DE10320891B4 - Catalyst heating method and control unit for controlling catalyst heating - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Aufheizen eines hinter einem Vorkatalysator (36) angeordneten Speicherkatalysators (38) im Abgas eines mit Fremdzündung und direkter Einspritzung von Kraftstoff in Luftfüllungen wenigstens eines Brennraums (16) arbeitenden Verbrennungsmotors (12) durch abwechselndes Erzeugen von mageren Brennraumfüllungen und fetten Brennraumfüllungen in dem wenigstens einen Brennraum (16); wobei der Verbrennungsmotor (12) in einer ersten Betriebsart mit geschichteten Brennraumfüllungen betrieben wird und in einer zweiten Betriebsart mit homogenen Brennraumfüllungen betrieben wird, wobei magere Brennraumfüllungen in der ersten Betriebsart jeweils durch Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge (64) erzeugt werden, und wobei die mageren Brennraumfüllungen jeweils durch eine Fremdzündung (63) gezündet werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausgewählten Brennraumfüllungen, in der ersten Betriebsart, fette Brennraumfüllungen durch jeweils nach Fremdzündungen (63) erfolgendes Einspritzen einer weiteren Kraftstoffmenge (66) erzeugt werden, wobei Brennraumfüllung und weitere Kraftstoffmenge so auf einander abgestimmt sind, dass sich in der Summe Sauerstoffmangel im Brennraum einstellt, und wobei ein Wechsel zwischen der ersten Betriebsart...A method for heating a behind a precatalyst (36) arranged storage catalyst (38) in the exhaust of a spark-ignition and direct injection of fuel in air fillings of at least one combustion chamber (16) operating internal combustion engine (12) by alternately generating lean combustion chamber fillings and rich combustion chamber fillings in the at least a combustion chamber (16); wherein the internal combustion engine (12) is operated in a first mode with stratified combustion chamber fillings and is operated in a second mode with homogeneous combustion chamber fillings, wherein lean combustion chamber fillings in the first mode are respectively generated by injecting a first amount of fuel (64), and wherein the lean combustion chamber fillings each ignited by a spark ignition (63), characterized in that at selected combustion chamber fillings, in the first mode, rich combustion chamber fillings are generated by each after Fremdzündungen (63) subsequent injection of a further amount of fuel (66), wherein combustion chamber filling and further fuel quantity so on are tuned to each other that sets in total oxygen deficiency in the combustion chamber, and wherein a change between the first mode ...

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen eines hinter einem Vorkatalysator angeordneten Speicherkatalysators im Abgas eines mit Fremdzündung und direkter Einspritzung von Kraftstoff in Luftfüllungen wenigstens eines Brennraums arbeitenden Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for heating a storage catalytic converter arranged behind a primary catalytic converter in the exhaust gas of an internal combustion engine operating with spark ignition and direct injection of fuel in air fillings of at least one combustion chamber according to the preamble of claim 1.

Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Steuerung des Verfahrens.Furthermore, the invention relates to a control device for controlling the method.

Ein solches Verfahren und ein solches Steuergerät sind aus der EP 1 036 927 A2 bekannt.Such a method and such a control unit are from the EP 1 036 927 A2 known.

Die verwendeten Katalysatoren arbeiten in der Regel nur in einem eingeschränkten Temperaturintervall, das für Vorkatalysatoren und nachgeschaltete Speicherkatalysatoren unterschiedlich ist. Während ein Dreiwege-Vorkatalysator Schadstoffkomponenten in einem weiten Temperaturbereich reduzieren und oxidieren kann, ist der Bereich der Betriebstemperaturen eines Speicherkatalysators in der Regel stärker eingeschränkt. Die Abgasanlage wird üblicherweise konstruktiv so ausgelegt, dass beide Katalysatoren in weiten Betriebsbereichen des Verbrennungsmotors in den entsprechenden zulässigen Temperaturbereichen arbeiten. Droht einer der Katalysatoren sein erlaubtes Temperaturintervall zu verlassen, werden Heizmaßnahmen eingeleitet. Dabei können Heizmaßnahmen für nur einen Katalysator notwendig sein. So müssen insbesondere NOx-Speicherkatalysatoren periodisch entschwefelt werden. Sie sind dazu im Betrieb des Verbrennungsmotors auf bis zu 650 Grad Celsius aufzuheizen. Dabei soll eine Überhitzung des vorgeschalteten Vorkatalysators vermieden werden.The catalysts used usually work only in a limited temperature interval, which is different for pre-catalysts and downstream storage catalysts. While a three-way precatalyst can reduce and oxidize pollutant components over a wide temperature range, the range of operating temperatures of a storage catalyst is typically more limited. The exhaust system is usually constructively designed so that both catalysts operate in wide operating ranges of the internal combustion engine in the appropriate allowable temperature ranges. If one of the catalysts threatens to leave its permitted temperature interval, heating measures are initiated. In this case, heating measures for only one catalyst may be necessary. In particular, NOx storage catalysts must be periodically desulfurized. They are to heat up to 650 degrees Celsius during operation of the internal combustion engine. In this case, overheating of the upstream primary catalytic converter should be avoided.

Für die Heizung von hinter einem Vorkatalysator angeordneten Speicherkatalysatoren im Abgas von Verbrennungsmotoren sind zwei verschiedene Ansätze per se bekannt.For the heating of arranged behind a precatalyst storage catalytic converters in the exhaust gas of internal combustion engines two different approaches per se are known.

Nach einem ersten Ansatz wird heißes Motorabgas am Auslassventil erzeugt. Nachteilig dabei ist, dass das heiße Motorabgas zunächst den Vorkatalysator aufheizt, was diesen überhitzen kann.After a first approach, hot engine exhaust gas is generated at the exhaust valve. The disadvantage here is that the hot engine exhaust first heats the precatalyst, which can overheat this.

Nach einem zweiten, auch als chemisches Katalysator-Heizen bekannten Ansatz werden einem Katalysator sowohl Sauerstoff als auch unverbrannte Kohlenwasserstoffe zugeführt. Drei alternative Möglichkeiten dieser Zufuhr sind bekannt.After a second approach, also known as chemical catalyst heating, both oxygen and unburned hydrocarbons are fed to a catalyst. Three alternative ways of this supply are known.

Eine erste Möglichkeit setzt eine Y-Abgasanlage voraus. Darunter versteht man eine Abgasanlage, bei der Abgase verschiedener Zylinder oder Gruppen von Zylindern nach dem Verlassen des Zylinderkopfes vor einer Durchmischung mit den Abgasen der jeweils anderen Zylinder oder Gruppe von Zylindern zunächst in getrennten Abgasleitungen geführt werden. Die verschiedenen Zylinder oder Gruppen von Zylindern werden mit unterschiedlichem Kraftstoff/Luftverhältnis betrieben so dass eine Abgasleitung Abgase aus fetten Brennraumfüllungen führt, während eine andere Abgasleitung Abgase aus mageren Brennraumfüllungen führt. Liegt der Speicherkatalysator hinter den getrennten Abgasleitungen in dem gemeinsamen Teil der Abgasanlage, in dem die Durchmischung stattfindet, kann er durch exotherme Reaktionen der fetten und mageren Abgase aufgeheizt werden. Da die Dreiwege-Vorkatalysatoren bei solchen Anordnungen üblicherweise in den getrennten Abgasleitungen angeordnet sind, werden sie nur von fettem oder nur von magerem Abgas durchströmt. Exotherme Reaktionen finden daher nur in dem Speicherkatalysator, nicht aber in den Dreiwege-Vorkatalysatoren statt. Da diese Variante teilweise getrennte Abgasleitungen voraussetzt, ist sie aufwendig und teuer.A first option requires a Y exhaust system. This is understood to mean an exhaust system in which exhaust gases of various cylinders or groups of cylinders are first guided in separate exhaust pipes before they are mixed with the exhaust gases of the respective other cylinder or group of cylinders after leaving the cylinder head. The various cylinders or groups of cylinders are operated at different air / fuel ratios so that one exhaust line carries exhaust gases from rich combustion chamber fillings while another exhaust line carries exhaust gases from lean combustion chamber fillings. If the storage catalytic converter is located behind the separate exhaust gas lines in the common part of the exhaust system in which the mixing takes place, it can be heated by exothermic reactions of the rich and lean exhaust gases. Since the three-way precatalysts are usually arranged in the separate exhaust pipes in such arrangements, they are only flowed through by rich or lean exhaust gas. Exothermic reactions therefore take place only in the storage catalyst, but not in the three-way pre-catalysts. Since this variant requires partially separate exhaust pipes, it is complicated and expensive.

Im Rahmen einer zweiten Alternative wird der Verbrennungsmotor insgesamt mit fetten Brennraumfüllungen betrieben. Dem Abgas, das in diesem Fall unverbrannte Kohlenwasserstoffe enthält, wird vor dem Speicherkatalysator Luftsauerstoff zugeführt. Daher werden exotherme Reaktionen ebenfalls auf den hinter einem Dreiwege-Vorkatalysator angeordneten Speicherkatalysator beschränkt. Diese Alternative kann zwar auch bei Abgasanlagen mit gemeinsamer Leitung der Abgase sämtlicher Zylinder oder Brennräume verwendet werden, sie benötigt aber eine zusätzliche Vorrichtung zur Zufuhr von Luftsauerstoff zum Speicherkatalysator.In the context of a second alternative, the internal combustion engine as a whole is operated with rich combustion chamber fillings. The exhaust gas, which contains unburned hydrocarbons in this case, is supplied to the storage catalyst atmospheric oxygen. Therefore, exothermic reactions are also limited to the arranged behind a three-way pre-catalyst storage catalyst. Although this alternative can also be used in exhaust systems with common management of the exhaust gases of all cylinders or combustion chambers, but it requires an additional device for the supply of atmospheric oxygen to the storage catalytic converter.

