EP1563178A1 - Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle

Info

Publication number
EP1563178A1
EP1563178A1 EP03775271A EP03775271A EP1563178A1 EP 1563178 A1 EP1563178 A1 EP 1563178A1 EP 03775271 A EP03775271 A EP 03775271A EP 03775271 A EP03775271 A EP 03775271A EP 1563178 A1 EP1563178 A1 EP 1563178A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nitrogen oxide
lean
catalytic converter
operating
evaluation period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP03775271A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1563178B1 (en
Inventor
Bodo Odendall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP1563178A1 publication Critical patent/EP1563178A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1563178B1 publication Critical patent/EP1563178B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0625—Fuel consumption, e.g. measured in fuel liters per 100 kms or miles per gallon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • Otto engines are preferred as internal combustion engines with direct petrol injection instead of conventional intake manifold injection, since such internal combustion engines have significantly more dynamics than conventional Otto engines, are better in terms of torque and power, and at the same time reduce consumption by up to Enable 15%. This is made possible above all by a so-called stratified charge in the part-load range, in which an ignitable mixture is only required in the area of the spark plug, while the rest of the combustion chamber is filled with air.
  • the particularly finely atomized fuel is optimally concentrated and safely ignited in a so-called “mixture bale" around the spark plug.
  • the engine control or the engine control unit ensures the optimal adjustment of the injection parameters (injection timing, fuel pressure) ,
  • Such internal combustion engines can therefore be operated in lean operation for a correspondingly long time, which, as has already been explained above, has a positive effect on overall fuel consumption.
  • this lean operation has the disadvantage of a considerably larger amount of nitrogen oxide in the exhaust gas, so that the nitrogen oxides (NOx) in the lean exhaust gas can no longer be completely reduced with a three-way catalytic converter.
  • nitrogen oxide storage catalytic converters are additionally used in connection with such internal combustion engines. These nitrogen oxide storage catalysts are operated in such a way that the large amounts of nitrogen oxides generated by the internal combustion engine are stored therein.
  • the engine control or the engine control unit briefly switches to sub-stoichiometric, rich engine operation, in which the internal combustion engine is operated with a rich, air-deficient mixture.
  • an oxygen store of the nitrogen oxide storage catalytic converter is regularly emptied, as a result of which the oxygen required for the process of being withdrawn is made available.
  • the nitrogen oxide stored is numerous, in particular due to the rich operating conditions under these conditions existing hydrocarbons (HC) and carbon monoxides (CO) reduced to nitrogen (N 2 ), which can then be released into the environment.
  • HC hydrocarbons
  • CO carbon monoxides
  • N 2 nitrogen
  • the lean operating area here is e.g. B. a stratified in connection with a dynamic driving style, as z. B. is the case in city traffic, the engine control unit due to the lean operating range in which the lambda value is approximately 1.4.
  • the lambda value is approximately 1.4.
  • the engine control comprises a computer which, depending on predetermined switchover criteria, effects a switchover to rich or lean operation of the diesel engine. Furthermore, a sensor system communicating with the computer, which monitors parameters necessary for switchover criteria, and a memory communicating with the computer are provided, in which the characteristic maps for the operation of the diesel engine are stored. The computer switches over from lean to rich operation when the maintenance criteria of a regeneration temperature of a storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine flow and the presence of a predetermined loading state of the storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine are satisfied are met as switching criteria.
  • the computer switches back from rich to lean operation if one of the switchover criteria for switching from lean to rich operation does not exist or a regeneration time has expired which is dependent on the respective loading state of the storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine flow at the beginning of the rich operation phase depends, or a predetermined reducing agent content is present in the exhaust gases after the storage catalyst element or an exhaust gas temperature is below a predetermined threshold value.
  • the object of the invention is therefore to provide an alternative method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, with which an operation of the internal combustion engine which is optimized with regard to fuel consumption, in particular through optimized lean operation, is possible in a simple manner.
  • the engine control unit blocks the switchover to the lean operating range if the additional fuel consumption quantity for the discharges in a specific predefinable evaluation period, which extends over several lean operating phases, is equal to or greater than the reduced fuel consumption quantity due to lean operating operation in this evaluation period.
  • the engine control unit also gives a lean operation and thus switches between the lean operation area and the homogeneous one
  • the fuel shortage quantity is calculated as a function of a nitrogen oxide raw mass flow value averaged over the evaluation period, as a function of a fuel saving quantity averaged over the evaluation period in the lean operating phases falling into the evaluation period compared to the homogeneous operating range phases and as a function of a time between the two averaged over the evaluation period Torque requirements exceeding predefinable load and / or speed limit values and leaving the lean operating range are determined.
  • the additional fuel consumption quantity is also determined as a function of a storage catalytic converter loading state averaged over the evaluation period.
  • the driver's driving behavior can advantageously be “learned” and thus a prediction can be made regarding the likely future driving behavior. That is, in this operating mode, the driving behavior in the past is evaluated over a meaningful evaluation period and on the basis of this Evaluation of the prediction for the future, ie for the probable one
  • Lean operating time can be calculated.
  • the lean operating range may not be released here if the view is based on the evaluation period on average, even if this would result from a purely stationary view at a certain point in time, as a result of the view and based on a meaningful time window here, according to the invention, the FahiN obtained is taken into account as a whole and not a current stationary operating point.
  • a particularly optimized mode of operation is possible, in particular with regard to fuel savings through lean operation.
  • the evaluation period is particularly advantageously at least about 100 seconds.
  • the amount of fuel used due to the rich operating phases is calculated in the evaluation period as the sum of a first amount of fuel required for discharging the oxygen store and a second amount of fuel required for discharging the nitrogen oxide store.
  • the first amount of fuel i.e. the amount of fuel for discharging the oxygen reservoir
  • the second amount of fuel is mainly a function of the raw nitrogen oxide emissions during the lean period, so that the second amount of fuel is averaged over the evaluation period, which means that the fuel -More consumption amount as a function of the storage catalyst loading state averaged over the evaluation period can be determined in a simple manner.
  • the nitrogen oxide loading of the nitrogen oxide storage catalytic converter is mainly a function of the lean period and possibly also of the raw nitrogen oxide mass flow. For example, for the regeneration of 1 g of oxygen A fuel quantity of approx. 0.23 g is required, while the regeneration of 1 g of nitrogen dioxide requires approx. 0.15 g of fuel.
  • a first lean time is calculated from the quotient of a current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and the averaged nitrogen oxide raw mass flow value.
  • the mean time between two torque requirements exceeding a predefinable load and / or speed limit and leaving the lean operating range as a second lean time is compared with the first lean time, the minimum or the smaller of the two lean times being then multiplied by the average fuel saving quantity in the evaluation period ,
  • the fuel consumption quantity in the evaluation period can be determined in a particularly simple manner.
  • the current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst can be determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulfurization.
  • the nitrogen oxide mass flow upstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter and / or the nitrogen oxide mass flow downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter are each integrated over an identical period of time, with the determination of the switchover time from the storage phase to the discharge phase and thus from the lean operating range to the rich operating range at least from the integral value of the Nitrogen oxide mass flow before and / or after the storage catalytic converter and / or the changeover time, in each case when a predeterminable discharge changeover condition is met in a first stage to determine the degree of aging of the storage catalytic converter, a changeover operating point as a function of a current operating temperature at the changeover time is determined.
  • the respective switchover operating point is then carried out in a second stage to determine the degree of aging of the storage catalytic converter with a predefinable storage catalytic converter capacity field that runs over a temperature window and is optimized in particular with regard to fuel consumption, which is provided by a large number of individual operating points for a new and an aged one Storage catalyst is formed compared.
  • a changeover operating point lying within the storage catalyst capacity field does not represent a drop below the minimum nitrogen oxide storage capacity, but rather the change compared to the previous operating point as a measure of the storage catalyst aging.
  • a switchover operating point leaving the storage catalyst capacity field is below the minimum nitrogen oxide storage capacity.
  • a relative nitrogen oxide slip as the difference between the nitrogen oxide mass flow flowing into the nitrogen oxide storage catalytic converter and the nitrogen oxide stream flowing out of the nitrogen oxide storage catalytic converter is used to determine the switchover time from the storage phase to the discharge phase.
  • Mass flow is determined in each case based on the injection time in such a way that the quotient of the integral values of the nitrogen oxide mass flow before and after the nitrogen oxide storage catalytic converter also has a relative relationship with a predetermined
  • the degree of nitrogen oxide conversion, derived from an exhaust gas limit value, is brought about, so that when this predeterminable switchover condition is met, the switchover from the store-in phase to the discharge phase is carried out at the switch-over time optimized with regard to fuel consumption and store-in potential.
