor 21 vorgesehen,
der mit dem Steuergerät 18 gekoppelt ist, und der dazu
vorgesehen ist, das vorstehende Be- und Entladen des
Speicherkatalysators zu steuern und/oder zu regeln.
Nach dem Katalysator 12 ist ein weiterer Lambdasensor 22
vorgesehen, der ebenfalls mit dem Steuergerät gekoppelt
ist.
In der Fig. 2 sind die Ausgangssignale der Lambdasensoren
21 und 22 über der Zeit aufgetragen. Zur Vereinfachung sind
die jeweiligen Ausgangssignale nachfolgend mit denselben
Bezugsziffern gekennzeichnet wie die Lambasensoren 21, 22.
Das Ausgangssignal 21 des vor dem Katalysator 12
angeordneten Lambdasensors 21 liegt entweder bei einem
mageren Wert von beispielsweise etwa Lambda = 1,3 oder bei
einem fetten Wert von beispielsweise etwa Lambda = 0,8.
Zwischen diesen beiden Werten springt das Ausgangssignal 21
hin und her. Das Ausgangssignal 21 liegt bei dem mageren
Wert, wenn die Brennkraftmaschine 1 z. B. im Schichtbetrieb
betrieben wird.
Der Zeitraum, den das Ausgangssignal 21 sich bei dem
mageren Wert befindet, ist in der Fig. 2 mit tmager
gekennzeichnet.
Das Ausgangssignal 22 des nach dem Katalysator 12
angeordneten Lambdasensors 22 liegt entweder bei einem
mageren Wert von etwa Lambda = 1,3 oder bei einem etwa
stöchiometrischen Wert von etwa Lambda = 1. In dem
stöchiometrischen Bereich des Ausgangssignals 22 kann ein
Einbruch bzw. Durchbruch vorhanden sein, der das
Ausgangssignal 22 kurzzeitig zu einen fetten Wert von z. B.
etwa 0,8 verändert. Im Wesentlichen springt das
Ausgangssignal 22 jedoch zwischen dem mageren Wert und dem
stöchiometrischen Wert hin und her.
Es wird angenommen, dass die Brennkraftmaschine 1 sich in
einer mageren Betriebsart, z. B. im Schichtbetrieb befindet
und der Speicherkatalysator damit mit NOx-Anteilen des
Abgases und damit mit Stickoxiden aufgeladen wird. Weiter
wird angenommen, dass der Speicherkatalysator in einem
Zeitpunkt T1 seine maximale Speicherkapazität erreicht,
also vollständig beladen ist.
Dann wird im Zeitpunkt T1 der Fig. 2 aus der mageren
Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 in eine fette
Betriebsart umgeschaltet, z. B. in den Homogenbetrieb, in
dem die Brennkraftmaschine 1 z. B. beschleunigt wird. Damit
gehen die Ausgangssignale 21 und 22 im Zeitpunkt T1 von dem
mageren Wert auf den fetten Wert bzw. auf den
stöchiometrischen Wert über.
Der Unterschied zwischen dem Ausgangssignal 21 und dem
Ausgangssignal 22 resultiert daraus, dass der
Speicherkatalysator nach dem Umschalten z. B. in den
Homogenbetrieb Stickoxide abgibt. Während diesem Entladen
des Speicherkatalysators entsteht am Ausgang des
Katalysators 12, also bei dem Lambdasensor 22 ein
stöchiometrischer Wert des Ausgangssignals 22.
Wenn der Speicherkatalysator vollständig entladen ist, dann
bricht die fette Betriebsart bis zum Lambdasensor 22 am
Ausgang des Katalysators 12 durch, was den Ein- bzw.
Durchbruch des Ausgangssignals 22 nach fetten Werten zur
Folge hat. Nunmehr wird von dem Steuergerät 18 in einem
Zeitpunkt T2 wieder in eine magere Betriebsart
zurückgeschaltet, z. B. in den Schichtbetrieb.
Durch dieses Umschalten springt das Ausgangssignal 21
wieder auf den mageren Wert. Das Ausgangssignal 22 bleibt
jedoch noch bis zu einem Zeitpunkt T3 bei dem
stöchiometrischen Wert. Der Zeitraum von dem Zeitpunkt T2
bis zu dem Zeitpunkt T3 ist in der Fig. 2 mit tx
gekennzeichnet.