Im Rahmen einer dritten Alternative erzeugt der Verbrennungsmotor abwechselnd fettes und mageres Abgas. Da ein Speicherkatalysator im Vergleich zu einem näher am Verbrennungsmotor angebrachten Dreiwege-Vorkatalysator meist eine höhere Sauerstoffspeicherkapazität aufweist, kann der größere Teil der durch abwechselnden fetten und mageren Betrieb des Verbrennungsmotors bereitgestellten chemischen Energie in den Speicherkatalysator eingetragen werden. Dadurch wird eine thermische Belastung des Vorkatalysators durch eine zur Entschwefelung des Speicherkatalysators notwendige Aufheizung zwar nicht vermieden, aber in Grenzen gehalten.In the context of a third alternative, the internal combustion engine alternately generates rich and lean exhaust gas. Since a storage catalytic converter usually has a higher oxygen storage capacity in comparison to a three-way primary catalytic converter mounted closer to the internal combustion engine, the greater part of the chemical energy provided by alternating rich and lean operation of the internal combustion engine can be introduced into the catalytic converter. As a result, a thermal load on the primary catalytic converter is not avoided by a heating necessary for the desulfurization of the catalytic converter, but kept within limits.

Im Zusammenhang mit dem Betrieb von Verbrennungsmotoren kann ein lean burn mode auf verschiedene Art und Weise realisiert werden. So können Verbrennungsmotoren mit homogener Verteilung eines mageren Kraftstoff/Luft-Gemisches in den Brennräumen betrieben werden.In connection with the operation of internal combustion engines, a lean burn mode can be realized in various ways. Thus, internal combustion engines can be operated with homogeneous distribution of a lean fuel / air mixture in the combustion chambers.

Alternativ dazu können speziell dafür konstruierte Verbrennungsmotoren auch mit geschichteter Verteilung des Kraftstoff/Luft-Gemisches betrieben werden. Insbesondere Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung und Benzindirekteinspritzung können bei geeigneter Steuerung sowohl in einem sogenannten Schichtbetrieb als auch in einem sogenannten Homogenbetrieb betrieben werden. Alternatively, specially designed internal combustion engines can also be operated with stratified distribution of the fuel / air mixture. In particular internal combustion engines with spark ignition and gasoline direct injection can be operated with suitable control both in a so-called shift operation as well as in a so-called homogeneous operation.

Im Schichtbetrieb wird der Motor mit einer stark geschichteten Zylinderladung und hohem Luftüberschuss betrieben, um einen möglichst niedrigen Kraftstoffverbrauch zu erreichen. Die geschichtete Ladung wird durch eine späte Kraftstoffeinspritzung erreicht, die im Idealfall zur Aufteilung des Brennraums in zwei Zonen führt: Die erste Zone enthält eine brennfähige Luft-Kraftstoff-Gemischwolke an der Zündkerze. Sie wird von der zweiten Zone umgeben, die aus einer isolierenden Schicht aus Luft und Restgas besteht. Das Potential zur Verbrauchsoptimierung ergibt sich aus der Möglichkeit, den Motor unter Vermeidung von Ladungswechselverlusten weitgehend ungedrosselt zu betreiben. Der Schichtbetrieb wird bei vergleichsweise niedriger Last bevorzugt.In stratified operation, the engine is operated with a highly stratified cylinder charge and high excess air to achieve the lowest possible fuel consumption. The stratified charge is achieved by late fuel injection, which ideally divides the combustion chamber into two zones: the first zone contains a combustible air-fuel mixture cloud at the spark plug. It is surrounded by the second zone, which consists of an insulating layer of air and residual gas. The potential for optimizing consumption arises from the possibility of operating the engine largely unthrottled while avoiding charge cycle losses. The shift operation is preferred at comparatively low load.

Bei höherer Last, wenn die Leistungsoptimierung im Vordergrund steht, wird der Motor mit homogener Zylinderfüllung betrieben. Die homogene Zylinderfüllung ergibt sich aus einer frühen Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugvorganges. Als Folge steht bis zur Verbrennung eine grössere Zeit zur Gemischbildung zur Verfügung. Das Potential dieser Betriebsart zur Leistungsoptimierung ergibt sich zum Beispiel aus der Ausnutzung des gesamten Brennraumvolumens zur Füllung mit brennfähigem Gemisch.At higher load, when performance optimization is the priority, the engine is operated with homogeneous cylinder filling. The homogeneous cylinder filling results from an early fuel injection during the intake process. As a result, a longer time is available for mixture formation until combustion. The potential of this mode of performance optimization results, for example, from the utilization of the entire combustion chamber volume for filling with a combustible mixture.

Bei Benzindirekteinspritzmotoren besteht weiter die Möglichkeit, beim Betrieb mit Luftüberschuss, also vorzugsweise im Schichtbetrieb, gezielt Kraftstoff in den Zylinder nach der motorischen Verbrennung im Expansionstakt einzuspritzen. Hier reagiert der nacheingespritzte Kraftstoff mit dem Luftüberschuss der motorischen Verbrennung im Katalysator. Die bei der exothermen Reaktion freiwerdende Wärme heizt den Katalysator auf. Dies ist aus der DE 100 43 366 A1 für die Aufheizung eines NOx-Speicherkatalysators ohne vorgeschalteten Dreiwege-Katalysator bekannt. Nach dieser Schrift erfolgt ein Umschalten auf Schichtbetrieb mit Nacheinspritzung um einen hohen Wärmestrom zu erzeugen. Dabei soll der Luftstrom soweit gedrosselt werden, dass der benötigte Wärmestrom bei einer geforderten Temperatur erreicht wird. Die Androsselung erfolgt durch ein gesteuertes Schließen einer Drosselklappe um einen vorbestimmten Winkel oder auf einen vorbestimmten Öffnungswinkel. Nach dieser Schrift soll die Gemischzusammensetzung für eine maximale Wärmefreisetzung nahe bei Lambda gleich 1 sein. Vorübergehende Gemischanreicherungen auf Lambdawerte kleiner als 1 (fettes Gemisch) durch dynamischen Fahrbetrieb mit wechselnden Drehmomentanforderungen sollen nach dieser Schrift vermieden werden, da sie die Abgasemissionen in unerwünschter Weise verschlechtern würden.In gasoline direct injection engines, it is also possible to selectively inject fuel into the cylinder after the engine combustion in the expansion stroke when operating with excess air, so preferably in stratified operation. Here, the post-injected fuel reacts with the excess air of engine combustion in the catalytic converter. The heat released during the exothermic reaction heats the catalyst. This is from the DE 100 43 366 A1 for the heating of a NOx storage catalyst without upstream three-way catalyst known. According to this document, switching to shift operation with post-injection takes place in order to generate a high heat flow. The air flow should be throttled to the extent that the required heat flow is achieved at a required temperature. The throttling is performed by a controlled closing of a throttle valve by a predetermined angle or to a predetermined opening angle. According to this document, the mixture composition for maximum heat release near lambda should be 1. Temporary mixture enrichments to Lambda values less than 1 (rich mixture) by dynamic driving with changing torque requirements should be avoided according to this document, since they would undesirably degrade the exhaust emissions.

Mit anderen Worten: Nach dieser Schrift soll für eine Aufheizung eines einzelnen Katalysators ein Abgas bereitgestellt werden, das kontinuierlich sowohl Sauerstoff als auch unverbrannte Kohlenwasserstoffe aufweist.In other words: According to this document, an exhaust gas is to be provided for heating a single catalyst, which continuously has both oxygen and unburned hydrocarbons.

Bei einer Reihenschaltung eines Dreiwege-Vorkatalysators und eines nachgeschalteten Speicherkatalysators läßt sich auf diese Weise nicht vermeiden, dass nicht nur der Speicherkatalysator, sondern auch der Vorkatalysator kontinuierlich chemisch geheizt werden. Diese Vorgehensweise führt daher nicht zu einer ausreichenden Entkopplung der Heizung eines Vorkatalysators und eines nachgeschalteten Speicherkatalysators, der zur Entschwefelung auf Temperaturen von über 650 Grad Celsius aufzuheizen ist.In a series connection of a three-way pre-catalyst and a downstream storage catalyst can not be avoided in this way that not only the storage catalyst, but also the precatalyst be continuously heated chemically. This approach therefore does not lead to a sufficient decoupling of the heating of a primary catalytic converter and a downstream storage catalytic converter, which is to be heated to temperatures of more than 650 degrees Celsius for desulfurization.

