DE10064665C2 - Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Brenn­ kraftmaschine, die abhängig von bestimmten Betriebsbedingun­ gen entweder mit einem überstöchiometrischen, stöchiometri­ schen oder unterstöchiometrischen Kraftstoff-/Luftgemisch be­ trieben wird.
Um den Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen mit ottomoto­ rischem Antrieb weiter zu reduzieren, kommen immer häufiger Brennkraftmaschinen zum Einsatz, die zumindest teilweise mit überstöchiometrischem, d. h. mit magerem Kraftstoff-/Luftge­ misch betrieben werden.
Zur Erfüllung der geforderten Abgasgrenzwerte ist bei solchen Brennkraftmaschinen eine spezielle Abgasnachbehandlung not­ wendig. Dazu werden NOx-Speicherkatalysatoren verwendet, die aufgrund ihrer Beschichtung in der Lage sind, die NOx- Verbindungen aus dem Abgas, welche bei der Verbrennung mit magerem Kraftstoff-/Luftgemisch entstehen, in einer Speicher­ phase zu adsorbieren. Während einer Regenerationsphase werden die adsorbierten NOx-Verbindungen unter Zugabe eines Redukti­ onsmittels in unschädliche Verbindungen umgewandelt. Als Re­ duktionsmittel für magerbetriebene Otto-Brennkraftmaschinen können CO, H2 und HC (Kohlenwasserstoffe) verwendet werden. Diese werden durch kurzzeitiges Betreiben der Brennkraftma­ schine mit einem fetten Kraftstoff-/Luftgemisch erzeugt und dem NOx-Speicherkatalysator als Abgaskomponenten zur Verfü­ gung gestellt, wodurch die gespeicherten NOx-Verbindungen im NOx-Speicherkatalysator desorbiert werden.
Der Speicherwirkungsgrad eines solchen NOx-Speicherkatalysa­ tors hängt von zahlreichen, in der Literatur beschriebenen Einflußgrößen ab. Eine primäre Einflußgröße stellt neben der Temperatur des NOx-Speicherkatalysators insbesondere der Beladungsgrad dar, d. h. mit zunehmender Dauer der Magerphase und daraus resultierenden Speicherung von NOx nimmt der Spei­ cherwirkungsgrad kontinuierlich ab, so daß unter Berücksich­ tigung der Abgasgrenzwerte oder weiterer Betriebsbedingungen eine Umschaltung in den Fett- d. h. in den Regenerationsbe­ trieb notwendig wird. Die erforderliche Dauer des Fettbetrie­ bes zur Regeneration hängt im wesentlichen von der gespei­ cherten NOx-Masse und dem O2-Speichervermögen des NOx- Speicherkatalysators ab.
Weil der Übergang vom Magerbetrieb zum Fettbetrieb bzw. vom Fettbetrieb zum Magerbetrieb der Brennkraftmaschine zur Ver­ meidung von NOx-Rohemissionsspitzen sprungartig erfolgen muß, wird die Luftzahländerung vorzugsweise durch Veränderung der Einspritzmenge erreicht. Die mit einer Luftzahländerung über Einspritzmengenänderung verbundene Drehmomentänderung ist durch einen Zündwinkeleingriff zu kompensieren, um das Fahr­ verhalten eines derartigen Fahrzeuges nicht nachteilig zu be­ einflussen. Ein solcher Wechsel vom überstöchiometrischen Be­ trieb der Brennkraftmaschine zum unterstöchiometrischen Be­ trieb und umgekehrt stellt im Hinblick auf den erwünschten Fahrkomfort hohe Anforderungen an die Motorsteuerungsfunktio­ nalität, da diese Betriebsartwechsel drehmomentneutral erfol­ gen müssen, d. h. für den Fahrer des Fahrzeugs nicht bemerkbar sein sollen.