Während des Zeitraums tx ist der Speicherkatalysator in der
Lage, zusätzlich zur Beladung mit NOx-Anteilen des Abgases
auch Sauerstoff aufzunehmen und zu speichern. Sobald der
Speicherkatalysator jedoch keinen weiteren Sauerstoff mehr
speichern kann, hat dies einen Sauerstoffüberschuss am
Lambdasensor 22 zur Folge und damit ein Ausgangssignal 22
mit einem mageren Wert.
Erst im Zeitpunkt T3 springt somit auch das Ausgangssignal
22 auf den mageren Wert. Diese mageren Werte der
Ausgangssignale 21 und 22 werden beibehalten, bis der
Speicherkatalysator wieder vollstängig mit NOx-Anteilen des
Abgases, also mit Stickoxiden beladen ist. Dann wird in
einem Zeitpunkt T4 wieder in eine fette Betriebsart
umgeschaltet, um die Entladung des Speicherkatalysators
einzuleiten. Der Zeitpunkt T4 entpricht dabei dem Zeitpunkt
T1.
Der Zeitraum von dem Zeitpunkt T3 bis zu dem Zeitpunkt T4,
in dem das Ausgangssignal 22 sich bei dem etwa mageren Wert
befindet, ist in der Fig. 2 mit ty gekennzeichnet.
Der Zeitraum tmager setzt sich damit aus den Zeiträumen tx
und ty wie folgt zusammen: tmager = tx + ty.
Die Zeiträume tx und ty werden von dem Steuergerät 18
gemessen.
Dann wird von dem Steuergerät 18 ein Wert W wie folgt
ermittelt:
W = (tx + ty)/tx.
Dieser Wert W stellt eine Größe für den Betriebszustand des
Speicherkatalysators dar. Durch Messungen z. B. des
Herstellers des Speicherkatalysators ist es möglich, einen
Maximalwert Wmax anzugeben, der einen Betriebszustand des
Speicherkatalysators charakterisiert, der während des
Betriebs nicht überschritten werden darf.
Das Steuergerät 18 vergleicht den ermittelten Wert W mit
dem vorgegebenen Wert Wmax. Dabei ist es möglich, dass aus
mehreren nacheinander ermittelten Werten W zuerst ein
Mittelwert gebildet wird, der dann erst mit dem Wert Wmax
verglichen wird.
Ist der Wert W kleiner als der Wert Wmax, so bedeutet dies,
dass sich der Speicherkatalysator in einem zulässigen
Betriebszustand befindet. Ist der Wert W jedoch größer als
der Wert Wmax, so kann dies zweierlei bedeuten.
Einerseits ist es möglich, dass der Zeitraum von dem
Zeitpunkt T1 bis zu dem Zeitpunkt T2, also der Zeitraum,
während dem der Speicherkatalysator entladen worden ist, zu
kurz war. Dies hat zur Folge, dass ein Rest an Stickoxiden
im Speicherkatalysator verbleibt und so die
Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators vermindert wird,
was seinerseits eine Erhöhung des Werts W zur Folge hat.
Wird der Wert Wmax überschritten, so stellt dies eine
minimale Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators dar.
Als Reaktion erhöht das Steuergerät 18 nachfolgend den
Zeitraum von dem Zeitpunkt T1 zu dem Zeitpunkt T2, also den
Zeitraum des fetten Betriebs der Brennkraftmaschine 1.
Damit wird der Speicherkatalysator weitgehender entladen
und damit die Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators
wieder erhöht.
Diese Verlängerung der fetten Betriebsart der
Brennkraftmaschine 1 kann dabei adaptiv im Rahmen der
Modellierung des Be- und Entladens des Speicherkatalysators
von dem Steuergerät 18 vorgenommen werden.
Andererseits ist es möglich, dass in dem
Speicherkatalysator eine sogenannte Tiefenspeicherung
stattgefunden hat. Dies bedeutet, dass sich die Stickoxide
und/oder der Sauerstoff nicht nur an der Oberfläche des
Speicherkatalysators abgesetzt haben, sondern dass diese
Stickoxide und der Sauerstoff in das Material des
Speicherkatalysators eingedrungen sind. Eine derartige
Tiefenspeicherung kann z. B. dann stattfinden, wenn der
Zeitraum, in dem der Speicherkatalysator beladen wird, zu
lang ist.