Bei einem Verbrennungsmotor, der zumindest zeitweise mit geschichteter Brennraumfüllung aus Kraftstoff und Luft betrieben wird, bestimmt die während des Schichtbetriebs eingespritzte Kraftstoffmenge das aus der Verbrennung resultierende Moment. Eine zu Heizzwecken erfolgende Modulation des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses übt daher einen Einfluss auf das Drehmoment aus, der unerwünscht ist. Resultierende Fluktuationen des Drehmoments können durch Zündungseingriffe und/oder Füllungseingriffe kompensiert werden. Beschränkt man die Amplitude der Modulation auf Werte, bei denen beispielsweise bei geringer Momentenanforderung noch keine unzulässig starken Momentenfluktuation auftreten, so ist der Energieeintrag in den Speicherkatalysator bei ungünstigem Verhältnis der Sauerstoffspeicherkapazitäten des Dreiwegekatalysators und des nachgeschalteten Speicherkatalysators nicht immer ausreichend.In an internal combustion engine which is operated at least temporarily with stratified combustion chamber filling of fuel and air, the fuel quantity injected during the stratified operation determines the moment resulting from the combustion. A heating / air-fuel modulation modulation therefore exerts an influence on the torque which is undesirable. Resultant fluctuations of the torque can be compensated by ignition interventions and / or filling interventions. If the amplitude of the modulation is limited to values at which, for example, an inadmissibly strong torque fluctuation does not occur at low torque demand, the energy input into the storage catalytic converter is not always sufficient given an unfavorable ratio of the oxygen storage capacities of the three-way catalytic converter and the downstream storage catalytic converter.

Da der unerwünschte Momentenanstieg durch einen Teil des zusätzlichen Kraftstoffes verursacht wird, der den Speicherkatalysator aufheizen soll, steht nicht der gesamte zusätzlich eingespritzte Kraftstoff für die direkte, durch exotherm verlaufende chemische Reaktionen im Speicherkatalysator erfolgende Aufheizung zur Verfügung. Mit anderen Worten: Die im Katalysator freigesetzte Wärme ist kleiner als die Wärme, die durch hundertprozentige Umsetzung des zusätzlich eingespritzten Kraftstoffes im Speicherkatalysator freiwerden würde. Der Wirkungsgrad der Modulation ist daher nicht optimal.Since the undesirable increase in torque is caused by a portion of the additional fuel that is intended to heat the storage catalyst, not all of the additionally injected fuel is available for direct heating due to exothermic chemical reactions in the storage catalyst. In other words, the heat released in the catalyst is less than the heat that would be released by 100 percent conversion of the additionally injected fuel in the storage catalyst. The efficiency of the modulation is therefore not optimal.

Im Schichtbetrieb eines Verbrennungsmotors kann der unerwünschte Momentenanstieg so stark sein, dass eine kompensierende Reduzierung der Brennraumfüllung mit Luft erfolgen muss. Dies ist aus mehreren Gründen unerwünscht. So wirken Drosseleingriffe wegen des Saugrohrvolumens erst verzögert. Ihre Wirkung verteilt sich darüber hinaus auf mehrere Ansaughübe des Verbrennungsmotors, so dass eine füllungsindividuelle Erzeugung von mageren und fetten Brennraumfüllungen mit abrupten Übergängen zwischen fetten und mageren Brennraumfüllungen bei Drosseleingriffen erschwert ist.In stratified operation of an internal combustion engine, the unwanted torque increase can be so strong be that a compensating reduction of the combustion chamber filling must be done with air. This is undesirable for several reasons. Throttling interventions are only delayed because of the intake manifold volume. Their effect is also distributed over several intake strokes of the internal combustion engine, so that a filling individual generation of lean and rich combustion chamber fillings with abrupt transitions between rich and lean combustion chamber fillings is difficult in throttle interventions.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Aufheizung eines hinter einem Dreiwegekatalysator angeordneten Speicherkatalysators anzugeben, das einen erhöhten Wärmeeintrag in den Speicherkatalysator bei verbessertem Wirkungsgrad der Heizmaßnahme besitzt, das auch im Schichtbetrieb eines Verbrennungsmotors mit Fremdzündung mit verringertem Einfluss auf die Momentenentwicklung des Verbrennungsmotors durchführbar ist und das abrupte Übergänge zwischen fetten und mageren Brennraumfüllungen ermöglicht.Against this background, the object of the invention is to provide a method for heating a arranged behind a three-way catalytic converter storage catalyst having an increased heat input into the storage catalytic converter with improved efficiency of the heating measure, even in the stratified operation of a combustion engine with spark ignition with reduced influence on the torque development the internal combustion engine is feasible and allows the abrupt transitions between rich and lean combustion chamber fillings.

Diese Aufgabe wird mit Blick auf Verfahrensaspekte durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with regard to procedural aspects by the features of claim 1.

Darüber hinaus wird diese Aufgabe durch ein Steuergerät gelöst, das dieses Verfahren steuert.Moreover, this object is achieved by a control unit that controls this method.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Steuergerät ermöglichen eine Aufheizung eines hinter einem Dreiwegekatalysator angeordneten Speicherkatalysators mit einem erhöhten Wärmeeintrag in den Speicherkatalysator bei verbessertem Wirkungsgrad der Heizmaßnahme. Die Aufheizung ist auch im Schichtbetrieb eines Verbrennungsmotors mit Fremdzündung mit verringertem Einfluss auf die Momentenentwicklung des Verbrennungsmotors durchführbar und ermöglicht abrupte Übergänge zwischen fetten und mageren Brennraumfüllungen.The inventive method and the control unit according to the invention allow heating of a storage catalyst arranged behind a three-way catalyst with an increased heat input into the storage catalytic converter with improved efficiency of the heating measure. The heating is also in the stratified operation of a combustion engine with spark ignition with reduced influence on the torque development of the internal combustion engine feasible and allows abrupt transitions between rich and lean combustion chamber fillings.

Gegenüber der Aufheizung nach der DE 100 43 366 , die im Schichtbetrieb einen kontinuierlichen Wärmestrom dadurch erzeugt, dass Nacheinspritzungen von Kraftstoff in eine unter Luftüberschuss verbrannte Brennraumfüllung zu stöchiometrischem Abgas führen, besitzt die Erfindung den Vorteil, dass der Speicherkatalysator stark aufgeheizt werden kann, ohne den Vorkatalysator zu überhitzen.Opposite the heating after the DE 100 43 366 , which generates a continuous heat flow in stratified operation in that post-injections of fuel into a combustion chamber burned under excess air lead to stoichiometric exhaust gas, the invention has the advantage that the storage catalyst can be strongly heated without overheating the precatalyst.

Dieser Vorteil resultiert daraus, dass die Erfindung die unterschiedlichen Sauerstoffspeicherkapazitäten einer Katalysatoranordnung mit Vorkatalysator und nachgeschaltetem Speicherkatalysator berücksichtigt. Das erfindungsgemäße Einspritzen weiterer Kraftstoffmengen nur bei ausgewählten Brennraumfüllungen führt dazu, dass beide Katalysatoren zunächst durch den bei Schichtbetrieb ohne Nacheinspritzung herrschenden Sauerstoffüberschuss im Abgas vollständig mit Sauerstoff gefüllt werden. Weil die Sauerstoffspeicherkapazität des nachgeschalteten Speicherkatalysators im Allgemeinen wesentlich größer ist als die Sauerstoffspeicherkapazität des Dreiwegekatalysators, speichert der Speicherkatalysator mehr Sauerstoff.This advantage results from the fact that the invention takes into account the different oxygen storage capacities of a catalyst arrangement with pre-catalyst and downstream storage catalyst. The injection of additional amounts of fuel according to the invention only with selected combustion chamber fillings leads to the fact that both catalysts are initially completely filled with oxygen by the excess oxygen prevailing in the exhaust gas during stratified operation without post-injection. Because the oxygen storage capacity of the downstream storage catalyst is generally substantially greater than the oxygen storage capacity of the three-way catalyst, the storage catalyst stores more oxygen.

Erfindungsgemäß wird anschließend unverbrannter Kraftstoff in Verbindung mit Sauerstoffmangel im Abgas durch Nacheinspritzungen erzeugt. Während ein erster, kleinerer Teil des unverbrannten Kraftstoffs mit dem Sauerstoffspeicherinhalt des Vorkatalysators reagiert, gelangt der größere Teil des zusätzlich durch die Nacheinspritzung dosierten Kraftstoffs in den Speicherkatalysator und kann dort mit dem gespeicherten Sauerstoff exotherm reagieren.According to the invention then unburned fuel is generated in conjunction with oxygen deficiency in the exhaust gas by post-injection. While a first, smaller part of the unburned fuel reacts with the oxygen storage content of the precatalyst, the greater part of the additionally metered by the post-injection fuel enters the storage catalyst and can react there exothermically with the stored oxygen.

Mit anderen Worten: Während bei dem kontinuierlichen Erzeugen von Luft und unverbranntem Kraftstoff im Abgas mit insgesamt stöchiometrischer Abgaszusammensetzung die Gefahr besteht, dass der größere Teil der Reaktionswärme im Vorkatalysator freigesetzt wird, ermöglicht die Erfindung eine Aufteilung der freiwerdenden Reaktionswärmen entsprechend den unterschiedlichen Sauerstoffspeicherkapazitäten der beteiligten Katalysatoren.In other words, while in the continuous production of air and unburned fuel in the exhaust gas with a total stoichiometric exhaust gas composition is the danger that the greater part of the heat of reaction is released in the precatalyst, the invention allows a distribution of the released heat of reaction according to the different oxygen storage capacities of the catalysts involved ,

Dadurch, dass ein Wechsel zwischen der ersten Betriebsart mit Sauerstoffmangel und der zweiten Betriebsart ohne Änderung der jeweiligen Brennraumfüllung erfolgt, werden vorteilhafterweise Füllungseingriffe zum Konstanthalten des Drehmomentes vermieden.Characterized in that a change between the first operating mode with oxygen deficiency and the second mode without changing the respective combustion chamber filling, advantageously filling interventions to keep the torque constant are avoided.