Bei einer drehmomentenbasierten Motorsteuerung, bei der das vom Fahrer gewünschte Drehmoment als Basisgröße für die Steu­ erung und Regelung der Brennkraftmaschine herangezogen wird, erfolgt für den Neuzustand der Brennkraftmaschine eine dreh­ momentneutrale Applikation der Übergänge. Für den Neuzustand kennt man den Einfluß des Zündwinkels und der Luftzahl auf das abgegebene Drehmoment und diese Zusammenhänge können in Kennfelder abgelegt werden. Das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment unterliegt aber einer alters- und ver­ schleißbedingten Veränderung, so daß sich die gespeicherten Zusammenhänge verändern und die Übergänge nicht mehr drehmomentneutral ablaufen, wenn sie nach den gleichen Vorschriften abgearbeitet werden. Diese Veränderung des Drehmoments kann nur unzureichend durch ein Modell berücksichtigt werden, da diese in der Regel unzureichend vorhersehbar ist und außerdem von einer nicht zu erfassenden Anzahl von Einflußgrößen wäh­ rend des Alterungsvorgangs abhängig ist. Die Änderungen des Drehmoments der Brennkraftmaschine können bei den bekannten Verfahren dazu führen, daß bei einem kurzzeitigen Betriebs­ wechsel die geforderte Drehmomentneutralität nicht mehr ge­ währleistet ist und der Fahrer ein unangenehmes Ruckeln des Fahrzeugs bemerkt.
In DE 195 17 168 A1 und EP 0 687 809 A2 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung des Drehmoments bei starker Ver­ änderung der Luftzahl durch Verzögern des Zündzeitpunktes und Rückführen von Abgas beschrieben.
Aus der DE 197 44 410 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung der Laufruheregelung eines Verbrennungsmotors bekannt. Dabei wird die Laufruhe mit wenigstens einer über eine Regelein­ richtung regelbaren Stellgröße zur Beeinflussung des Laufru­ heverhaltens geregelt. Hierzu werden Meßsignale ausgewertet, welche wenigstens einer Temperatur am Katalysator entspre­ chen. Als Meßwert zur Überwachung der Laufruhe wird bevorzugt die Differenz der Meßsignale am Katalysatoreinlaß und am Ka­ talysatorauslaß gebildet. Die Meßsignale können dabei bevor­ zugt aus den Innenwiderständen der vorhandenen HEGO-Sensoren (Heated Exhaust Gas Oxygen) gebildet werden.
In der DE 199 15 793 A1 ist ein Verfahren zur Desorption ei­ nes Stickoxidadsorbers einer Abgasreinigungsanlage beschrie­ ben. Das Luftverhältnis des im Stickoxidadsorber der Abgas­ reinigungsanlage zugeführten Abgases wird während der jewei­ ligen Desorptionsbetriebsphase im fetten Bereich gehalten. Dabei wird das Abgasluftverhältnis zu Beginn der Desorptions­ betriebsphase auf einen vorgebbaren minimalen Anfangs- Fettwert eingestellt und von dort im Verlauf der Desorptionsbetriebsphase auf einen vorgebbaren, spätestens gegen Ende der Desorptionsbetriebsphase vorliegenden End-Fettwert ange­ hoben.
Aus der EP 0 926 327 A2 ist eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zum Regeln einer Magerbrennkraftmaschine bekannt, die im Abgasstrang einen Stickoxidadsorber aufweist. Zum Regenerie­ ren des Stickoxidadsorbers wird die Brennkraftmaschine zeit­ weise mit fetten Gemisch betrieben. Eine Regelvorrichtung ü­ berwacht die Laufunruhe der Brennkraftmaschine während eines Normalbetriebes.
In der US 5,941,211 A ist ein Verfahren zum Regenerieren eines Abgaskatalysators, z. B. eines NOx-Speicherkatalysators be­ schrieben, bei dem der Betriebsmoduswechsel abhängig von ei­ nem Sensorsignal in Instationärphasen, beispielsweise Verzö­ gerung der Brennkraftmaschine, erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine anzugeben, mit dem ein dreh­ momentenneutraler Betriebmoduswechsel der eingangs genannten Art gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen genannten Merkmale gelöst.
Zum Erzielen einer Drehmomentneutralität beim Umschalten von Magerbetrieb auf Fettbetrieb bzw. von Fettbetrieb auf Mager­ betrieb zur Steuerung der Regenerationsphase für den NOx- Speicherkatalysator werden durch Auswerten von Laufunruhewer­ ten verschiedene Steuermaßnahmen eingeleitet. Überschreiten die Laufunruhewerte vorgegebene Grenzwerte, so wird der Über­ gang zwischen den einzelnen Betriebsmoden in einen Instatio­ närvorgang der Brennkraftmaschine, wie Beschleunigung oder Verzögerung gelegt. Das hat den Vorteil, dass dabei auftre­ tende Drehmomentschwankungen nicht oder nur sehr wenig auffallen, da der Fahrer ohnehin mit einer Drehmomentänderung rechnet.