  • the storage catalytic converter capacity field with respect to the temperature window is limited on the one hand by a boundary line for a new storage catalytic converter and on the other hand by a border line for an aged storage catalytic converter which represents a state of limit aging.
  • the temperature window preferably comprises temperature values between approximately 200 ° C. and approximately 450 ° C.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of the fuel saving amount in lean operation over time
  • Fig. 2 is a schematic diagram of the liabilities of the additional fuel consumption over time.
  • This averaged time is based on the evaluation period, that is to say that different exceeding torque requests are compared in terms of their time span and the averaged time value is thus made available.
  • This averaged time between two torque requirements exceeding a predefined load and / or speed limit value and leaving the lean operating range represents a so-called second lean time.
  • the first lean time is the quotient of a current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and the average nitrogen oxide raw mass flow value determined.
  • the current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst is determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulfurization.
  • the averaged nitrogen oxide raw mass flow value is also determined by the engine control unit for the evaluation period.
  • This first lean time is then compared with the second lean time, the smaller of the two lean times, ie the minimum of these two lean times, being taken in order to be multiplied by the average fuel saving quantity in the evaluation period.
  • the sum of the fat phases following the lean phase of the first fuel quantity required for discharging the oxygen store of the nitrogen oxide storage catalytic converter and a second fuel quantity required for discharging the nitrogen oxide store of the nitrogen oxide storage catalytic converter is formed.
  • This relationship is shown in FIG. 2. From this Fig. 2 it can be seen that the amount of fuel for discharging the oxygen storage is approximately constant (curve 5), while the second amount of fuel for discharging the nitrogen oxide storage (curve 4) is a function of the lean time, since the oxygen storage is already almost fully loaded immediately after the start of a lean operating phase, while the Nitrogen oxides are more inert and therefore need a longer time to be deposited.
  • Curve 6 is the sum of the fuel quantities in curves 4 and 5. If the averaging over time, ie over an evaluation period, results in a time-related nitrogen oxide storage catalyst loading with nitrogen oxides, so that the lean time is taken into account according to the following formula the additional fuel consumption can be calculated:
  • Additional fuel consumption quantity (g) oxygen storage quantity (g) x first percentage fuel quantity + time-based averaged NO x - storage quantity (g / s) x lean time (s) x second percentage fuel quantity
  • the lean time provided here results from the sum of the individual lean operating times in the evaluation period.
  • a comparison of the reduced fuel consumption amount with the increased fuel consumption amount based on the evaluation period ie a comparison of curve 2 in FIG. 1 and curve 6 in FIG. 2 thus enables an operating mode such that the engine control unit switches over to blocks the lean operating range if the fuel consumption quantity for the discharges in the considered evaluation period, which is preferably approximately 100 seconds, is equal to or greater than the reduced fuel consumption quantity due to the lean operation in this evaluation period.
  • the amount of fuel consumption for the discharges is less than If the amount of fuel consumption reduced by lean operation in this evaluation period, the engine control unit enables lean operation and thus a switchover between the lean operating area and the homogeneous operating area.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle. Said method comprises a first operating range that represents a lean-operation range, whereby the operation switches from a lean-operation to a rich operation range by means of an engine control device in order to discharge the nitrogen oxide accumulator catalyst. According to the invention, the engine control device blocks a switch to the lean-operation range, if the higher fuel-consumption quantity for discharging the catalyst over a predefinable evaluation period, extending over several lean-operation phases, is identical to or greater than the lower fuel-consumption quantity, consumed by a lean operation in said monitoring period. The lower fuel-consumption quantity is determined as a function of a raw nitrogen-oxide mass flow value, averaged over the evaluation period, as a function of a fuel economy quantity, averaged over said period and achieved in the lean-operation phases that fall in said evaluation period in relation to the homogeneous operating range phases in said evaluation period and as a function of the time, averaged over the evaluation period, between two torque requests that exceed a predefinable load and/or speed threshold value and require a switch from the lean-operation range. The higher fuel-consumption quantity is determined as a function of a charged state of the accumulator catalyst, averaged over the evaluation period.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines KraftfahrzeugesMethod for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
In der heutigen Fahrzeugtechnik werden Otto-Motoren als Brennkraftmaschi- nen mit einer Benzin-Direkteinspritzung anstatt einer konventionellen Saugrohreinspritzung bevorzugt, da derartige Brennkraftmaschinen gegenüber den herkömmlichen Otto-Motoren deutlich mehr Dynamik aufweisen, bezüglich Drehmoment und Leistung besser sind und gleichzeitig eine Verbrauchssenkung um bis zu 15 % ermöglichen. Möglich macht dies vor allem eine soge- nannte Schichtladung im Teillastbereich, bei der nur im Bereich der Zündkerze ein zündfähiges Gemisch benötigt wird, während der übrige Brennraum mit Luft befüllt wird. Da herkömmliche Brennkraftmaschinen, die nach dem Saugrohrprinzip arbeiten, bei einem derartigen hohen Luftüberschuss, wie er bei der Benzin-Direkteinspritzung vorliegt, nicht mehr zündfähig sind, wird bei diesem Schichtlademodus das Kraftstoff-Gemisch um die zentral im Brennraum positionierte Zündkerze konzentriert, während sich in den Randbereichen des Brennraums reine Luft befindet. Um das Kraftstoff-Gemisch um die zentrale im Brennraum positionierte Zündkerze herum zentrieren zu können, ist eine gezielte Luftströmung im Brennraum erforderlich, eine sogenannte Tumbleströ- mung. Dazu wird im Brennraum eine intensive, walzenförmige Strömung aus¬ gebildet und der Kraftstoff erst im letzten Drittel der Kolbenaufwärtsbewegung eingespritzt. Durch die Kombination von spezieller Luftströmung und gezielter Geometrie des Kolbens, der z. B. über eine ausgeprägte Kraftstoff-Strömungsmulde verfügt, wird der besonders fein zerstäubte Kraftstoff in einem sogenannten „Gemischballen" optimal um die Zündkerze konzentriert und sicher entflammt. Für die jeweils optimale Anpassung der Einspritzparameter (Einspritzzeitpunkt, Kraftstoffdruck) sorgt die Motorsteuerung bzw. das Motorsteuergerät.In today's vehicle technology, Otto engines are preferred as internal combustion engines with direct petrol injection instead of conventional intake manifold injection, since such internal combustion engines have significantly more dynamics than conventional Otto engines, are better in terms of torque and power, and at the same time reduce consumption by up to Enable 15%. This is made possible above all by a so-called stratified charge in the part-load range, in which an ignitable mixture is only required in the area of the spark plug, while the rest of the combustion chamber is filled with air. Since conventional internal combustion engines, which work according to the intake manifold principle, are no longer ignitable with such a high excess of air as is present in gasoline direct injection, in this stratified charge mode the fuel mixture is concentrated around the spark plug positioned centrally in the combustion chamber, while in pure air is located in the peripheral areas of the combustion chamber. In order to be able to center the fuel mixture around the central spark plug positioned in the combustion chamber, a targeted air flow in the combustion chamber is required, a so-called tumble flow. For this purpose, an intense tumble flow from ¬ is formed in the combustion chamber and the fuel in the last third of the piston upward movement injected. Through the combination of special air flow and targeted geometry of the piston, the z. B. has a pronounced fuel flow trough, the particularly finely atomized fuel is optimally concentrated and safely ignited in a so-called "mixture bale" around the spark plug. The engine control or the engine control unit ensures the optimal adjustment of the injection parameters (injection timing, fuel pressure) ,