Wegen der größeren Sauerstoffspeicherkapazität des nachgeschalteten Speicherkatalysators wird die größere Wärmemenge im Speicherkatalysator frei. Im Vergleich mit der DE 100 43 366 ergibt sich damit durch die Erfindung eine Entkopplung der Wärmemengen, die in verschiedenen, in einer Reihe angeordneten Katalysatoren freigesetzt werden.Because of the larger oxygen storage capacity of the downstream storage catalyst, the larger amount of heat in the storage catalyst is released. In comparison with the DE 100 43 366 Thus, the invention results in a decoupling of the amounts of heat that are released in different catalysts arranged in a row.

Es ist bevorzugt, dass die erste Kraftstoffmenge so bemessen ist, dass aus ihrer Verbrennung ein gewünschtes Moment resultiert.It is preferred that the first amount of fuel be sized so that a desired torque results from its combustion.

Durch diese Ausgestaltung wird vorteilhafterweise eine weitgehende Entkopplung der Auswirkung der ersten Kraftstoffmenge und der weiteren Kraftstoffmenge auf das Drehmoment erreicht. Da die erste Kraftstoffmenge so bemessen wird, dass sich das gewünschte Moment einstellt, kann die weitere Kraftstoffmenge so spät eingespritzt werden, dass sie keinen oder nur einen geringen Drehmomentbeitrag liefert und stattdessen nahezu vollständig zur chemischen Aufheizung des Katalysators dienen kann.This refinement advantageously achieves a substantial decoupling of the effect of the first fuel quantity and the further fuel quantity on the torque. Since the first amount of fuel is sized to set the desired torque, the additional amount of fuel can be injected so late that it provides little or no torque contribution, and instead can serve almost completely to chemically heat the catalyst.

Wenn eine starke Aufheizung des Vorkatalysators ohne Aufheizung des Speicherkatalysators gewünscht wird, kann die Nacheinspritzung so gesteuert werden, dass der zusätzlich dosierte Kraftstoff nur zur Reaktion mit der im Vorkatalysator gespeicherten Sauerstoffmenge ausreicht. Durch Steuerung der Sauerstoffüberschussphasen im Schichtbetrieb ohne Nacheinspritzung sowie durch Steuerung der Nacheinspritzungen lässt sich damit die Heizwirkung in gewünschter Weise auf beide Katalysatoren verteilen. Eine Aufheizung des Vorkatalysators kann beispielsweise durch kontinuierliche Nacheinspritzungen bei insgesamt stöchiometrischer Abgaszusammensetzung realisiert werden, während eine stärkere Aufheizung des nachgeschalteten Speicherkatalysators durch wechselndes Abgaslambda mit Nacheinspritzungen bei unterstöchiometrischem (fetten) Abgaslambda erreicht wird. If a strong heating of the precatalyst without heating of the storage catalytic converter is desired, the post-injection can be controlled so that the additional metered fuel is sufficient only to react with the amount of oxygen stored in the primary catalytic converter. By controlling the excess oxygen phases in stratified operation without post-injection and by controlling the post-injections, the heating effect can thus be distributed in a desired manner to both catalysts. A heating of the precatalyst can be achieved for example by continuous Nacheinspritzungen with a total of stoichiometric exhaust gas composition, while a stronger heating of the downstream storage catalytic converter is achieved by changing Abgaslambda with Nacheinspritzungen at substoichiometric (fat) Abgaslambda.

Es ist ferner bevorzugt, dass die mageren und fetten Brennraumfüllungen beim Betrieb des Verbrennungsmotors in der zweiten Betriebsart durch jeweils vor der Fremdzündung erfolgende Einspritzungen unterschiedlich großer dritter und vierter Kraftstoffmengen erzeugt werden, wobei magere Brennraumfüllungen durch Einspritzen der dritten Kraftstoffmenge erzeugt werden und wobei fette Brennraumfüllungen durch Einspritzen der vierten Kraftstoffmenge erzeugt werden. Dabei sind diese Einspritzungen nur zur Unterscheidung von den ersten Einspritzungen und den weiteren Einspritzungen als dritte und vierte Einspritzung bezeichnet. Im Homogenbetrieb werden damit nicht vier Einspritzungen, sondern zwei verschiedene Einspritzungen vorgenommen, von denen pro Verbrennung jeweils eine erfolgt.It is further preferred that the lean and rich combustion chamber fillings during operation of the internal combustion engine in the second mode are generated by pre-spark injection of different sized third and fourth fuel quantities, with lean combustion chamber fillings being generated by injecting the third fuel quantity and rich combustion chamber fillings Injecting the fourth fuel quantity can be generated. These injections are referred to only as a distinction from the first injections and the further injections as the third and fourth injection. In homogeneous operation, not four injections are thus carried out, but two different injections, of which one takes place per combustion.

Durch diese für einen lean burn mode aus der WO 98/46868 bekannte Vorgehensweise kann auch im Homogenbetrieb eine Heizwirkung erzielt werden. Daher kann die Aufheizung auch dann fortgeführt werden, wenn die Steuerung des Verbrennungsmotors von Schichtbetrieb auf Homogenbetrieb umsteuert. Dies kann beispielsweise durch eine erhöhte Drehmomentanforderung ausgelöst werden.By this for a lean burn mode from the WO 98/46868 known procedure can also be achieved in homogeneous operation a heating effect. Therefore, the heating can be continued even if the control of the internal combustion engine changes over from shift operation to homogeneous operation. This can be triggered for example by an increased torque request.

Weiter ist bevorzugt, dass Fremdzündungen der fetten Brennraumfüllungen im Vergleich zu Fremdzündungen der mageren Brennraumfüllungen verspätet erfolgen.It is further preferred that spark ignitions of the rich combustion chamber fillings take place belated in comparison to spark ignitions of the lean combustion chamber fillings.

Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass die Modulation des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses im Homogenbetrieb keine Auswirkungen auf das Drehmoment hat. Ein zu erwartender Drehmomentanstieg beim Umsteuern von der dritten auf die vierte Kraftstoffmenge wird durch eine drehmomentsenkende Spätverstellung der Zündung abgeschwächt.This embodiment has the advantage that the modulation of the fuel / air ratio in homogeneous operation has no effect on the torque. An expected increase in torque during the changeover from the third to the fourth fuel quantity is attenuated by a torque-reducing retardation of the ignition.

Bevorzugt ist auch, dass die Verspätung der Fremdzündung so bemessen ist, dass sich aus Verbrennungen der mageren Brennraumfüllungen und der fetten Brennraumfüllungen gleiche Momente ergeben.It is also preferred that the delay of the spark ignition is dimensioned such that the same moments result from burns of the lean combustion chamber fillings and the rich combustion chamber fillings.

Dadurch wird vorteilhafterweise eine vollständige Kompensation des Einflusses der Gemischänderung auf die Drehmomentabgabe erzielt.As a result, a complete compensation of the influence of the mixture change on the torque output is advantageously achieved.

Ferner ist bevorzugt, dass zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart gewechselt wird, wobei beim Übergang von der ersten Betriebsart zur zweiten Betriebsart eine fette, verspätet gezündete homogene Brennraumfüllung auf eine geschichtete magere Brennraumfüllung folgt und dass beim Übergang von der zweiten Betriebsart zur ersten Betriebsart eine geschichtete magere Brennraumfüllung auf eine fette, verspätet gezündete Brennraumfüllung folgt.Further, it is preferred that switching between the first mode and the second mode, wherein the transition from the first mode to the second mode, a rich, delayed ignited homogeneous combustion chamber filling follows a stratified lean combustion chamber filling and that the transition from the second mode to the first mode a stratified lean combustion chamber filling follows a rich, delayed ignited combustion chamber filling.

Übergänge zwischen beiden Betriebsarten lassen sich auf diese Weise drehmomentneutral und unter Beibehaltung der Heizwirkung realisieren.Transitions between the two operating modes can be realized in this way torque-neutral and while maintaining the heating effect.

Ferner ist bevorzugt, dass magere Brennraumfüllungen in der zweiten Betriebsart so vorgesteuert werden, dass bei maximal magerer Brennraumfüllung ein gewünschtes, aus der Verbrennung zu erzielendes Moment bei optimaler Zündung erreicht wird.Furthermore, it is preferred that lean combustion chamber fillings are precontrolled in the second operating mode in such a way that, with the combustion chamber maximally lean, a desired torque to be achieved from the combustion is achieved with optimum ignition.

Auf diese Weise kann eine maximal magere Brennraumfüllung und damit ein maximaler Sauerstoffeintrag pro Auslaßhub des Verbrennungsmotors erreicht werden. Darüber hinaus ergibt sich ein weiter Spät-Verstellbereich für die Zündung beim Übergang zu einer fetten Brennraumfüllung.In this way, a maximum lean combustion chamber filling and thus a maximum oxygen input per outlet stroke of the internal combustion engine can be achieved. In addition, there is a further late adjustment range for the ignition during the transition to a rich combustion chamber filling.