Wird der Übergang zwischen den einzelnen Betriebsmoden nicht in Instationärvorgänge gelegt, so ist es vorteilhaft, den Ü­ bergang nicht sprungartig durchzuführen, sondern die Luftzahl über eine Rampenfunktion zu verändern. Dadurch können Einbu­ ßen an Fahrkomfort, wie Ruckeln des von der Brennkraftmaschi­ ne angetriebenen Fahrzeuges weitgehend vermieden werden.
Wenn die Laufunruhewerte außerhalb eines zugelassenen Berei­ ches liegen, ist es auch möglich, den sogenannten Magermixbe­ trieb der Brennkraftmaschine vollständig zu verbieten. Es wird in diesem Fall die Brennkraftmaschine mit stöchiometri­ schem Kraftstoff-/Luftgemisch d. h. mit einer Luftzahl λ = 1 betrieben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü­ chen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschi­ ne mit einer ihr zugeordneten Steuerungs- und Abgas­ nachbehandlungseinrichtung,
Fig. 2 ein Diagramm von ausgewählten Signalverläufen für ei­ nen Regenerationszyklus bei einwandfreier Abstimmung,
Fig. 3 ein Diagramm von ausgewählten Signalverläufen für ei­ nen Regenerationszyklus bei provozierter fehlerhafter Abstimmung, die Verschleiß- und Alterungsvorgänge der Brennkraftmaschine vorgibt und
Fig. 4 ein Diagramm von ausgewählten Signalverläufen für ei­ nen Regenerationszyklus, wobei eine Kompensation der fehlerhaften Abstimmung erfolgt.
In Fig. 1 ist schematisch eine mit Kraftstoff-Direktein­ spritzung arbeitende Brennkraftmaschine mit einer NOx- Abgasnachbehandlungsanlage gezeigt, bei der das erfindungsge­ mäße Verfahren angewendet wird. Dabei sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, die für das Verständnis der Erfin­ dung nötig sind. Insbesondere ist der Kraftstoffkreislauf weggelassen.
Der Brennkraftmaschine 10 wird über einen Ansaugkanal 11 die zur Verbrennung nötige Luft zugeführt. Im Ansaugkanal 11 sind in Strömungsrichtung der angesaugten Luft gesehen nacheinan­ der ein Luftmassenmesser 12 und ein Drosselklappenblock 13 mit einer Drosselklappe 130 und einem nicht dargestellten Drosselklappensensor zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 130 vorgesehen. Ferner weist die Brennkraftma­ schine 10 einen Abgaskanal 14 auf, in dem ein nahe der Brenn­ kraftmaschine 10 angeordneter Vorkatalysator 15 zur Konver­ tierung der Schadstoffe HC und CO und ein in Strömungsrich­ tung des Abgases dem Vorkatalysator 15 nachgeschalteter NOx- Speicherkatalysator 16 vorgesehen ist. Der Vorkatalysator 15 kann auch zusammen mit dem NOx-Speicherkatalysator 16 in ei­ nem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Des weiteren ist es möglich, unter Verzicht des Vorkatalysators nur einen NOx- Speicherkatalysator vorzusehen, der auch Drei-Wege- Eigenschaften besitzt.
Die Brennkraftmaschine 10 weist entsprechend der Zylinderan­ zahl eine entsprechende Anzahl an Einspritzventilen 17 auf, so daß jedem Zylinder ein separates Einspritzventil zugeord­ net ist. Der Kraftstoff wird dabei direkt in den jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine 10 eingespritzt.
Die Sensorik für die Abgasnachbehandlungsanlage beinhaltet einen Sauerstoffmessaufnehmer 18 stromaufwärts des Vorkataly­ sators 15, einen Temperatursensor 19 im Verbindungsrohr zwi­ schen Vorkatalysator 15 und NOx-Speicherkatalysator 16 nahe am Eintrittsbereich desselben und einen weiteren Abgasmessaufnehmer 20 stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 16. Als Abgasmessaufnehmer 20 kann entweder ein Sauerstoffmess­ aufnehmer oder ein NOx-Sensor verwendet werden. Das Signal des stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 16 angeordneten Abgasmessaufnehmers 20 wird auch zur Steuerung der Speicher­ regeneration und zur Adaption von Modellgrößen wie z. B. der Sauerstoff- bzw. NOx-Speicherkapazität des NOx- Speicherkatalysators 16 herangezogen.