Derartige Brennkraftmaschinen können daher entsprechend lange im Mager- betrieb betrieben werden, was sich, wie dies oben bereits dargelegt worden ist, positiv auf den Kraftstoffverbrauch insgesamt auswirkt. Dieser Magerbetrieb bringt jedoch den Nachteil einer erheblich größeren Stickoxidmenge im Abgas mit sich, so dass die Stickoxide (NOx) im mageren Abgas mit einem Drei-Wege-Katalysator nicht mehr vollständig reduziert werden können. Um die Stick- oxid-Emissionen im Rahmen vorgeschriebener Grenzen, z. B. des Euro-IV- Grenzwertes zu halten, werden in Verbindung mit derartigen Brennkraftmaschinen zusätzlich Stickoxid-Speicherkatalysatoren eingesetzt. Diese Stickoxid-Speicherkatalysatoren werden so betrieben, dass darin die von der Brennkraftmaschine erzeugten großen Mengen an Stickoxiden eingespeichert werden. Mit zunehmender gespeicherter Stickoxidmenge wird ein Sättigungszustand im Stickoxid-Speicherkatalysator erreicht, so dass der Stickoxid-Speicherkatalysator entladen werden muss. Dazu wird für eine sogenannte Entladephase kurzfristig mittels der Motorsteuerung bzw. dem Motorsteuergerät auf einen unterstöchiometrischen, fetten Motorbetrieb umgeschalten, bei dem die Brennkraftmaschine mit einem fetten, einen Luftmangel aufweisenden Gemisch betrieben wird. Zu Beginn dieser Entladephase wird regelmäßig ein Sauerstoffspeicher des Stickoxid-Speicherkatalysators entleert, wodurch der für den Ausspeicheπ organg erforderliche Sauerstoff zur Verfügung gestellt wird. Bei diesem Ausspeicheπ/organg wird das eingespeicherte Stickoxid insbesondere durch die bei diesen fetten Betriebsbedingungen zahlreich vorhandenen Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxide (CO) zu Stickstoff (N2) reduziert, das dann in die Umgebung abgegeben werden kann. Es ist bereits allgemein bekannt, eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebsbereich als Magerbetriebsbereich zu betreiben, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftüberschuss und damit einem Sauerstoffüberschuss aufweisenden mageren Gemisch betrieben wird und in dem die von der Brennkraftmaschine erzeugten Stickoxide in einen Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert werden, wobei zum Entladen des Stickoxid-Speicherkatalysators mittels einem Motorsteuergerät vom Magerbetriebsbereich auf einen fetten Betriebsbereich umgeschalten wird, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftmangel aufweisenden fetten Gemisch betrieben wird und in dem die während des Magerbetriebsbereiches in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeicherten Stickoxide aus dem Stickoxid- Speicherkatalysator ausgespeichert werden. Ferner ist ein zweiter Betriebsbereich als homogener Betriebsbereich vorgesehen, in dem die Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen stöchiometrischen homogenen Gemisch (Lambda = 1 ) betrieben wird, wobei das Umschalten zwischen dem Magerbe- triebsbereich und dem homogenen Betriebsbereich von dem Motorsteuergerät in Abhängigkeit von einer betriebsbedingten Last- und/oder Drehzahlanforderung bei Erreichen einer vorgebbaren Umschaltbedingung vorgenommen wird und wobei vom Motorsteuergerät vor dem Umschalten vom Magerbetriebsbereich auf den homogenen Betriebsbereich zuerst für eine Entladung des Stickoxid-Speicherkatalysators in den fetten Betriebsbereich geschalten wird. Konkret ist der Magerbetriebsbereich hier z. B. ein geschichteter in Verbindung mit einer dynamischen Fahrweise, wie dies z. B. im Stadtverkehr der Fall ist, wird vom Motorsteuergerät aufgrund der Magerbetriebsbereich, bei dem der Lambdawert ungefähr 1,4 beträgt. Insbesondere betriebsbedingten erhöhten Last- und/ oder Drehzahlanforderung regelmäßig in den homogenenSuch internal combustion engines can therefore be operated in lean operation for a correspondingly long time, which, as has already been explained above, has a positive effect on overall fuel consumption. However, this lean operation has the disadvantage of a considerably larger amount of nitrogen oxide in the exhaust gas, so that the nitrogen oxides (NOx) in the lean exhaust gas can no longer be completely reduced with a three-way catalytic converter. In order to reduce nitrogen oxide emissions within the prescribed limits, e.g. B. to keep the Euro IV limit, nitrogen oxide storage catalytic converters are additionally used in connection with such internal combustion engines. These nitrogen oxide storage catalysts are operated in such a way that the large amounts of nitrogen oxides generated by the internal combustion engine are stored therein. With increasing amount of stored nitrogen oxide, a state of saturation is reached in the nitrogen oxide storage catalytic converter, so that the nitrogen oxide storage catalytic converter has to be discharged. For this purpose, for a so-called discharge phase, the engine control or the engine control unit briefly switches to sub-stoichiometric, rich engine operation, in which the internal combustion engine is operated with a rich, air-deficient mixture. At the beginning of this discharge phase, an oxygen store of the nitrogen oxide storage catalytic converter is regularly emptied, as a result of which the oxygen required for the process of being withdrawn is made available. In this process, the nitrogen oxide stored is numerous, in particular due to the rich operating conditions under these conditions existing hydrocarbons (HC) and carbon monoxides (CO) reduced to nitrogen (N 2 ), which can then be released into the environment. It is already generally known to operate an internal combustion engine of a motor vehicle in a first operating range as a lean operating range, in which the internal combustion engine is operated with a lean mixture which has an excess of air and thus an excess of oxygen, and in which the nitrogen oxides generated by the internal combustion engine are passed into a nitrogen oxide storage catalytic converter be stored, whereby to discharge the nitrogen oxide storage catalytic converter by means of an engine control unit from the lean operating area to a rich operating area, in which the internal combustion engine is operated with a rich mixture having a lack of air and in which the nitrogen oxides stored in the nitrogen oxide storage catalytic converter during the lean operating area are discharged the nitrogen oxide storage catalyst are stored. Furthermore, a second operating area is provided as a homogeneous operating area in which the internal combustion engine is operated with an essentially stoichiometric homogeneous mixture (lambda = 1), with the switching between the lean operating area and the homogeneous operating area depending on an operational load from the engine control unit - And / or speed request is made when a predeterminable switchover condition is reached and the engine control unit first switches to the rich operating range for a discharge of the nitrogen oxide storage catalytic converter before the switchover from the lean operating range to the homogeneous operating range. Specifically, the lean operating area here is e.g. B. a stratified in connection with a dynamic driving style, as z. B. is the case in city traffic, the engine control unit due to the lean operating range in which the lambda value is approximately 1.4. In particular operationally increased load and / or speed requirements regularly in the homogeneous
Betriebsbereich umgeschalten, in dem die Brennkraftmaschine im Wesentlichen mit einem stöchiometrischen homogenen Gemisch von Lambda = 1 betrieben wird. Vom Motorsteuergerät wird dabei vor dem Umschalten in den homogenen Betriebsbereich zuerst in den fetten Betriebsbereich geschalten, um eine Entladung des Stickoxid-Speicherkatalysators vorzunehmen. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei dieser Betriebsweise trotz eines zeitweisen Magerbetriebs das eigentlich vorhandene theoretische Magerbetrieb-Kraftstoffeinsparpotential nicht voll ausgeschöpft wird. Ein weiteres Problem hierbei ist, dass bei einer sehr dynamischen Fahrweise der Magerbetriebsbereich durch den erhöhten Momentenwunsch unter Umständen des öfteren verlassen werden muss, wodurch sich dann jedes Mal der Zwang für eine Stickoxid-Speicherkatalysatorentladung, d.h. eine Fettbetriebsphase, ergibt. Auch dies führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.Switched operating range in which the internal combustion engine is operated essentially with a stoichiometric homogeneous mixture of lambda = 1. Before switching to the homogeneous operating range, the engine control unit first switches to the rich operating range in order to discharge the nitrogen oxide storage catalytic converter. Studies have shown that in spite of occasional lean operation, the theoretical lean fuel saving potential that is actually available is not fully exploited in this mode of operation. Another problem here is that, in the case of a very dynamic driving style, the lean operating range may have to be left frequently due to the increased torque requirement, which then means that the need for a nitrogen oxide storage catalyst discharge, i.e. a rich operating phase. This also leads to increased fuel consumption.