Da die Erfindung ein schlagartiges Umschalten von der ersten Betriebsart (Schichtbetrieb) zur zweiten Betriebsart (Homogenbetrieb) von einer Verbrennung zur nächsten vorsieht, wobei gleichzeitig von magerer Brennraumfüllung auf fette Brennraumfüllung umgeschaltet wird, kann sofort sehr spät gezündet werden. Der maximale Wert der Spätverschiebung der Zündung liegt deutlich später als bei stöchiometrisch zusammengesetzter Brennraumfüllung in der zweiten Betriebsart. Daher kann der Verbrennungsmotor bei gleichem Drehmoment in der zweiten Betriebsart mit größerer Brennraumfüllung als gewöhnlich betrieben werden.Since the invention provides sudden switching from the first mode (stratified operation) to the second mode (homogeneous operation) from one combustion to the next, simultaneously switching from lean combustion chamber charge to rich combustion chamber charge, ignition can be instantaneous very late. The maximum value of the retardation of the ignition is significantly later than in the stoichiometrically combined combustion chamber filling in the second operating mode. Therefore, the engine can be operated at the same torque in the second mode with a larger combustion chamber filling than usual.

Daraus ergibt sich die Möglichkeit, einen Wechsel zwischen der ersten Betriebsart mit Sauerstoffmangel und der zweiten Betriebsart ohne Änderung der jeweiligen Brennraumfüllung erfolgen zu lassen.This results in the possibility of making a change between the first operating mode with lack of oxygen and the second operating mode without changing the respective combustion chamber filling.

Dadurch werden vorteilhafterweise Füllungseingriffe zum Konstanthalten des Drehmomentes vermieden. Anpassungen der Füllung wären nachteilig, weil sie vergleichsweise träge erfolgen und mechanische Eingriffe, beispielsweise eine Verstellung einer Drosselklappenposition erfordern. As a result, filling interventions for keeping the torque constant are advantageously avoided. Adjustments to the filling would be disadvantageous because they are relatively sluggish and require mechanical intervention, such as an adjustment of a throttle position.

Ferner ist bevorzugt, dass der Wechsel zwischen fetten und mageren Brennraumfüllungen so gesteuert wird, dass ein Sauerstoffspeicher des Speicherkatalysators in einer Phase mit Sauerstoffmangel nicht komplett entleert wird.Furthermore, it is preferred that the change between rich and lean combustion chamber fillings is controlled such that an oxygen reservoir of the storage catalyst is not completely emptied in an oxygen-deficient phase.

Auf diese Weise werden Abgasverschlechterungen, beispielsweise ein Auftreten von unverbrannten Kohlenwasserstoffen hinter der Katalysatoranordnung, weitgehend vermieden.In this way, exhaust gas deterioration, for example, an occurrence of unburned hydrocarbons behind the catalyst arrangement, largely avoided.

Bevorzugt ist auch, dass zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart gewechselt wird, wobei beim Übergang von der ersten Betriebsart zur zweiten Betriebsart eine magere, homogene Brennraumfüllung auf eine geschichtete Brennraumfüllung mit Nacheinspritzung folgt und umgekehrt.It is also preferable to switch between the first operating mode and the second operating mode, with the transition from the first operating mode to the second operating mode following a lean, homogeneous combustion chamber filling to a stratified combustion chamber filling with post-injection, and vice versa.

Durch diese Ausgestaltung kann, insbesondere bei größeren Brennraumfüllungen, der Wärmeeintrag in die Katalysatoranordnung maximiert werden.As a result of this embodiment, the heat input into the catalyst arrangement can be maximized, in particular for larger combustion chamber fillings.

Bevorzugt ist auch, dass das Steuergerät wenigstens eines der oben genannten bevorzugten Verfahren steuert.It is also preferable that the control unit controls at least one of the above-mentioned preferred methods.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages will become apparent from the description and the accompanying figures.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:

1 schematisch einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und einer Abgasanlage mit einem Vorkatalysator und einem dahinter angeordneten Speicherkatalysator; 1 schematically an internal combustion engine with direct injection and an exhaust system with a pre-catalyst and a storage catalyst arranged behind it;

2 qualitativ die Lage einer ersten Einspritzung und Zündung im Schichtbetrieb des Verbrennungsmotors; 2 qualitatively the position of a first injection and ignition in stratified operation of the internal combustion engine;

3 qualitativ die Lage einer ersten Einspritzung, einer Zündung und einer weiteren Einspritzung im Schichtbetrieb des Verbrennungsmotors, wie sie im Wechsel mit dem Muster nach 2 gesteuert wird; 3 qualitatively the position of a first injection, an ignition and another injection in the stratified operation of the internal combustion engine as they alternate with the pattern 2 is controlled;

4 qualitativ die Lage einer dritten Einspritzung und einer Zündung im Homogenbetrieb des Verbrennungsmotors; 4 qualitatively the position of a third injection and an ignition in homogeneous operation of the internal combustion engine;

5 qualitativ die Lage einer vierten Einspritzung und Zündung im Homogenbetrieb des Verbrennungsmotors, wie sie im Wechsel mit dem Muster nach 4 gesteuert wird; 5 qualitatively the location of a fourth injection and ignition in homogeneous operation of the internal combustion engine, as they alternate with the pattern 4 is controlled;

6 qualitativ die Lage einer ersten Einspritzung und Zündung im Schichtbetrieb vor oder nach einer Umschaltung der Betriebsart; und 6 qualitatively the position of a first injection and ignition in stratified operation before or after a changeover of the operating mode; and

7 qualitativ die Lage der vierten Einspritzung und Zündung vor oder einem Wechsel der Betriebsart, wie sie im Wechsel mit dem Muster nach 6 gesteuert wird. 7 qualitatively the position of the fourth injection and ignition before or a change of mode, as they alternate with the pattern after 6 is controlled.

In der 1 bezeichnet die Ziffer 10 die Gesamtansicht eines Verbrennungsmotors 12 mit einer Abgasanlage 14. Verbrennungsmotor 12 weist wenigstens einen Brennraum 16 auf, der von einem Kolben 18 beweglich abgedichtet wird. Der Wechsel der Füllung des Brennraums 16 wird über wenigstens ein Einlassventil 20 und wenigstens ein Auslassventil 22 gesteuert. Einlassventil 20 wird von einem Einlassventilsteller 24 betätigt und Auslassventil 22 wird von einem Auslassventilsteller 25 betätigt. Sowohl Einlassventilsteller 24 als auch Auslassventilsteller 25 können sowohl durch Nockenwellen als mechanische Steller oder durch elektrische, elektro-hydraulische oder elektropneumatische Steller realisiert sein.In the 1 denotes the number 10 the overall view of an internal combustion engine 12 with an exhaust system 14 , internal combustion engine 12 has at least one combustion chamber 16 on top of a piston 18 is sealed movable. The change of the filling of the combustion chamber 16 is via at least one inlet valve 20 and at least one exhaust valve 22 controlled. intake valve 20 is from an intake valve actuator 24 operated and exhaust valve 22 is from an exhaust valve actuator 25 actuated. Both intake valve actuator 24 as well as exhaust valve actuator 25 can be realized both by camshafts as a mechanical actuator or by electric, electro-hydraulic or electro-pneumatic actuator.

Bei geöffnetem Einlassventil 20 saugt Kolben 18 Luft aus einem Saugrohr 28 an. Während des Ansaugvorganges und/oder während des nachfolgenden Verdichtungsvorganges wird Kraftstoff über ein Einspritzventil 30 direkt in den Brennraum 16 zugemessen. Das resultierende brennfähige Gemisch im Brennraum 16 wird mit einer Zündkerze 32 gezündet (Fremdzündung).When the inlet valve is open 20 sucks piston 18 Air from a suction pipe 28 at. During the intake process and / or during the subsequent compression process, fuel is injected via an injection valve 30 directly into the combustion chamber 16 meted out. The resulting combustible mixture in the combustion chamber 16 comes with a spark plug 32 ignited (spark ignition).

Bei geöffnetem Auslassventil 22 werden die verbrannten Restgase aus dem Brennraum 16 in die Abgasanlage 14 ausgestoßen. Die Abgasanlage 14 weist eine Abgasleitung 34 auf, in der ein Vorkatalysator 36 zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und einem Speicherkatalysator 38 angeordnet ist. Vorkatalysator 36 und Speicherkatalysator 38 weisen Trägerstrukturen 40 bzw. 42 auf, die sich in ihrer katalytischen Beschichtung unterscheiden. Die Trägerstruktur 40 des Vorkatalysators 36 ist üblicherweise mit einer Beschichtung versehen, die den Vorkatalysator 36 bei einer Lambda = 1 Regelung als Drei-Wege-Katalysator arbeiten lässt.With the exhaust valve open 22 the burnt residual gases are released from the combustion chamber 16 in the exhaust system 14 pushed out. The exhaust system 14 has an exhaust pipe 34 in which a precatalyst 36 between the internal combustion engine 12 and a storage catalyst 38 is arranged. precatalyzer 36 and storage catalyst 38 have carrier structures 40 respectively. 42 which differ in their catalytic coating. The support structure 40 of the precatalyst 36 is usually provided with a coating containing the precatalyst 36 works with a lambda = 1 control as a three-way catalyst.