Anstelle des Temperatursensors 19, der die Abgastemperatur erfasst und aus dessen Signal mittels eines Temperaturmodells die Temperatur des NOx-Speicherkatalysators 16 berechnet wer­ den kann, ist es auch möglich die NOx-Speicherkatalysator­ temperatur unmittelbar im Monolithen des NOx-Speicherkataly­ sators 16 zu messen.
Als Sauerstoffmessaufnehmer 18 wird vorzugsweise eine Breit­ band-Lambdasonde eingesetzt, welche in Abhängigkeit des Sau­ erstoffgehaltes im Abgas ein stetiges, z. B. lineares Aus­ gangssignal abgibt. Mit dem Signal dieser Breitband-Lambda­ sonde 18 wird die Luftzahl während des Betriebes der Brenn­ kraftmaschine, insbesondere während des Magerbetriebes und während der Regenerationsphase mit fettem Kraftstoff- /Luftgemisch entsprechend der Sollwertvorgaben eingeregelt. Diese Funktion übernimmt eine an sich bekannte Lambdarege­ lungseinrichtung 21, die vorzugsweise in eine den Betrieb der Brennkraftmaschine 10 steuernde Steuerungseinrichtung 22 in­ tegriert ist.
Solche elektronischen Steuerungseinrichtungen, die in der Re­ gel einen Mikroprozessor beinhalten und die neben der Kraft­ stoffeinspritzung und der Zündung noch eine Vielzahl weiterer Steuer- und Regelaufgaben, u. a. auch die Steuerung der Abgas­ nachbehandlungsanlage übernehmen, sind an sich bekannt, so daß im folgenden nur auf den im Zusammenhang mit der Erfin­ dung relevanten Aufbau und dessen Funktionsweise eingegangen wird. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung 22 mit einer Speichereinrichtung 23 verbunden, in der u. a. verschiedene Kennlinien bzw. Kennfelder und Schwellenwerte gespeichert sind, deren jeweilige Bedeutung anhand der Beschreibung der nachfolgenden Figuren noch näher erläutert wird.
Das Ausgangssignal des Luftmassenmessers 12 und die Signale des Drosselklappensensors, des Sauerstoffmessaufnehmer 18, des Abgasmessaufnehmers 20 und des Temperatursensors 19 wer­ den über entsprechende Verbindungsleitungen der Steuerungs­ einrichtung 22 zugeführt.
Zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 10 ist die Steuerungseinrichtung 22 außer mit einer Zündeinrichtung 24 für das Kraftstoff-/Luftgemisch über eine nur schematisch dargestellte Daten- und Steuerleitung 25 noch mit weiteren, nicht explizit dargestellten Sensoren z. B. für Drehzahl und Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine sowie mit weite­ ren Aktoren verbunden.
Im folgenden wird erläutert, wie eine Unterbindung einer Fahrkomforteinbuße durch Veränderung des Drehmomentes der Brennkraftmaschine erreicht werden kann, welches durch die Funktionalität der Steuerungseinrichtung der Brennkraftma­ schine bei der Nachbildung des Drehmomentes nicht oder nur unzureichend abgedeckt werden kann.
Dazu ist eine Stationärbetriebserkennung notwendig, um sicher zu stellen, dass es sich bei der Drehmomentänderung beim Be­ triebsmoduswechsel nicht um eine vom Fahrer des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs oder eine von der Steuerungseinrichtung aufgrund einer Drehmomentanforderung hervorgerufene Änderung handelt, d. h. das von der Steuerungs­ einrichtung vorgegebene, zu realisierende Drehmoment muß wäh­ rend des Betriebsmoduswechsels quasi konstant sein. Eine Ver­ änderung des realen induzierten Drehmomentes macht sich für den Fahrer auf folgende Art bemerkbar. Die sprungförmige Än­ derung der Einspritzung, die momentenkompensierende schlagartige Verstellung des Zündwinkels und die Veränderung der Fül­ lung können durch Veränderung der den Verbrennungsverlauf be­ einflussenden Verbrennungsparametern zu einer verschleppten, schlechten Verbrennung in einzelnen Takten während des Über­ ganges vom Betrieb mit mageren Kraftstoff-/Luftgemisch zu dem Betrieb mit fettem Kraftstoff-/Luftgemisch und umgekehrt führen. Dies kann durch das Auftreten von erhöhten Laufunru­ hewerten detektiert werden. Die Laufunruhewerte können nach einem beliebigen bekannten Verfahren ermittelt werden, bei­ spielsweise wie es in der WO 97/20195 beschrieben ist.