Eine ähnliche Verfahrensführung ist aus der gattungsgemäßen DE 100 64 279 A1 bekannt, bei dem in Abhängigkeit von der Verschlechterung einer Abgaszusammensetzung zwischen dem Mager-, Fett- und Homogenbetrieb umgeschalten wird. Die Umschaltentscheidung wird hier in Abhängig- keit von der Verschlechterung der Speicherfähigkeit des als NOx-Absorptions- mittel bezeichneten Stickoxid-Speicherkatalysators getroffen. Insbesondere soll hier bei einer festgestellten Verschlechterung des Wirkungsgrades des Stickoxid-Speicherkatalysators der als Sauerstoffüberschuss-Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Betrieb bezeichnete Magerbetrieb gesperrt werden. Aus der DE 197 53 718 C1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors bekannt, die eine Motorregelung umfasst, die in Abhängigkeit von Kennfeldern den Betrieb des Dieselmotors regelt und eine Fett/Mager-Regelung des Dieselmotors ermöglicht. Die Motorregelung umfasst einen Rechner, der in Abhängigkeit von vorbestimmten Umschaltkriterien ein Umschalten auf Fettoder Magerbetrieb des Dieselmotors bewirkt. Ferner ist eine mit dem Rechner kommunizierende Sensorik, die für Umschaltkriterien notwendige Parameter überwacht, und ein mit dem Rechner kommunizierender Speicher vorgesehen, in dem die Kennfelder für den Betrieb des Dieselmotors gespeichert sind. Der Rechner bewirkt ein Umschalten von Mager- auf Fettbetrieb, wenn die Einhaltung einer Regenerationstemperatur eines von den Abgasen des Dieselmotors durchströmten Speicherkatalysatorelementes und das Vorliegen eines vorbestimmten Beladungszustandes des von den Abgasen des Dieselmotors durchströmten Speicherkatalysatorelementes als Umschaltkriterien erfüllt sind. Des weiteren bewirkt der Rechner ein Zurückschalten von Fett- auf Magerbetrieb, wenn eines der Umschaltkriterien für ein Umschalten von Mager- auf Fettbetrieb nicht vorliegt oder eine Regenerationszeit abgelaufen ist, die von dem jeweiligen Beladungszustand des von den Abgasen des Dieselmotors durchströmten Speicherkatalysatorelementes zu Beginn der Fettbetriebsphase abhängt, oder ein vorbestimmter Reduktionsmittelgehalt in den Abgasen nach dem Speicherkatalysatorelement vorliegt oder eine Abgastemperatur unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt.A similar procedure is known from generic DE 100 64 279 A1, in which, depending on the deterioration of an exhaust gas composition, a switch is made between lean, rich and homogeneous operation. The switchover decision is made here depending on the deterioration in the storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter referred to as NO x absorbent. In particular, in the event of a detected deterioration in the efficiency of the nitrogen oxide storage catalytic converter, the lean operation referred to as the excess oxygen-air-fuel ratio operation is to be blocked. From DE 197 53 718 C1 a method for operating a diesel engine is known, which comprises engine control, which controls the operation of the diesel engine as a function of characteristic maps and enables rich / lean control of the diesel engine. The engine control comprises a computer which, depending on predetermined switchover criteria, effects a switchover to rich or lean operation of the diesel engine. Furthermore, a sensor system communicating with the computer, which monitors parameters necessary for switchover criteria, and a memory communicating with the computer are provided, in which the characteristic maps for the operation of the diesel engine are stored. The computer switches over from lean to rich operation when the maintenance criteria of a regeneration temperature of a storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine flow and the presence of a predetermined loading state of the storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine are satisfied are met as switching criteria. Furthermore, the computer switches back from rich to lean operation if one of the switchover criteria for switching from lean to rich operation does not exist or a regeneration time has expired which is dependent on the respective loading state of the storage catalyst element through which the exhaust gases of the diesel engine flow at the beginning of the rich operation phase depends, or a predetermined reducing agent content is present in the exhaust gases after the storage catalyst element or an exhaust gas temperature is below a predetermined threshold value.
Weiter sind in der Dissertation von Andreas Hertzberg (Stuttgart 2001 ) mit dem Titel „Betriebsstrategien für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung und einem Nox-Speicher-Katalysator" in Kapitel 6, insbesondere unter Punkt 6.4.2, Versuche zum Betreiben einer Brennkraftmaschine im Magerbetrieb beschrieben und ausgewertet. Abgestellt wurde hierbei insbesondere auf den Verbrauchsunterschied unterschiedlicher Test-Fahrzyklen in Abhängigkeit von Drehmoment-Schwellwerten.Furthermore, in the dissertation by Andreas Hertzberg (Stuttgart 2001) entitled "Operating strategies for a gasoline engine with direct injection and a No x storage catalytic converter" in chapter 6, in particular under point 6.4.2, attempts to operate an internal combustion engine in lean operation are described and evaluated, focusing in particular on the Difference in consumption of different test driving cycles depending on torque threshold values.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Verfügung zu stellen, mit dem auf einfache Weise eine hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierte Betriebsweise der Brennkraftmaschine, insbesondere durch optimierten Magerbetrieb, möglich wird.The object of the invention is therefore to provide an alternative method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, with which an operation of the internal combustion engine which is optimized with regard to fuel consumption, in particular through optimized lean operation, is possible in a simple manner.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved with the features of claim 1.
Gemäß Anspruch 1 sperrt das Motorsteuergerät das Umschalten in den Magerbetriebsbereich, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in einem bestimmten vorgebbaren, sich über mehrere Magerbetriebsphasen erstreckenden Auswertezeitraum gleich oder größer ist als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswerte- Zeitraum. Weiter gibt das Motorsteuergerät einen Magerbetrieb und damit ein Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen According to claim 1, the engine control unit blocks the switchover to the lean operating range if the additional fuel consumption quantity for the discharges in a specific predefinable evaluation period, which extends over several lean operating phases, is equal to or greater than the reduced fuel consumption quantity due to lean operating operation in this evaluation period. The engine control unit also gives a lean operation and thus switches between the lean operation area and the homogeneous one
Betriebsbereich frei, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in dem Auswertezeitraum kleiner ist als die Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum. Dabei wird die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge als Funktion eines über den Aus- wertezeitraum gemittelten Stickoxid-Rohmassenstromwertes, als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Kraftstoffeinsparmenge in den in den Auswertezeitraum fallenden Magerbetriebsphasen gegenüber den homogenen Betriebsbereichsphasen und als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Dreh- zahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt. Weiter wird die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes ermittelt.Operating area free if the additional fuel consumption for the discharges in the evaluation period is smaller than the reduced fuel consumption due to lean operation in this evaluation period. The fuel shortage quantity is calculated as a function of a nitrogen oxide raw mass flow value averaged over the evaluation period, as a function of a fuel saving quantity averaged over the evaluation period in the lean operating phases falling into the evaluation period compared to the homogeneous operating range phases and as a function of a time between the two averaged over the evaluation period Torque requirements exceeding predefinable load and / or speed limit values and leaving the lean operating range are determined. The additional fuel consumption quantity is also determined as a function of a storage catalytic converter loading state averaged over the evaluation period.
Vorteilhaft kann bei einem derartigen Betrieb einer Brennkraftmaschine das Fahrverhalten des Fahrers „gelernt" werden und somit eine Vorhersage bezüglich des wahrscheinlichen zukünftigen Fahπ/erhaltens gemacht werden. D.h., dass bei dieser Betriebsweise das Fahrverhalten in der Vergangenheit über einen sinnvollen Auswertezeitraum ausgewertet wird und aufgrund dieser Auswertung die Vorhersage für die Zukunft, d.h. für die voraussichtlicheIn such an operation of an internal combustion engine, the driver's driving behavior can advantageously be “learned” and thus a prediction can be made regarding the likely future driving behavior. That is, in this operating mode, the driving behavior in the past is evaluated over a meaningful evaluation period and on the basis of this Evaluation of the prediction for the future, ie for the probable one
Magerbetriebszeit errechnet werden kann. Im Unterschied zu einer rein stationären Betrachtungsweise wird somit bei einer derartigen auf den Auswertezeitraum im Mittel bezogenen Betrachtungsweise hier ggfs. selbst dann nicht der Magerbetriebsbereich freigegeben, wenn sich dies gemäß einer rein stationä- ren Betrachtung zu einem bestimmten Zeitpunkt ergeben würde, da durch die Betrachtung und Abstellung auf ein sinnvolles Zeitfenster hier jetzt erfindungsgemäß über die gemittelten Werte das FahiN erhalten insgesamt berücksichtigt wird und nicht ein aktueller stationärer Betriebspunkt. Dadurch ist insgesamt eine besonders optimierte Betriebsweise, insbesondere im Hinblick auf die Kraftstoffeinsparung durch Magerbetrieb möglich.Lean operating time can be calculated. In contrast to a purely stationary view, the lean operating range may not be released here if the view is based on the evaluation period on average, even if this would result from a purely stationary view at a certain point in time, as a result of the view and based on a meaningful time window here, according to the invention, the FahiN obtained is taken into account as a whole and not a current stationary operating point. As a result, a particularly optimized mode of operation is possible, in particular with regard to fuel savings through lean operation.