Bei einer Lambda = 1 Regelung wird der Verbrennungsmotor 12 abwechselnd mit Sauerstoffüberschuss und Sauerstoffmangel betrieben, wobei die Periodendauer des Fett-Mager-Wechsels im Sekundenbereich liegt. In diesem Fall speichert der Vorkatalysator 36 in Sauerstoffüberschussphasen Sauerstoff und Stickoxide und lässt diese in Sauerstoffmangelphasen mit dann im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff katalytisch reagieren. Wird der Verbrennungsmotor 12 dagegen längere Zeit mit magerem Gemisch, also mit Sauerstoffüberschuss betrieben, werden die dann verstärkt emittierten Stickoxide von der katalytischen Beschichtung der Trägerstrukturen 42 im Speicherkatalysator 38 aufgenommen und in Form von Stickstoffnitraten gespeichert.With a Lambda = 1 regulation the internal combustion engine becomes 12 operated alternately with oxygen excess and lack of oxygen, wherein the period of the fat-lean change is in the second range. In this case, the precatalyst stores 36 In oxygen excess phases oxygen and nitrogen oxides and can react in oxygen deficiency phases with then contained in the exhaust gas hydrocarbons and carbon monoxide to carbon dioxide, water and nitrogen catalytically. Will the internal combustion engine 12 on the other hand, for a long time with a lean mixture, that is to say operated with an excess of oxygen, the nitrogen oxides which are then emitted more intensively become the catalytic coating of the carrier structures 42 in the storage catalytic converter 38 recorded and stored in the form of nitrogen nitrates.

Diese Stickstoffnitrate werden, wie auch parallel im Speicherkatalysator 38 gespeicherter Sauerstoff, durch einen kurzzeitigen Betrieb des Verbrennungsmotors 12 mit fettem Gemisch wieder abgebaut. Im Gegensatz zur Lambda = 1 Regelung sind die Mager-Phasen und Fettphasen, mit denen der Speicherkatalysator 38 betrieben wird, nicht näherungsweise symmetrisch. Der Speicherkatalysator 38 kann für Zeiträume, die in der Größenordnung von Minuten liegen, Sauerstoff und Stickoxide speichern und diese in einer Zeitspanne, die in der Größenordnung von Sekunden liegt, in konvertierter Form wieder abgeben. Dadurch kann der Motor in der Summe mager betrieben werden, ohne dass die im Magerbetrieb verstärkt emittierten Stickoxide in größeren Mengen in die Umwelt abgegeben werden.These nitrogen nitrates, as well as in parallel in the storage catalyst 38 stored oxygen, by a brief operation of the internal combustion engine 12 degraded again with a rich mixture. In contrast to the lambda = 1 control are the lean phases and fat phases, with which the storage catalyst 38 is operated, not approximately symmetrical. The storage catalyst 38 can store oxygen and nitrogen oxides for periods of the order of minutes and release them in converted form in a time interval of the order of seconds. As a result, the engine can be operated lean in total, without the emitted nitrogen oxides emitted in lean operation in larger quantities are released into the environment.

Die Steuerung des Verbrennungsmotors 12 erfolgt durch ein Steuergerät 42, das zumindest Signale eines Luftmassenmessers 44, eines mit einem Geberrad 47 zusammenwirkenden Drehzahlsensor 46 und eines Fahrerwunschgebers 48 verarbeitet. Darüber hinaus können dem Steuergerät 42 Signale eines ersten Abgassensors 50, Signale eines zweiten Abgassensors 51 und die Signale weiterer, nicht dargestellter Sensoren, über Drücke und/oder Temperaturen im Bereich des Verbrennungsmotors 12 oder der Abgasanlage 14 zugeführt werden. Aus diesen und gegebenenfalls weiteren Eingangssignalen formt das Steuergerät 42 Steuersignale mit denen der Verbrennungsmotor 12 entsprechend dem Fahrerwunsch und/oder entsprechend vorprogrammierter Anforderungen betrieben werden kann.The control of the internal combustion engine 12 done by a control unit 42 that at least signals an air mass meter 44 , one with a sender wheel 47 interacting speed sensor 46 and a driver's desire 48 processed. In addition, the controller can 42 Signals of a first exhaust gas sensor 50 , Signals of a second exhaust gas sensor 51 and the signals of other sensors, not shown, on pressures and / or temperatures in the range of the internal combustion engine 12 or the exhaust system 14 be supplied. From these and optionally further input signals forms the controller 42 Control signals with those of the internal combustion engine 12 can be operated according to the driver's request and / or according to pre-programmed requirements.

So kann beispielsweise die Füllung eines Brennraums 16 im Homogenbetrieb des Verbrennungsmotors über die Stellung einer Drosselklappe 52, die von einem Drosselklappensteller 53 betätigt wird, eingestellt werden. Im Homogenbetrieb wird das vom Verbrennungsmotor 12 erzeugte Drehmoment im wesentlichen von der Masse der Brennraumfüllung und dem gewählten Zündzeitpunkt bestimmt. Im Schichtbetrieb arbeitet der Verbrennungsmotor 12 dagegen weitgehend ungedrosselt mit geöffneter Drosselklappe 52 und maximaler Brennraumfüllung des Brennraums 16 mit Luft. In diesem Fall wird das vom Verbrennungsmotor 12 erzeugte Drehmoment wesentlich von der eingespritzten Kraftstoffmasse und dem Zündzeitpunkt bestimmt. In der 1 ist qualitativ ein Schichtbetrieb des Verbrennungsmotors 12 dargestellt, in dem durch Einspritzung einer Kraftstoffmasse über das Einspritzventil 30 eine Zone 54 mit zündfähigem Gemisch erzeugt wird. Diese Zone 54 ist innerhalb des Brennraums 16 von Luft umgeben und wird durch eine Zündkerze 32 gezündet.For example, the filling of a combustion chamber 16 in homogeneous operation of the internal combustion engine via the position of a throttle valve 52 that of a throttle actuator 53 is pressed, be set. In homogeneous operation, that of the internal combustion engine 12 generated torque substantially determined by the mass of the combustion chamber filling and the selected ignition timing. The internal combustion engine works in shift operation 12 however, largely unthrottled with open throttle 52 and maximum combustion chamber filling of the combustion chamber 16 with air. In this case, this will be done by the internal combustion engine 12 generated torque substantially determined by the injected fuel mass and the ignition timing. In the 1 is qualitatively a shift operation of the internal combustion engine 12 in which by injecting a fuel mass via the injection valve 30 a zone 54 is produced with ignitable mixture. This zone 54 is inside the combustion chamber 16 surrounded by air and is passed through a spark plug 32 ignited.

Die Lage der Einspritzungen und Zündungen, wie sie zur Aufheizung des Speicherkatalysators 38 vom Steuergerät 42 gesteuert wird, ist in den 2 bis 7 für die verschiedenen Betriebsarten dargestellt. Dabei repräsentiert jeweils die Höhe der schraffierten Balken eine eingespritzte Kraftstoffmenge Q. Die Lage der Einspritzungen und Zündungen ist jeweils über dem Kurbelwellenwinkel alpha aufgetragen. Die mit der Ziff. 56 bezeichnete Linie repräsentiert jeweils den Winkel, bei dem das Einlassventil 20 öffnet. Die mit der Ziff. 58 bezeichnete Linie markiert jeweils den oberen Totpunkt für den Ladungswechsel. Entsprechend markiert die mit der Ziff. 60 bezeichnete Linie jeweils die Zeitpunkte, zu denen das Einlassventil 20 schließt und die mit der Ziff. 62 bezeichnete Linie markiert jeweils den oberen Totpunkt des Kolben 18, in dessen Nähe gezündet wird (Zündungs-OT).The location of the injections and ignitions, as for the heating of the storage catalyst 38 from the control unit 42 is controlled in the 2 to 7 shown for the different operating modes. In each case, the height of the hatched bars represents an injected fuel quantity Q. The position of the injections and ignitions is in each case plotted against the crankshaft angle alpha. The with the ziff. 56 designated line represents the angle at which the inlet valve 20 opens. The with the ziff. 58 designated line marks each top dead center for the change of charge. Accordingly, the marked with the ziff. 60 designated line respectively the times at which the inlet valve 20 closes and the with the ziff. 62 designated line marks each top dead center of the piston 18 in which proximity is ignited (ignition TDC).

Nach der 2 erfolgt im Schichtbetrieb des Verbrennungsmotors 12 die Einspritzung einer vergleichsweise kleinen ersten Einspritzmenge 64 nach einem Schließen des Einlassventils 20 im Verdichtungstakt. Das Einspritzen im Verdichtungstakt begünstigt die Ausbildung der Zone 54 mit zündfähigem Gemisch. Anschließend erfolgt eine normale, vor dem oberen Totpunkt liegende Zündung 63. Die Lage der Zündung 63 ist üblicherweise so bestimmt, dass die Verbrennung der Brennraumfüllung ein maximales Drehmoment ergibt. Die erste Einspritzung 64 ist so bemessen, dass die Füllung des Brennraums 16 insgesamt mager ist.After 2 takes place in shift operation of the internal combustion engine 12 the injection of a comparatively small first injection quantity 64 after closing the inlet valve 20 in the compression stroke. The injection in the compression stroke favors the formation of the zone 54 with ignitable mixture. This is followed by a normal, lying before top dead center ignition 63 , The location of the ignition 63 is usually determined so that the combustion of the combustion chamber filling gives a maximum torque. The first injection 64 is sized to fill the combustion chamber 16 overall is lean.