Da auch im Neuzustand der Brennkraftmaschine leichte Verände­ rungen der Laufunruhewerte auftreten können, wird ein appli­ ziertes Laufunruhefenster festgelegt, welches die Entschei­ dung über eine unzulässige Laufunruhe in einem solchen Be­ triebsmoduswechsel vorgibt. Wird eine solche unzulässig hohe Laufunruhe während eines Betriebsmoduswechsels wiederholt er­ kannt, können verschiedene steuerungstechnische Eingriffe eingeleitet werden.
Im oberen Teil der Fig. 2 sind in Abhängigkeit der Zeit t die Verläufe des Sollwertes für die Luftzahl λ_sp, der tat­ sächlichen Luftzahl λ_av, die mittels des Sauerstoffmessauf­ nehmers 18 gemessen wurde und das Signal des MAF des Luftmas­ senmessers 12 und im unteren Teil der Fig. 2 ein Laufunruhe­ wert LU für alle Zylinder der Brennkraftmaschine für den Fall einer einwandfreien Abstimmung aufgetragen. Diese Verläufe geben damit die Verhältnisse bzw. Zusammenhänge wieder, wie sie bei einer neuen Brennkraftmaschine vorliegen. Ausgehend von einem mageren Kraftstoff-/Luftgemisch entsprechend einer Luftzahl λ = 1,4 wird zum Regenerieren des NOx-Speicherkata­ lysators 16 ein Kraftstoff-/Luftgemisch entsprechend einer Luftzahl λ = 0,8 sprungartig eingestellt, ohne dass dabei der Laufunruhewert LU das durch einen oberen Schwellenwert LU_SWO und einen unteren Schwellenwert LU_SWU begrenzte Laufunruhe­ fenster verlassen wird. Dasselbe gilt beim Ende des Regenera­ tionszyklusses, also beim Übergang vom Betrieb mit fettem Kraftstoff-/Luftgemisch zum Betrieb mit magerem Kraftstoff- /Luftgemisch.
Im oberen Teil der Fig. 3 sind in Abhängigkeit der Zeit t die Verläufe des Sollwertes für die Luftzahl λ_sp, der tat­ sächlichen Luftzahl λ_av, die mittels des Sauerstoffmessauf­ nehmers 18 gemessen wurde und das Signal des MAF des Luftmas­ senmessers 12 und im unteren Teil der Fig. 3 der Laufunruhe­ wert LU für alle Zylinder der Brennkraftmaschine für einen Regenerationszyklus bei provozierter fehlerhafter Abstimmung, die Verschleiß- und Alterungsvorgänge der Brennkraftmaschine vorgibt, aufgetragen.
Während bei einer neuen Brennkraftmaschine die drehmoment­ neutrale Applikation dafür sorgt, dass der Laufunruhewert selbst bei steilen Lambdasprüngen innerhalb des Laufunruhe­ wertfensters liegt, führt diese einmal gemachte Applikation bei einer gealterten Brennkraftmaschine dazu, dass bei einem Lambdasprung selber Größe der Laufunruhewert LU aufgrund ge­ änderter Verbrennungscharakteristik deutlich außerhalb der vorgegebenen Grenzen LU_SWU, LU_SWO liegt (Fig. 3, unterer Teil).
Damit solch hohe Laufunruhewerte LU nicht auftreten und keine Einbußen an Komfort und Fahrbarkeit in Kauf genommen werden müssen, ist gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorgese­ hen, den Betriebsmoduswechsel, d. h. den Übergang zwischen Be­ trieb der Brennkraftmaschine mit magerem Kraftstoff-/Luft­ gemisch zum Betrieb mit fettem Kraftstoff-/Luftgemisch und umgekehrt in Instationärphasen der Brennkraftmaschine zu le­ gen.