Als Reaktion kann das Steuergerät 18 sofort nochmals in die
fette Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 umschalten,
bevor der Speicherkatalysator wieder beladen wird. Diese
erneute fette Betriebsart führt dazu, dass die
Tiefenspeicherung von Stickoxiden und/oder von Sauerstoff
in dem Speicherkatalysator aufgelöst wird und der
Speicherkatalysator vollständig entladen wird.
Als weitere Reaktion kann dann das Steuergerät 18 den
Zeitraum, in dem der Speicherkatalysator beladen wird,
vermindern. Dies kann dabei adaptiv im Rahmen der
Modellierung des Be- und Entladens des Speicherkatalysators
von dem Steuergerät 18 vorgenommen werden.
Claims (11)
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1)
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in
einer fetten und in einer mageren Betriebsart in einen
Brennraum (4) eingespritzt wird, bei dem zwischen der
fetten und der mageren Betriebsart umgeschaltet wird, und
bei dem Stickoxide in einem Katalysator (12) gespeichert
werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Katalysator
(12) das Lambda des Abgases gemessen wird, und dass nach
einem Umschalten (T2) der Brennkraftmaschine (1) in die
magere Betriebsart ein erster Zeitraum (tx) gemessen wird,
der vergeht, bis das gemessene Lambda mager wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
nach einem Umschalten (T2) der Brennkraftmaschine (1) in
die magere Betriebsart ein zweiter Zeitraum (tmager)
gemessen wird, in dem die Brennkraftmaschine (1) mager
betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Zeitraum (tx) und der zweite Zeitraum (tmager)
miteinander verknüpft werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Wert (W) ermittelt wird, der das
Verhältnis des ersten Zeitraums (tx) zu einem dritten
Zeitraum (ty) darstellt, wobei die Summe aus dem ersten
Zeitraum (tx) und dem dritten Zeitraum (ty) den zweiten
Zeitraum (tmager) ergibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerung und/oder Regelung der
Brennkraftmaschine (1) beeinflusst wird, wenn der erste
Zeitraum (tx) oder ein davon abhängiger Wert (W) einen
vorgegebenen Wert (Wmax) überschreitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Zeitraum, in dem die Brennkraftmaschine (1) fett
betrieben wird, verlängert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Zeitraum, in dem die
Brennkraftmaschine (1) mager betrieben wird, verkürzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beeinflussung der
Brennkraftmaschine (1) adaptiv in die Steuerung und/oder
Regelung eingreift.
9. Steuerelelement, insbesondere Read-Only-Memory oder
Flash-Memory, für ein Steuergerät (18) einer
Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem
Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor,
ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist.
10. Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines
Kraftfahrzeugs, mit einem Brennraum (4), in den Kraftstoff
in einer fetten und in einer mageren Betriebsart
einspritzbar ist, mit einem Katalysator (12), in dem
Stickoxide speicherbar sind, und mit einem Steuergerät (18)
zum Umschalten zwischen der fetten und der mageren
Betriebsart, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem
Katalysator (12) ein Lambdasensor (22) vorgesehen ist, mit
dem das Lambda des Abgases messbar ist, und dass durch das
Steuergerät (18) nach einem Umschalten (T2) der
Brennkraftmaschine (1) in die magere Betriebsart ein erster
Zeitraum (tx) messbar ist, der vergeht, bis das gemessene
Lambda mager wird.
11. Steuergerät (18) für eine Brennkraftmaschine (1)
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die
Brennkraftmaschine (1) mit einem Brennraum (4) versehen
ist, in den Kraftstoff in einer fetten und in einer mageren
Betriebsart einspritzbar ist, sowie mit einem Katalysator
(12), in dem Stickoxide speicherbar sind, und wobei das
Steuergerät (18) zum Umschalten zwischen der fetten und der
mageren Betriebsart vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Katalysator (12) ein Lambdasensor (22)
vorgesehen ist, mit dem das Lambda des Abgases messbar ist,
und dass durch das Steuergerät (18) nach einem Umschalten
(T2) der Brennkraftmaschine (1) in die magere Betriebsart
ein erster Zeitraum (tx) messbar ist, der vergeht, bis das
gemessene Lambda mager wird.
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