Wenn der Speicherkatalysator 38 im Schichtbetrieb zur Entschwefelung aufgeheizt werden soll, erfolgt zusätzlich zur ersten Einspritzung 64 eine weitere Einspritzung 66.When the storage catalyst 38 is heated in stratified operation for desulfurization, in addition to the first injection 64 another injection 66 ,

Dabei ist die Lage dieser Einspritzung relativ zum Kurbelwellenwinkel alpha so vorbestimmt, dass sie erst gegen Ende der Verbrennung erfolgt und damit nicht mehr oder nur zu einem geringen Teil im Brennraum 16 verbrannt wird. Die Menge der weiteren Einspritzung 66 ist darüber hinaus so bemessen, dass sich in der Summe der Füllung des Brennraums 16 Sauerstoffmangel einstellt. Dies ist in der 3 dargestellt.The position of this injection relative to the crankshaft angle alpha is predetermined so that it takes place only towards the end of the combustion and thus no longer or only to a small extent in the combustion chamber 16 is burned. The amount of further injection 66 is beyond that sized that is in the sum of the filling of the combustion chamber 16 Oxygen deficiency sets. This is in the 3 shown.

Zur Aufheizung des Speicherkatalysators 38 im Schichtbetrieb steuert das Steuergerät 42 Einspritzungen und Zündungen im Wechsel entsprechend den Mustern der 2 und 3. Dabei wird das Muster der 2 solange beibehalten, bis die Sauerstoffspeicher der Katalysatoren 36 und 38 vollständig gefüllt sind. Anschließend erfolgen Einspritzungen und Zündungen entsprechend dem Muster der 3. Dieses Muster wird so lange beibehalten, bis der Sauerstoffspeicher des Speicherkatalysators 38 nahezu vollständig geleert ist.For heating the storage catalytic converter 38 in stratified operation controls the controller 42 Injections and ignitions in alternation according to the patterns of 2 and 3 , The pattern of the 2 maintained until the oxygen storage of the catalysts 36 and 38 are completely filled. Subsequently, injections and ignitions occur according to the pattern of 3 , This pattern is maintained until the oxygen storage of the storage catalyst 38 is almost completely emptied.

Dies kann sowohl in gesteuerter als auch in geregelter Weise erfolgen. Für eine gesteuerte Durchführung wird das Muster nach der 3 so lange für eine vorbestimmte Anzahl von weiteren Einspritzungen 66 beibehalten, die sich an einem Erwartungswert für die Sauerstoffspeicherkapazität des Speicherkatalysators bemisst. Dieser Erwartungswert kann fest vorgegeben sein oder aus Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors 12 und der Abgasanlage 14 im Steuergerät 42 modelliert werden. Bei einer geregelten Durchführung wird das Muster nach der 3 so lange beibehalten, bis das Signal eines hinter dem Speicherkatalysators 38 angeordneten Sauerstoffsensors 51 Sauerstoffmangel im Abgas anzeigt. Selbstverständlich kann das Signal eines solchen Abgassensors 51 auch zur Korrektur eines modellhaft gebildeten Erwartungswertes für die Sauerstoffspeicherkapazität des Speicherkatalysators 38 verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass nicht bei jeder Aufheizung des Speicherkatalysators 38 ein Durchbruch von Kohlenwasserstoffen und CO durch den Speicherkatalysator 38 abgewartet werden muss, so dass in der Summe über mehrere Aufheizvorgänge unnötige HC- und CO-Emissionen verringert werden.This can be done both in a controlled and in a controlled manner. For a controlled execution, the pattern is after the 3 so long for a predetermined number of further injections 66 maintained, which is based on an expected value for the oxygen storage capacity of the storage catalyst. This expected value can be fixed or from operating variables of the internal combustion engine 12 and the exhaust system 14 in the control unit 42 be modeled. In a controlled implementation, the pattern will follow the 3 maintained until the signal of one behind the storage catalyst 38 arranged oxygen sensor 51 Oxygen deficiency in the exhaust gas indicates. Of course, the signal of such an exhaust gas sensor 51 also for the correction of a model formed expected value for the oxygen storage capacity of the storage catalyst 38 be used. This has the advantage that not every time the storage catalytic converter heats up 38 a breakthrough of hydrocarbons and CO through the storage catalyst 38 must be waited, so that in sum over several heating operations unnecessary HC and CO emissions are reduced.

Wie bereits weiter oben erwähnt, wird bei dieser Vorgehensweise, das heißt bei einer Steuerung der Einspritzungen und Zündungen entsprechend den Mustern der 2 und 3, der Vorkatalysator 36 bei einem Wechsel zwischen den Mustern der 2 und 3 jeweils vollständig mit Sauerstoff gefüllt und von Sauerstoff entleert. Wegen der größeren Sauerstoffspeicherfähigkeit des Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators 38 reagiert der größere Teil des in das Abgassystem 14 eingebrachten Sauerstoffs und Kraftstoffs im Speicherkatalysator 38 exotherm.As already mentioned above, in this procedure, that is, in a control of the injections and ignitions according to the patterns of 2 and 3 , the precatalyst 36 at a change between the patterns of 2 and 3 each completely filled with oxygen and emptied of oxygen. Because of the greater oxygen storage capacity of the storage capacity of the storage catalyst 38 the greater part of the reacts into the exhaust system 14 introduced oxygen and fuel in the storage catalyst 38 exothermic.

In den 4 und 5 sind Einspritz- und Zündmuster dargestellt, mit denen eine Aufheizung des Speicherkatalysators 38 auch im Homogenbetrieb des Verbrennungsmotors 12 aufrechterhalten werden kann. Dadurch, dass ein einmal im Schichtbetrieb begonnener Aufheizvorgang auch bei einem Umschalten auf Homogenbetrieb, wie er sich durch eine gesteigerte Drehmomentanforderung ergeben kann, aufrechterhalten werden kann, kann ein einmal begonnener Aufheizvorgang auch bei einem Wechsel der Betriebsart vollständig zu Ende geführt werden.In the 4 and 5 injection and ignition patterns are shown with which a heating of the storage catalytic converter 38 also in homogeneous operation of the internal combustion engine 12 can be maintained. The fact that a once started in the stratified operation heating even when switching to homogeneous operation, as it may result from an increased torque request, can be maintained, a once started heating process can be performed even when changing the operating mode to the end.

Nach dem Muster der 4 wird eine vergleichsweise kleine Einspritzmenge 68 vor dem Schließen des Einlassventils in den Brennraum 16 eingespritzt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge verbleibt daher bis zur Zündung 63 vergleichsweise lange im Brennraum 16 und kann sich daher näherungsweise homogen im Brennraum 16 verteilen. Dabei ist die eingespritzte Kraftstoffmasse so bemessen, dass sich im Brennraum 16 eine magere Gemischzusammensetzung und damit Sauerstoffüberschuss ergibt. Die Zündung 63 erfolgt zu einem Zeitpunkt, der ein optimales Drehmoment ergibt.After the pattern of 4 becomes a comparatively small injection quantity 68 before closing the inlet valve into the combustion chamber 16 injected. The injected fuel quantity therefore remains until ignition 63 comparatively long in the combustion chamber 16 and can therefore be approximately homogeneous in the combustion chamber 16 to distribute. The injected fuel mass is so dimensioned that in the combustion chamber 16 gives a lean mixture composition and thus oxygen excess. The ignition 63 occurs at a time that gives optimum torque.

Das Muster nach der 4 wird wieder so lange beibehalten, bis sowohl der Vorkatalysator 36 als auch der Speicherkatalysator 38 vollständig mit Sauerstoff gefüllt sind. Anschließend erfolgt schlagartig, das heißt, von einer Brennraumfüllung zur nächsten Brennraumfüllung, ein Umschalten auf das Einspritzungs- und Zündungsmuster nach der 5.The pattern after the 4 is maintained again until both the pre-catalyst 36 as well as the storage catalyst 38 completely filled with oxygen. This is followed abruptly, that is, from one combustion chamber filling to the next combustion chamber filling, switching over to the injection and ignition pattern after the 5 ,

Nach der 5 wird eine größere Kraftstoffmenge 70 ebenfalls bei geöffnetem Einlassventil 20 eingespritzt. Dabei ist die Kraftstoffmasse 70 so bemessen, das sich in der Brennraumfüllung Sauerstoffmangel einstellt. Wenn diese fette Brennraumfüllung zu einem Zeitpunkt gezündet würde, der ein optimales Drehmoment liefern würde, würde sich ein unerwünschter Drehmomentsprung ergeben. Um dies zu verhindern, erfolgt beim Muster der 5 eine verspätete Zündung 65, deren Lage so vorbestimmt ist, dass sich der Drehmomentverlust aus der Spätverschiebung der Zündung und der Drehmomentgewinn aus der Verbrennung der fetteren Brennraumfüllung kompensieren.After 5 will be a larger amount of fuel 70 also with open inlet valve 20 injected. Here is the fuel mass 70 so dimensioned that sets in the combustion chamber filling oxygen deficiency. If this rich combustion chamber charge were ignited at a time that would provide optimum torque, an undesirable torque jump would result. To prevent this, the pattern of the 5 a delayed ignition 65 the position of which is predetermined so as to compensate for the loss of torque from the retardation of the spark and the torque gain from the combustion of the richer combustion chamber charge.