Ein Betriebsmoduswechsel findet nur statt, wenn der Drehmo­ mentgradient einen vorgegebenen Schwellenwert TQI_SW über­ schreitet. Der Drehmomentgradient wird in der Steuerungsein­ richtung 22 erfasst und der Schwellenwert TQI_SW wird für die jeweilige Brennkraftmaschine experimentell ermittelt und ist in der Speichereinrichtung 23 abgelegt. Bei einem negativen Drehzahlgradienten erfolgt die Umschaltung von unter- bzw. stöchiometrischen Kraftstoff-/Luftgemisch in mageres Kraft­ stoff-/Luftgemisch, bei positivem Drehmomentgradienten er­ folgt ein Übergang zum Zwecke der Regeneration des NOx- Speicherkatalysators 16 von magerem Kraftstoff-/Luftgemisch zu fettem Kraftstoff-/Luftgemisch
Die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators 16 beginnt und endet also in einer Instationärphase, d. h. in einer Beschleu­ nigungsphase bzw. in einer Verzögerungsphase der Brennkraft­ maschine. In diesen Phasen erwartet der Fahrer eine Drehmo­ mentreaktion und wenn das Drehmoment aufgrund des Betriebszu­ standswechsels etwas schwankt, ist dies weitweniger unange­ nehm als wenn der Betriebszustandswechsel bei Konstantfahrt erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Betriebsmoduswechsel während der Schaltvorgänge erfolgt, da dann die Brennkraftma­ schine vom Getriebe getrennt ist und keine oder nahezu keine Drehmomentreaktion auf das Fahrzeug und damit auf den Fahrer übertragen wird. Dieses Vorgehen gilt sowohl für Handschalt­ getriebe, automatisierte Handschaltgetriebe als auch für Au­ tomatikschaltgetriebe.
Da man nicht immer sicherstellen kann, dass der Drehmoment­ gradient ausreichend häufig den Schwellenwert für das Auslö­ sen eines Betriebszustandswechsels erreicht, beispielsweise wenn das Fahrzeug längere Zeit mit konstanter Geschwindigkeit auf Autobahnen bewegt wird, der NOx-Speicherkatalysator 16 a­ ber seine Speicherkapazität erreicht hat, wird in solchen Fällen der Übergang vom Betrieb mit magerem Kraftstoff- /Luftgemisch zum Betrieb mit fetten Kraftstoff-/Luftgemisch und umgekehrt nicht sprungförmig durchgeführt, sondern der Lambdasollwert λ_sp wird kontinuierlich, beispielsweise mit­ tels einer Rampenfunktion verändert.
In Fig. 4 sind die entsprechenden zeitlichen Signalverläufe dargestellt. Die Steilheit der Rampe kann dabei variiert wer­ den. Je flacher die Rampe gewählt wird, desto gleichmäßiger wird der Verlauf des Laufunruhewertes LU, der Fahrkomfortver­ lust wird kompensiert. Dieser Eingriff hat Auswirkungen auf das Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine 10, insbeson­ dere auf die NOx-Emissionen und muss bei der Beladungsgrader­ mittelung des NOx-Speicherkatalysators 16 berücksichtigt wer­ den.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Lambdasollwert λ_sp = 1,4 auf 1,0 rampenförmig verkleinert und macht dann einen kleinen Sprung in Richtung fettes Kraftstoff-/Luftgemisch (λ_sp = 0,8), da sich dort das Drehmoment kaum mehr ändert. Die Steilheit der Rampe kann entsprechend einer weiteren Lau­ funruheauswertung angepasst werden.
Parallel dazu kann die zur Verbrennung des Kraftstoffes der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmasse abgesenkt werden, wo­ durch der Zündwinkeleingriff gering ausfallen kann und man erreicht dadurch eine Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Regeneration.