Dadurch wird das Magerbetrieb-Kraftstoffeinsparpotential voll ausgeschöpft, da nur dann in den Magerbetriebsbereich umgeschalten wird, wenn dies aufgrund des Fahrverhaltens des Fahrers sinnvoll ist, d.h. eine Kraftstoffeinsparung mit sich bringen kann. Sobald das Motorsteuergerät erkennt, dass dies nicht der Fall ist, wird der homogene Betriebsbereich gewählt. Besonders vorteilhaft beträgt der Auswertezeitraum wenigstens in etwa 100 Sekunden.This fully exploits the lean fuel saving potential, since switching to the lean operating range is only possible if this makes sense due to the driver's driving behavior, i.e. can save fuel. As soon as the engine control unit recognizes that this is not the case, the homogeneous operating range is selected. The evaluation period is particularly advantageously at least about 100 seconds.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung nach Anspruch 2 ist vorgesehen, dass sich die durch die Fettbetriebsphasen bedingte Kraftstoff- Mehn/erbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum errechnet als Summe einer für die Entladung des Sauerstoffspeichers benötigten ersten Kraftstoffmenge und einer für die Entladung des Stickoxidspeichers benötigten zweiten Kraftstoffmenge. Die erste Kraftstoffmenge, d.h. die Kraftstoffmenge zum Entladen des Sauerstoffspeichers, ist dabei pro Magerbetriebsphase in etwa konstant, während die zweite Kraftstoffmenge hauptsächlich eine Funktion der Stickoxid- Rohemissionen während der Magerzeit ist, so dass die zweite Kraftstoffmenge über den Auswertezeitraum gemittelt wird, wodurch die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion des über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes auf einfache Weise ermittelt werden kann. Da ein Magerbetrieb mit einem Sauerstoffüberschuss gefahren wird, ist der Sauerstoffspeicher des Stickoxid-Speicherkatalysators sehr schnell voll- ständig beladen, so dass die Sauerstoffbeladung der Stickoxid-Speicherkatalysatoren über der Magerphase stets als in etwa konstant anzusehen ist. Die Stickoxidbeläduhg der Stickoxid-Speicherkatalysators ist dagegen hauptsächlich eine Funktion der Magerzeit und ggfs. auch noch des Stickoxid-Rohmassenstroms. Beispielsweise ist für die Regeneration von 1 g Sauerstoff eine Kraftstoffmenge von ca. 0,23 g nötig, während für die Regeneration von 1 g Stickstoffdioxid ca. 0,15 g Kraftstoff erforderlich sind.According to a particularly preferred embodiment of the method, it is provided that the amount of fuel used due to the rich operating phases is calculated in the evaluation period as the sum of a first amount of fuel required for discharging the oxygen store and a second amount of fuel required for discharging the nitrogen oxide store. The first amount of fuel, i.e. the amount of fuel for discharging the oxygen reservoir, is approximately constant per lean operating phase, while the second amount of fuel is mainly a function of the raw nitrogen oxide emissions during the lean period, so that the second amount of fuel is averaged over the evaluation period, which means that the fuel -More consumption amount as a function of the storage catalyst loading state averaged over the evaluation period can be determined in a simple manner. Since a lean operation is carried out with an excess of oxygen, the oxygen store of the nitrogen oxide storage catalytic converter is completely charged very quickly, so that the oxygen load of the nitrogen oxide storage catalytic converters over the lean phase can always be regarded as approximately constant. The nitrogen oxide loading of the nitrogen oxide storage catalytic converter, on the other hand, is mainly a function of the lean period and possibly also of the raw nitrogen oxide mass flow. For example, for the regeneration of 1 g of oxygen A fuel quantity of approx. 0.23 g is required, while the regeneration of 1 g of nitrogen dioxide requires approx. 0.15 g of fuel.
Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, dass aus dem Quotienten einer aktuellen Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators und dem gemittelten Stickoxid-Rohmassenstromwertes eine erste Magerzeit berechnet wird. Die gemittelte Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen als zweite Magerzeit wird mit der ersten Magerzeit verglichen, wobei das Minimum bzw. die kleinere der beiden Magerzeiten anschließend mit der gemittelten Kraftstoffeinsparmenge im Auswertezeitraum multipliziert wird. Dadurch lässt sich auf besonders einfache Weise die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum ermitteln. Mit einer derartigen Verfahrensführung ist eine besonders einfache und zuverlässige Prädiktion der Fahrdynamik und damit auch eine Aussage über das zukünftige Fahrverhalten möglich, so dass ein optimierter Betrieb der Brennkraftmaschine insbesondere eine Optimierung der Magerbetriebsphasen möglich wird.According to claim 3 it is provided that a first lean time is calculated from the quotient of a current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and the averaged nitrogen oxide raw mass flow value. The mean time between two torque requirements exceeding a predefinable load and / or speed limit and leaving the lean operating range as a second lean time is compared with the first lean time, the minimum or the smaller of the two lean times being then multiplied by the average fuel saving quantity in the evaluation period , As a result, the fuel consumption quantity in the evaluation period can be determined in a particularly simple manner. With such a procedure, a particularly simple and reliable prediction of the driving dynamics and thus also a statement about the future driving behavior is possible, so that an optimized operation of the internal combustion engine, in particular an optimization of the lean operating phases, is possible.
Besonders bevorzugt kann dabei nach Anspruch 4 die aktuelle Stickoxid-Speicherfähigkeitsmenge des Stickoxid-Speicherkatalysators als Funktion der Temperatur und/oder des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung ermittelt werden.Particularly preferably, the current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst can be determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulfurization.
Konkret kann nach Anspruch 5 vorgesehen sein, dass der Stickoxid-Massenstrom vor dem Stickoxid-Speicherkatalysator und/oder der Stickoxid-Massenstrom nach dem Stickoxid-Speicherkatalysator jeweils über eine gleiche Zeitdauer aufintegriert werden, wobei zur Festlegung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entladephase und damit vom Magerbetriebsbe- reich auf den fetten Betriebsbereich wenigstens aus dem Integralwert des Stickoxid-Massenstroms vor- und/oder nach dem Speicherkatalysator und/oder dem Umschaltzeitpunkt jeweils beim Erfüllen einer vorgebbaren Entlade-Um- schaltbedingung in einer ersten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators ein Umschalt-Betr iebspunkt als Funktion einer momen- tanen Betriebstemperatur zum Umschaltzeitpunkt ermittelt wird. Anschließend wird der jeweilige Umschalt-Betriebspunkt in einer zweiten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators mit einem über ein Temperaturfenster verlaufenden, vorgebbaren, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierten Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld, das durch eine Viel- zahl von einzelnen Betriebspunkten für einen neuen und einen gealterten Speicherkatalysator gebildet ist, verglichen. Dabei stellt ein innerhalb des Speicherkatalysator-Kapazitätsfeldes liegender Umschalt-Betriebspunkt keine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-Speicherfähigkeit dar, sondern die Änderung gegenüber dem vorherigen Betriebspunkt als Maß für die Speicherkataly- sator-Alterung. Ein das Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld verlassender Umschaltbetriebspunkt stellt dagegen eine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-Speicherfähigkeit dar. Mit einer derartigen Verfahrensweise kann somit auf besonders einfache Weise eine aktuelle Erfassung des Wertes der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators betriebspunktabhän- gig unter Berücksichtigung des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung des Stickoxid-Speicherkatalysators ermittelt werden.Specifically, it can be provided according to claim 5 that the nitrogen oxide mass flow upstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter and / or the nitrogen oxide mass flow downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter are each integrated over an identical period of time, with the determination of the switchover time from the storage phase to the discharge phase and thus from the lean operating range to the rich operating range at least from the integral value of the Nitrogen oxide mass flow before and / or after the storage catalytic converter and / or the changeover time, in each case when a predeterminable discharge changeover condition is met in a first stage to determine the degree of aging of the storage catalytic converter, a changeover operating point as a function of a current operating temperature at the changeover time is determined. The respective switchover operating point is then carried out in a second stage to determine the degree of aging of the storage catalytic converter with a predefinable storage catalytic converter capacity field that runs over a temperature window and is optimized in particular with regard to fuel consumption, which is provided by a large number of individual operating points for a new and an aged one Storage catalyst is formed compared. A changeover operating point lying within the storage catalyst capacity field does not represent a drop below the minimum nitrogen oxide storage capacity, but rather the change compared to the previous operating point as a measure of the storage catalyst aging. A switchover operating point leaving the storage catalyst capacity field, on the other hand, is below the minimum nitrogen oxide storage capacity. With such a procedure, a current detection of the value of the nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst can be carried out in a particularly simple manner, taking into account the degree of aging and / or the sulfurization of the nitrogen oxide storage catalyst can be determined.
Besonders bevorzugt ist hierbei nach Anspruch 6 vorgesehen, dass zur Festlegung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entlade- phase ein relativer Stickoxid-Schlupf als Differenz zwischen dem in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingeströmten Stickoxid-Massenstrom und dem aus dem Stickoxid-Speicherkatalysator ausgeströmten Stickoxid-Massenstrom jeweils bezogen auf die Einspeicherzeit ermittelt wird dergestalt, dass der Quotient der Integralwerte des Stickoxid-Massenstroms vor und nach dem Stick- oxid-Speicherkatalysator zudem in eine Relativbeziehung mit einem vorgeb- baren, von einem Abgasgrenzwert abgeleiteten Stickoxid-Konvertierungsgrad gebracht wird, so dass beim Vorliegen dieser vorgebbaren Umschaltbedingung das Umschalten von der Einspeicherphase auf die Entladephase zum hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Einspeicherpotential optimierten Umschaltzeit- punkt durchgeführt wird.It is particularly preferably provided that a relative nitrogen oxide slip as the difference between the nitrogen oxide mass flow flowing into the nitrogen oxide storage catalytic converter and the nitrogen oxide stream flowing out of the nitrogen oxide storage catalytic converter is used to determine the switchover time from the storage phase to the discharge phase. Mass flow is determined in each case based on the injection time in such a way that the quotient of the integral values of the nitrogen oxide mass flow before and after the nitrogen oxide storage catalytic converter also has a relative relationship with a predetermined The degree of nitrogen oxide conversion, derived from an exhaust gas limit value, is brought about, so that when this predeterminable switchover condition is met, the switchover from the store-in phase to the discharge phase is carried out at the switch-over time optimized with regard to fuel consumption and store-in potential.