In den 6 und 7 sind Muster dargestellt, die eine Umschaltung zwischen den Betriebsarten des Schichtbetrieb und Homogenbetrieb während eines Aufheizvorgangs erlauben. Das Muster der 6 entspricht dem Muster der 2 und entspricht damit einem Schichtbetrieb mit Sauerstoffüberschuss im Brennraum 16. Die beim Muster der 6 eingespritzte Kraftstoffmenge 64 entspricht etwa der im Homogenbetrieb nach dem Muster der 4 eingespritzten Kraftstoffmenge 68. Außerdem erfolgt die Zündung 63 beim Muster der 6 ähnlich wie beim Muster der 4 so, dass sich aus der Verbrennung der jeweiligen Kraftstoffmassen 64, 68 gleiche Drehmomentbeiträge ergeben.In the 6 and 7 are shown patterns that allow switching between the modes of the stratified operation and homogeneous operation during a heating process. The pattern of 6 corresponds to the pattern of 2 and thus corresponds to a shift operation with excess oxygen in the combustion chamber 16 , The pattern of the 6 injected fuel quantity 64 corresponds approximately to that in Homogenbetrieb after the pattern of 4 injected fuel quantity 68 , In addition, the ignition takes place 63 in the pattern of 6 similar to the pattern of 4 so that is from the combustion of the respective fuel masses 64 . 68 equal torque contributions result.

Aus diesem Grund entspricht der Drehmomentbeitrag einer Verbrennung nach dem Muster der 6 nicht nur dem Drehmomentbeitrag nach dem Muster der 4, sondern auch dem Drehmomentbeitrag nach dem Muster der 5. Das Muster der 5 ist mit dem Muster der 7 identisch, daher kann ohne Drehmomentsprung zwischen einem Schichtbetrieb mit einem Einspritzungs- und Zündungsmuster nach der 6 und einem Homogenbetrieb mit einem Einspritzungsmuster nach 7 mit verspäteter Zündung 65 umgeschaltet werden.For this reason, the torque contribution corresponds to a combustion pattern 6 not only the torque contribution according to the pattern of 4 , but also the torque contribution according to the pattern of 5 , The pattern of 5 is with the pattern of 7 identical, therefore, without torque jump between a shift operation with an injection and ignition pattern after the 6 and a homogeneous operation with an injection pattern 7 with delayed ignition 65 be switched.

Claims (10)

Verfahren zum Aufheizen eines hinter einem Vorkatalysator (36) angeordneten Speicherkatalysators (38) im Abgas eines mit Fremdzündung und direkter Einspritzung von Kraftstoff in Luftfüllungen wenigstens eines Brennraums (16) arbeitenden Verbrennungsmotors (12) durch abwechselndes Erzeugen von mageren Brennraumfüllungen und fetten Brennraumfüllungen in dem wenigstens einen Brennraum (16); wobei der Verbrennungsmotor (12) in einer ersten Betriebsart mit geschichteten Brennraumfüllungen betrieben wird und in einer zweiten Betriebsart mit homogenen Brennraumfüllungen betrieben wird, wobei magere Brennraumfüllungen in der ersten Betriebsart jeweils durch Einspritzen einer ersten Kraftstoffmenge (64) erzeugt werden, und wobei die mageren Brennraumfüllungen jeweils durch eine Fremdzündung (63) gezündet werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausgewählten Brennraumfüllungen, in der ersten Betriebsart, fette Brennraumfüllungen durch jeweils nach Fremdzündungen (63) erfolgendes Einspritzen einer weiteren Kraftstoffmenge (66) erzeugt werden, wobei Brennraumfüllung und weitere Kraftstoffmenge so auf einander abgestimmt sind, dass sich in der Summe Sauerstoffmangel im Brennraum einstellt, und wobei ein Wechsel zwischen der ersten Betriebsart mit Sauerstoffmangel und der zweiten Betriebsart ohne Änderung der jeweiligen Brennraumfüllung erfolgt.Process for heating one behind a precatalyst ( 36 ) arranged storage catalyst ( 38 ) in the exhaust gas of a spark-ignition and direct injection of fuel in air fillings of at least one combustion chamber ( 16 ) working internal combustion engine ( 12 by alternately generating lean combustion chamber fillings and rich combustion chamber fillings in the at least one combustion chamber ( 16 ); the internal combustion engine ( 12 ) is operated in a first operating mode with stratified combustion chamber fillings and is operated in a second operating mode with homogeneous combustion chamber fillings, wherein lean combustion chamber fillings in the first operating mode in each case by injecting a first fuel quantity ( 64 ), and wherein the lean combustion chamber fillings each by a spark ignition ( 63 ) are ignited, characterized in that at selected combustion chamber fillings, in the first operating mode, rich combustion chamber fillings by respectively after external ignition ( 63 ) injecting another quantity of fuel ( 66 ) are generated, wherein combustion chamber filling and further fuel quantity are coordinated so that sets in the sum of oxygen deficiency in the combustion chamber, and wherein a change between the first mode with oxygen deficiency and the second mode without changing the respective combustion chamber filling takes place. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraftstoffmenge (64) so bemessen ist, dass aus ihrer Verbrennung ein gewünschtes Moment resultiert.Method according to claim 1, characterized in that the first quantity of fuel ( 64 ) is dimensioned so that from their combustion results in a desired moment. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mageren und fetten Brennraumfüllungen beim Betrieb des Verbrennungsmotors (12) in der zweiten Betriebsart durch jeweils vor der Fremdzündung (63; 65) erfolgende Einspritzungen unterschiedlich großer dritter Kraftstoffmengen (68) und vierter Kraftstoffmengen (70) erzeugt werden, wobei magere Brennraumfüllungen durch Einspritzender dritten Kraftstoffmenge (68) erzeugt werden und wobei fette Brennraumfüllungen durch Einspritzen der vierten Kraftstoffmenge (70) erzeugt werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the lean and rich combustion chamber fillings during operation of the internal combustion engine ( 12 ) in the second mode by each before the spark ignition ( 63 ; 65 ) injections of different sized third fuel quantities ( 68 ) and fourth fuel quantities ( 70 ), wherein lean combustion chamber fillings by injection of the third fuel quantity ( 68 ) and wherein rich combustion chamber fillings by injection of the fourth fuel quantity ( 70 ) be generated. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fremdzündungen (65) der fetten Brennraumfüllungen im Vergleich zu Fremdzündungen (63) der mageren Brennraumfüllungen verspätet erfolgen.Method according to Claim 3, characterized in that spark ignitions ( 65 ) of the rich combustion chamber fillings compared to spark ignition ( 63 ) of the lean combustion chamber fillings are delayed. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspätung der Fremdzündung (65) so bemessen ist, dass sich aus Verbrennungen der mageren Brennraumfüllungen und der fetten Brennraumfüllungen gleiche Momente ergeben.A method according to claim 4, characterized in that the delay of the spark ignition ( 65 ) is dimensioned so that the same moments result from burns of the lean combustion chamber fillings and the rich combustion chamber fillings. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart gewechselt wird, wobei beim Übergang von der ersten Betriebsart zur zweiten Betriebsart eine fette, verspätet gezündete homogene Brennraumfüllung auf eine geschichtete magere Brennraumfüllung folgt und dass beim Übergang von der zweiten Betriebsart zur ersten Betriebsart eine geschichtete magere Brennraumfüllung auf eine fette, verspätet gezündete Brennraumfüllung folgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that between the first mode and the second mode is changed, wherein the transition from the first mode to the second mode, a rich, delayed ignited homogeneous combustion chamber filling follows a stratified lean combustion chamber filling and that at the transition of the second mode of operation for the first mode of operation follows a stratified lean combustion chamber charge on a rich, delayed ignited combustion chamber charge. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass magere Brennraumfüllungen in der zweiten Betriebsart so vorgesteuert werden, dass bei maximal magerer Brennraumfüllung ein gewünschtes, aus der Verbrennung zu erzielendes Moment bei optimaler Zündung (63) erreicht wird.Method according to one of claims 3 to 6, characterized in that lean combustion chamber fillings are pre-controlled in the second mode so that at maximum lean combustion chamber filling a desired, to be achieved from the combustion moment with optimal ignition ( 63 ) is achieved. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel zwischen fetten und mageren Brennraumfüllungen so gesteuert wird, dass ein Sauerstoffspeicher des Speicherkatalysators (38) in einer Phase mit Sauerstoffmangel nicht komplett entleert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the change between rich and lean combustion chamber fillings is controlled so that an oxygen storage of the storage catalyst ( 38 ) is not completely emptied in a phase with lack of oxygen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart gewechselt wird, wobei beim Übergang von der ersten Betriebsart zur zweiten Betriebsart eine magere, homogene Brennraumfüllung auf eine geschichtete Brennraumfüllung mit Nacheinspritzung (66) folgt und umgekehrt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the first mode and the second mode is changed, wherein the transition from the first mode to the second mode, a lean, homogeneous combustion chamber charge to a stratified combustion chamber filling with post-injection ( 66 ) follows and vice versa. Steuergerät (42) zur Steuerung des Aufheizens eines hinter einem Vorkatalysator (76) angeordneten Speicherkatalysators (38) im Abgas eines mit Fremdzündung und direkter Einspritzung von Kraftstoff in Luftfüllungen wenigstens eines Brennraums (16) arbeitenden Verbrennungsmotors (12) durch abwechselndes Erzeugen von mageren Brennraumfüllungen und fetten Brennraumfüllungen in dem wenigstens einen Brennraum (16); dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (42) wenigstens eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9 steuert.Control unit ( 42 ) for controlling the heating of a behind a pre-catalyst ( 76 ) arranged storage catalyst ( 38 ) in the exhaust gas of a spark-ignition and direct injection of fuel in air fillings of at least one combustion chamber ( 16 ) working internal combustion engine ( 12 by alternately generating lean combustion chamber fillings and rich combustion chamber fillings in the at least one combustion chamber ( 16 ); characterized in that the control unit ( 42 ) controls at least one of the methods according to claims 1 to 9.
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