Als weitere Möglichkeit, keine Einbußen an Fahrkomfort durch Drehmomentänderung der Brennkraftmaschine zu erleiden, be­ steht darin, den Magermixbetrieb der Brennkraftmaschine ganz zu unterbinden. Die Brennkraftmaschine wird nicht mehr mit ü­ berstöchiometrischem Kraftstoff-/Luftgemisch betrieben, son­ dern mit einem Kraftstoff-/Luftgemisch entsprechend λ_sp = 1. Dies kann z. B. nötig werden, wenn ein Defekt an einer Zünd­ kerze auftritt, der zwar nicht ständig Aussetzer produziert, aber im Betrieb der Brennkraftmaschine mit magerem Kraft­ stoff-/Luftgemisch keine saubere Verbrennung gewährleistet werden kann, so dass kein drehmomentneutraler Übergang zwi­ schen den Betriebsmoden zu erreichen ist.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (10),
die abhängig von bestimmten Betriebsbedingungen entweder mit einem überstöchiometrischen, stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Kraftstoff-/Luftgemisch betrieben wird, wobei
in einem Abgaskanal (14) der Brennkraftmaschine (10) ein NOx-Speicherkatalysator (16) angeordnet ist,
in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftma­ schine (10) und des NOx-Speicherkatalysators (16) zur Re­ generation des NOx-Speicherkatalysators (16) ein Betriebs­ moduswechsel zwischen den Betriebsmoden mit einem überstö­ chiometrischen, stöchiometrischen oder unterstöchiometri­ schen Kraftstoff-/Luftgemisch durchgeführt wird,
Werte für die Laufunruhe (LU) der Brennkraftmaschine (10) erfasst werden,
überprüft wird, ob die Laufunruhewerte (LU) vorgegebene Be­ dingungen (LU_SWU, LU_SWO) erfüllen und wenn die Laufunru­ hewerte (LU) diese Bedingungen nicht erfüllen,
Werte für einen Drehmomentsollwert der Brennkraftmaschine (10) berechnet werden, daraus und aus dem aktuellen Wert des Drehmomentes ein Drehmomentgradient ermittelt wird,
der Drehmomentgradient mit einem Schwellenwert (TQ_SW) ver­ glichen wird und ein Betriebsmoduswechsel in Instatio­ närphasen der Brennkraftmaschine (10) gelegt wird, wenn der Schwellenwert (TQ_SW) überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem negativen Drehmomentgradienten eine Umschaltung von einem Betrieb mit unterstöchiometrischem oder stöchiometri­ schem Kraftstoff-/Luftgemisch zu einem Betrieb mit überstö­ chiometrischem Kraftstoff-/Luftgemisch erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem positiven Drehmomentgradienten eine Umschaltung von einem Betrieb mit überstöchiometrischem Kraftstoff- /Luftgemisch zu einem Betrieb mit unterstöchiometrischem Kraftstoff-/Luftgemisch erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmoduswechsel während des Ausführens von Schaltvorgängen durchgeführt wird, bei denen die Brennkraftmaschine (10) von einem Antriebsstrang des von der Brennkraftmaschine (10) angetriebenen Fahrzeuges zumindest teilweise entkoppelt ist.
5. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (10),
die abhängig von bestimmten Betriebsbedingungen entweder mit einem überstöchiometrischen, stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Kraftstoff-/Luftgemisch betrieben wird, wobei
in einem Abgaskanal (14) der Brennkraftmaschine (10) ein NOx-Speicherkatalysator (16) angeordnet ist,
in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftma­ schine (10) und des NOx-Speicherkatalysators (16) zur Re­ generation des NOx-Speicherkatalysators (16) ein Betriebs­ moduswechsel zwischen den Betriebsmoden mit einem überstö­ chiometrischen, stöchiometrischen oder unterstöchiometri­ schen Kraftstoff-/Luftgemisch durchgeführt wird,
Werte für die Laufunruhe (LU) der Brennkraftmaschine (10) erfasst werden,
überprüft wird, ob die Laufunruhewerte (LU) vorgegebene Be­ dingungen (LU_SWU, LU_SWO) erfüllen und wenn die Laufunru­ hewerte (LU) diese Bedingungen nicht erfüllen,
sowohl der Übergang von überstöchiometrischem bzw. stöchio­ metrischem Kraftstoff-/Luftgemisch zu unterstöchiometri­ schem Kraftstoff-/Luftgemisch als auch der Übergang von unterstöchiometrischem Kraftstoff-/Luftgemisch auf stöchi­ ometrisches bzw. überstöchiometrisches Kraftstoff- /Luftgemisch zumindest abschnittsweise kontinuierlich erfolgt, in­ dem ein Sollwert für die Luftzahl (λ_sp) des Kraftstoff- /Luftgemisches über eine Rampenfunktion verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob die Laufunruhewerte (LU) innerhalb eines durch einen unteren Schwellenwert (LU_SWU) und einen o­ beren Schwellenwert (LU_SWO) begrenzten Laufunruhefensters liegen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellenwerte (LU_SWU, LU_SWO) experimentell ermittelt werden und in einer Speichereinrichtung (23) abgelegt sind.
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