Nach Anspruch 7 kann weiter vorgesehen sein, dass das Speicherkatalysator- Kapazitätsfeld bezogen auf das Temperaturfenster einerseits durch eine Grenzlinie für einen neuen Speicherkatalysator und andererseits durch eine Grenzlinie für einen Grenzalterungszustand darstellenden gealterten Speicherkatalysator begrenzt ist. Dabei umfasst das Temperaturfenster vorzugsweise Temperaturwerte zwischen in etwa 200° C und in etwa 450 °C.According to claim 7, it can further be provided that the storage catalytic converter capacity field with respect to the temperature window is limited on the one hand by a boundary line for a new storage catalytic converter and on the other hand by a border line for an aged storage catalytic converter which represents a state of limit aging. The temperature window preferably comprises temperature values between approximately 200 ° C. and approximately 450 ° C.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm der Kraftstoffeinsparmenge im Magerbetrieb über der Zeit, undFig. 1 is a schematic diagram of the fuel saving amount in lean operation over time, and
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Verbindlichkeiten der Kraftstoff- mehrverbrauchsmenge über der Zeit.Fig. 2 is a schematic diagram of the liabilities of the additional fuel consumption over time.
In der Fig. 1 ist die Kraftstoffeinsparmenge im Magerbetriebsbereich über der Zeit dargestellt, wobei die Kurve 1 den zeitlichen Verlauf der Kraftstoffeinsparung während einer maximal zu realisierenden Magerzeit zeigt. Kurve 2 stellt das Integral der Kraftstoffeinsparmenge während dieser maximal zu realisierenden Magerzeit dar. Kurve 3 dagegen stellt die gemittelte, auf die Zeit bezogene Kraftstoffeinsparmenge während dieser maximal zu realisierenden Magerzeit dar. Zur Ermittlung der Kraftstoff-MindeiNerbrauchsmenge ist diese mittlere Kraftstoffeinsparmenge entsprechend der Kurve 3 mit der maximal zu realisierenden Magerzeit zu multiplizieren. Zur Bestimmung der maximal zu realisierenden Magerzeit kann zuerst die gemittelte Zeit zwischen zwei einen vorgeb- baren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt werden. Diese gemittelte Zeit ist bezogen auf den Auswertezeitraum, d.h. dass verschiedene überschreitende Momentenanforderungen von ihrer Zeitspanne her verglichen werden und so der gemittelte Zeitwert zur Verfügung gestellt wird. Diese gemittelte Zeit zwischen zwei einem vorgebbaren last- und/oder drehzahlgrenzwertüberschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen stellt eine sog. zweite Magerzeit dar. Als erste Magerzeit wird der Quotient einer aktuellen Stickoxid- Speicherfähigkeit der Stickoxid-Speicherkatalysators und dem gemittelten Stickoxid-Roh massenstromwert ermittelt. Die aktuelle Stickoxid-Speicherfähigkeit der Stickoxid-Speicherkatalysators wird dabei als Funktion der Temperatur und/oder des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung ermittelt. Der gemittelte Stickoxid-Rohmassenstromwert wird dabei für den Auswertezeitraum ebenfalls vom Motorsteuergerät ermittelt. Anschließend wird dann diese erste Magerzeit mit der zweiten Magerzeit verglichen, wobei die kleinere der beiden Magerzeiten, d.h. das Minimum dieser beiden Magerzeiten hergenommen wird, um mit der gemittelten Kraftstoffeinsparmenge im Auswertezeitraum multipliziert zu werden.1 shows the amount of fuel saved in the lean operating range over time, curve 1 showing the time course of the fuel saving during a maximum lean time to be realized. Curve 2 shows the integral of the fuel saving amount during this maximum lean time to be realized. Curve 3, on the other hand, shows the averaged, time-related fuel saving amount during this maximum lean time to be achieved. To determine the minimum fuel consumption, this average fuel saving quantity must be multiplied according to curve 3 by the maximum lean time that can be achieved. To determine the maximum lean time to be realized, the averaged time between two torque requirements exceeding a predefined load and / or speed limit value and leaving the lean operating range must first be determined. This averaged time is based on the evaluation period, that is to say that different exceeding torque requests are compared in terms of their time span and the averaged time value is thus made available. This averaged time between two torque requirements exceeding a predefined load and / or speed limit value and leaving the lean operating range represents a so-called second lean time. The first lean time is the quotient of a current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and the average nitrogen oxide raw mass flow value determined. The current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst is determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulfurization. The averaged nitrogen oxide raw mass flow value is also determined by the engine control unit for the evaluation period. This first lean time is then compared with the second lean time, the smaller of the two lean times, ie the minimum of these two lean times, being taken in order to be multiplied by the average fuel saving quantity in the evaluation period.
Zur Ermittlung der Kraftstoff-MehtNerbrauchsmenge wird die Summe für die der Magerphase folgenden Fettphasen der für die Entladung des Sauerstoffspeichers der Stickoxid-Speicherkatalysators benötigten ersten Kraftstoffmenge und einer für die Entladung der Stickoxidspeichers der Stickoxid- Speicherkatalysators benötigten zweiten Kraftstoffmenge gebildet. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 2 dargestellt. Aus dieser Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Kraftstoffmenge zur Entladung des Sauerstoffspeichers in etwa konstant ist (Kurve 5), während die zweite Kraftstoffmenge zur Entladung des Stickoxidspeichers (Kurve 4) eine Funktion der Magerzeit ist, da der Sauerstoffspeicher unmittelbar nach Beginn einer Magerbetriebsphase bereits in etwa vollständig beladen ist, während die Stickoxide träger sind und daher eine längere Zeit zur Anlagerung benötigen. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Magerbetriebsphasenzeit mehr oder weniger Stickoxide während dieser Magerphase in den Stickoxidspeicher eingespeichert werden können. Kurve 6 ist die Summe der Kraftstoffmengen der Kurven 4 und 5. Wird auch hier wieder über die Zeit, d.h. über einen Auswertezeitraum gemittelt, dann ergibt sich eine zeitbezogene Stickoxid-Speicherkatalysatorbeladung mit Stickoxiden, so dass bei einer gleichzeitigen Berücksichtigung der Magerzeit nach der folgenden Formel die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge berechnet werden kann:To determine the fuel consumption quantity, the sum of the fat phases following the lean phase of the first fuel quantity required for discharging the oxygen store of the nitrogen oxide storage catalytic converter and a second fuel quantity required for discharging the nitrogen oxide store of the nitrogen oxide storage catalytic converter is formed. This relationship is shown in FIG. 2. From this Fig. 2 it can be seen that the amount of fuel for discharging the oxygen storage is approximately constant (curve 5), while the second amount of fuel for discharging the nitrogen oxide storage (curve 4) is a function of the lean time, since the oxygen storage is already almost fully loaded immediately after the start of a lean operating phase, while the Nitrogen oxides are more inert and therefore need a longer time to be deposited. This means that depending on the respective lean operating phase time, more or fewer nitrogen oxides can be stored in the nitrogen oxide storage during this lean phase. Curve 6 is the sum of the fuel quantities in curves 4 and 5. If the averaging over time, ie over an evaluation period, results in a time-related nitrogen oxide storage catalyst loading with nitrogen oxides, so that the lean time is taken into account according to the following formula the additional fuel consumption can be calculated:
Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge (g) = Sauerstoffspeichermenge (g) x erste prozentuale Kraftstoffmenge + auf die Zeit bezogene gemittelte NOx- Speichermenge (g/s) x Magerzeit (s) x zweite prozentuale KraftstoffmengeAdditional fuel consumption quantity (g) = oxygen storage quantity (g) x first percentage fuel quantity + time-based averaged NO x - storage quantity (g / s) x lean time (s) x second percentage fuel quantity
Die hier vorgesehene Magerzeit ergibt sich aus der Summe der einzelnen Magerbetriebszeiten im Auswertezeitraum.The lean time provided here results from the sum of the individual lean operating times in the evaluation period.
Ein auf den Auswertezeitraum bezogener Vergleich der Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge mit der Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge, d.h. ein Vergleich der Kurve 2 in Fig. 1 und der Kurve 6 in Fig. 2 ermöglicht somit eine Betriebs- weise dergestalt, dass das Motorsteuergerät ein Umschalten in den Magerbetriebsbereich sperrt, falls die Kraftstoff-MehiNerbrauchsmenge für die Entladungen in dem betrachteten Auswertezeitraum, der vorzugsweise in etwa 100 Sekunden beträgt, gleich oder größer ist als die Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge durch den Magerbetrieb in diesen Auswertezeitraum. Ist dagegen die Kraftstoffmehn/erbrauchsmenge für die Entladungen kleiner als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum, so gibt das Motorsteuergerät einen Magerbetrieb und damit ein Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen Betriebsbereich frei. A comparison of the reduced fuel consumption amount with the increased fuel consumption amount based on the evaluation period, ie a comparison of curve 2 in FIG. 1 and curve 6 in FIG. 2 thus enables an operating mode such that the engine control unit switches over to blocks the lean operating range if the fuel consumption quantity for the discharges in the considered evaluation period, which is preferably approximately 100 seconds, is equal to or greater than the reduced fuel consumption quantity due to the lean operation in this evaluation period. On the other hand, the amount of fuel consumption for the discharges is less than If the amount of fuel consumption reduced by lean operation in this evaluation period, the engine control unit enables lean operation and thus a switchover between the lean operating area and the homogeneous operating area.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem ersten Betriebsbereich als Magerbetriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftüberschuss und damit einen Sauerstoffüberschuss aufweisenden mageren Gemisch betrieben wird und in dem die von der Brenn- kraftmaschine erzeugten Stickoxide in einen Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeichert werden, wobei zum Entladen des Stickoxid-Speicherkatalysators mittels einem Motorsteuergerät vom Magerbetriebsbereich auf einen fetten Betriebsbereich umgeschalten wird, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftmangel aufweisenden fetten Gemisch betrieben wird und in dem die während des Magerbetriebsbereiches in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingespeicherten Stickoxide aus dem Stickoxid-Speicherkatalysator ausgespeichert werden, und mit einem zweiten Betriebsbereich als homogenen Betriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen stöchiome- trischen homogenen Gemisch (Lambda = 1 ) betrieben wird, wobei dasMethod for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle, with a first operating range as a lean operating range, in which the internal combustion engine is operated with a lean mixture which has an excess of air and thus an excess of oxygen and in which the nitrogen oxides generated by the internal combustion engine are converted into a nitrogen oxide Storage catalytic converter are stored, wherein for discharging the nitrogen oxide storage catalytic converter, a motor control device is used to switch from the lean operating area to a rich operating area, in which the internal combustion engine is operated with a rich mixture lacking in air, and in which the nitrogen oxide storage catalytic converter is stored during the lean operating area Nitrogen oxides are stored out of the nitrogen oxide storage catalytic converter, and with a second operating area as a homogeneous operating area, in which the internal combustion engine has an essentially st chiome- trical homogeneous mixture (lambda = 1) is operated, wherein
Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen Betriebsbereich von dem Motorsteuergerät in Abhängigkeit von einer betriebsbedingten Last- und/oder Drehzahlanforderung bei Erreichen einer vorgebbaren Umschaltbedingung vorgenommen wird und wobei vom Motorsteuergerät vor dem Umschalten vom Magerbetriebsbereich auf den homogenen Betriebsbereich zuerst für eine Entladung des Stickoxid-Speicherkatalysators in den fetten Betriebsbereich geschalten wird und wobei das Motorsteuergerät das Umschalten in den Magerbetriebsbereich in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Sperrkriterium sperrt,Switching between the lean operating range and the homogeneous operating range is carried out by the engine control unit as a function of an operational load and / or speed requirement when a predefinable switchover condition is reached and the engine control unit first switches over from the lean operating range to the homogeneous operating range for discharging the nitrogen oxide storage catalytic converter is switched to the rich operating range and the engine control unit is switching to the Locks lean operating area depending on a predefinable locking criterion,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass das Motorsteuergerät das Umschalten in den Magerbetriebsbereich sperrt, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in einem bestimmten vorgebbaren, sich über mehrere Magerbetriebsphasen erstreckenden Auswertezeitraum gleich oder größer ist als die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge durchthat the engine control unit blocks the switchover to the lean operating range if the additional fuel consumption quantity for the discharges is equal to or greater than the reduced fuel consumption amount due to the discharge in a specific predefinable evaluation period which extends over several lean operating phases
Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum,Lean operation in this evaluation period,
dass das Motorsteuergerät einen Magerbetrieb und damit ein Umschalten zwischen dem Magerbetriebsbereich und dem homogenen Betriebs- bereich freigibt, falls die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge für die Entladungen in dem Auswertezeitraum kleiner ist als die Kraftstoff-Minder- verbrauchsmenge durch Magerbetrieb in diesem Auswertezeitraum,that the engine control unit enables lean operation and thus switching between the lean operating area and the homogeneous operating area if the additional fuel consumption for the discharges in the evaluation period is smaller than the reduced fuel consumption amount due to lean operation in this evaluation period,
dass die Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Stickoxid-Rohmassenstromwertes, alsthat the fuel shortage quantity as a function of a nitrogen oxide raw mass flow value averaged over the evaluation period, as
Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Kraftstoffeinsparmenge in den in den Auswertezeitraum fallenden Magerbetriebsphasen gegenüber den homogenen Betriebsbereichsphasen in diesem Auswertezeitraum und als Funktion einer über den Auswertezeitraum gemittelten Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des-Magerbetriebs- bereiches bedingenden Momentenanforderungen ermittelt wird, undFunction of a fuel saving quantity averaged over the evaluation period in the lean operating phases falling in the evaluation period compared to the homogeneous operating range phases in this evaluation period and as a function of a time averaged over the evaluation period between two exceeding a predefined load and / or speed limit value and leaving the lean operating range Torque requirements is determined, and
dass die Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge als Funktion eines über den Auswertezeitraum gemittelten Speicherkatalysator-Beladungszustandes ermittelt wird. that the additional fuel consumption as a function of one over the Evaluation period averaged storage catalyst loading state is determined.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,A method according to claim 1, characterized in
dass sich die durch die Fettbetriebsphasen bedingte Kraftstoff-Mehrverbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum errechnet als Summe einer für die Entladung des Sauerstoffspeichers benötigten ersten Kraftstoffmenge und einer für die Entladung des Stickoxidspeichers benötigten zweiten Kraftstoffmenge,that the additional fuel consumption amount due to the rich operating phases is calculated in the evaluation period as the sum of a first fuel amount required for discharging the oxygen store and a second fuel amount required for discharging the nitrogen oxide store,
dass die erste Kraftstoffmenge pro Magerbetriebsphase in etwa konstant ist, undthat the first amount of fuel per lean operating phase is approximately constant, and
dass die zweite Kraftstoffmenge wenigstens eine Funktion der Stickoxid- Rohemission während der Magerzeit ist dergestalt, dass die zweite Kraftstoffmenge über den Auswertezeitraum gemittelt wird.that the second fuel quantity is at least a function of the raw nitrogen oxide emission during the lean period such that the second fuel quantity is averaged over the evaluation period.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,Method according to claim 1 or claim 2, characterized in that
dass aus dem Quotienten einer aktuellen Stickoxid-Speicherfähigkeitsmenge des Stickoxid-Speicherkatalysators und dem gemittelten Stick- oxid-Rohmassenstromwert eine erste Magerzeit berechnet wird,that a first lean time is calculated from the quotient of a current nitrogen oxide storage capacity quantity of the nitrogen oxide storage catalytic converter and the averaged nitrogen oxide raw mass flow value,
dass die gemittelte Zeit zwischen zwei einen vorgebbaren Last- und/oder Drehzahlgrenzwert überschreitenden und ein Verlassen des Magerbetriebsbereiches bedingenden Momentenanforderungen als zweite Magerzeit mit der ersten Magerzeit verglichen wird dergestalt, dass die kleinere der beiden Magerzeiten anschließend mit der über den Auswertezeitraum gemittelten Kraftstoffeinsparmenge multipliziert wird zur Ermittlung der Kraftstoff-Minderverbrauchsmenge in dem Auswertezeitraum. that the averaged time between two torque requirements exceeding a predeterminable load and / or speed limit and leaving the lean operating range is compared as the second lean time with the first lean time in such a way that the smaller of the two lean times is then multiplied by the fuel saving amount averaged over the evaluation period Determination of the fuel shortage in the evaluation period.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Stickoxid-Speicherfähigkeitsmenge des Stickoxid-Speicherkatalysators als Funktion der Temperatur und/oder des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung ermittelt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the current nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalyst is determined as a function of the temperature and / or the degree of aging and / or the sulfurization.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuell erfasste Wert über die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Stickoxid-Speicherkatalysators betriebspunktabhängig unter Berücksichtigung des Alterungsgrades und/oder der Verschwefelung des Stickoxid- Speicherkatalysators ermittelt wird dergestalt,5. The method according to claim 3 or claim 4, characterized in that the currently detected value is determined via the nitrogen oxide storage capacity of the nitrogen oxide storage catalytic converter depending on the operating point, taking into account the degree of aging and / or the sulfurization of the nitrogen oxide storage catalytic converter,
dass der Stickoxid-Massenstrom vor dem Stickoxid-Speicherkatalysator und/oder der Stickoxid-Massenstrom nach dem Stickoxid-Speicherkatalysator jeweils über eine gleiche Zeitdauer aufintegriert werden,that the nitrogen oxide mass flow upstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter and / or the nitrogen oxide mass flow downstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter are each integrated over an identical period of time,
dass zur Festlegung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entladephase und damit vom Magerbetriebsbereich auf den fetten Betriebsbereich wenigstens aus dem Integralwert des Stickoxid-Massenstroms vor und/oder nach dem Speicherkatalysator und/oder dem Umschaltzeitpunkt jeweils beim Erfüllen einer vorgebbaren Entlade-Um- schaltbedingung in einer ersten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators ein Umschalt-Betriebspunkt als Funktion einer momentanen Betriebstemperatur zum Umschaltzeitpunkt ermittelt wird, undthat to determine the changeover time from the storage phase to the discharge phase and thus from the lean operating range to the rich operating range at least from the integral value of the nitrogen oxide mass flow before and / or after the storage catalytic converter and / or the changeover time in each case when a predeterminable discharge changeover condition in a first stage for determining the degree of aging of the storage catalytic converter determines a switchover operating point as a function of an instantaneous operating temperature at the switchover time, and
dass der jeweilige Umschalt-Betriebspunkt in einer zweiten Stufe zur Ermittlung des Alterungsgrades des Speicherkatalysators mit einem über ein Temperaturfenster verlaufenden, vorgebbaren, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimierten Speicherkatalysator-Kapa- zitätsfeld, das durch eine Vielzahl von einzelnen Betriebspunkten für einen neuen und einen gealterten Speicherkatalysator gebildet ist, verglichen wird dergestalt,that the respective switchover operating point in a second stage for determining the degree of aging of the storage catalytic converter with a predeterminable storage catalytic converter capacity field that runs over a temperature window and is optimized in particular with regard to fuel consumption, which is provided by a large number of individual operating points for a new and an aged storage catalytic converter is formed, is compared in such a way
dass ein innerhalb des Speicherkatalysator-Kapazitätsfeldes liegender Umschalt-Betriebspunkt keine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-that a changeover operating point within the storage catalyst capacity field does not fall below the minimum nitrogen oxide
Speicherfähigkeit darstellt, sondern die Änderung gegenüber dem vorherigen Betriebspunkt als Maß für die Speicherkatalysator-Alterung darstellt, undRepresents storage capacity, but represents the change compared to the previous operating point as a measure of the storage catalytic converter aging, and
dass ein das Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld verlassender Umschalt-that a switchover leaving the storage catalytic converter capacity field
Betriebspunkt eine Unterschreitung der minimalen Stickoxid-Speicherfähigkeit darstellt.Operating point is below the minimum nitrogen oxide storage capacity.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festle- gung des Umschaltzeitpunktes von der Einspeicherphase auf die Entladephase ein relativer Stickoxid-Schlupf als Differenz zwischen dem in den Stickoxid-Speicherkatalysator eingeströmten Stickoxid-Massenstrom und dem aus dem Stickoxid-Speicherkatalysator ausgeströmten Stickoxid-Massenstrom jeweils bezogen auf die Einspeicherzeit ermittelt wird dergestalt, dass der Quotient der Integralwerte des Stickoxid-Massenstroms vor und nach dem Stickoxid-Speicherkatalysator zudem in eine Relativbeziehung mit einem vorgebbaren, von einem Abgasgrenzwert abgeleiteten Stickoxid-Konvertierungsgrad gebracht wird , so dass beim Vorliegen dieser vorgegebenen Umschaltbedingung das Umschalten von der Einspeicherphase auf die Entladephase zum hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Einspeicherpotential optimierten Umschaltzeitpunkt durchgeführt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that a relative nitrogen oxide slip as the difference between the nitrogen oxide mass flow flowing into the nitrogen oxide storage catalytic converter and the nitrogen oxide flowing out of the nitrogen oxide storage catalytic converter is used to determine the switchover time from the storage phase to the discharge phase -Mass flow is determined in each case based on the injection time in such a way that the quotient of the integral values of the nitrogen oxide mass flow before and after the nitrogen oxide storage catalytic converter is also brought into a relative relationship with a predeterminable degree of nitrogen oxide conversion derived from an exhaust gas limit value, so that when this is present predetermined switchover condition, the switchover from the storing phase to the discharging phase is carried out at the switching time which is optimized with regard to fuel consumption and storing potential.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherkatalysator-Kapazitätsfeld bezogen auf das Temperaturfenster einerseits durch eine Grenzlinie für einen neuen Speicherkatalysator und andererseits durch eine Grenzlinie für einen einen Grenzalterungszustand darstellenden gealterten Speicherkatalysator begrenzt ist, wobei das Temperaturfenster vorzugsweise Temperaturwerte zwischen in etwa 200°C und in etwa 450°C umfasst. 7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the storage catalyst capacity field based on the temperature window is limited on the one hand by a boundary line for a new storage catalytic converter and on the other hand by a border line for an aged storage catalytic converter which represents a state of limit aging, the temperature window preferably comprising temperature values between approximately 200 ° C. and approximately 450 ° C.
EP03775271A 2002-11-15 2003-10-31 Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle Expired - Fee Related EP1563178B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10253614 2002-11-15
DE10253614A DE10253614B4 (en) 2002-11-15 2002-11-15 Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular of a motor vehicle
PCT/EP2003/012112 WO2004046529A1 (en) 2002-11-15 2003-10-31 Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1563178A1 true EP1563178A1 (en) 2005-08-17
EP1563178B1 EP1563178B1 (en) 2010-09-08

Family

ID=32240117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03775271A Expired - Fee Related EP1563178B1 (en) 2002-11-15 2003-10-31 Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7100363B2 (en)
EP (1) EP1563178B1 (en)
AU (1) AU2003283332A1 (en)
DE (2) DE10253614B4 (en)
WO (1) WO2004046529A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004017092B4 (en) * 2004-04-07 2008-10-16 Audi Ag Method for optimizing the operation of an Otto internal combustion engine of a motor vehicle
FR2901317B1 (en) * 2006-05-16 2008-08-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa SYSTEM FOR CONTROLLING THE TRIGGERING OF A DELEGATION MEANS PURGING COMPRISING MEANS FORMING A NOX TRAP
WO2016074879A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Fev Gmbh Method for operating an internal combustion engine comprising a lean nox trap

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2692530B2 (en) 1992-09-02 1997-12-17 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine
JP2900890B2 (en) * 1996-08-09 1999-06-02 トヨタ自動車株式会社 Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine
DE19753718C1 (en) * 1997-12-04 1999-07-08 Daimler Chrysler Ag Method for operating a diesel engine
JP3858554B2 (en) * 2000-02-23 2006-12-13 株式会社日立製作所 Engine exhaust purification system
US6843051B1 (en) 2000-03-17 2005-01-18 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for controlling lean-burn engine to purge trap of stored NOx
JP3958496B2 (en) * 2000-05-10 2007-08-15 三菱電機株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4023115B2 (en) * 2001-07-17 2007-12-19 日産自動車株式会社 Control device for direct-injection spark ignition engine
US6778898B1 (en) * 2003-02-14 2004-08-17 Ford Global Technologies, Llc Computer controller for vehicle and engine system with carbon canister vapor storage
US6826902B2 (en) * 2003-03-18 2004-12-07 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for estimating oxygen storage capacity and stored NOx in a lean NOx trap (LNT)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004046529A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10253614B4 (en) 2008-12-24
AU2003283332A1 (en) 2004-06-15
EP1563178B1 (en) 2010-09-08
US7100363B2 (en) 2006-09-05
DE10253614A1 (en) 2004-06-03
WO2004046529A1 (en) 2004-06-03
US20060162319A1 (en) 2006-07-27
DE50313079D1 (en) 2010-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0829623B1 (en) Process for reducing NOx emission from exhaust gases
EP1161618B1 (en) Method of desulfating an nox storage catalyst
EP0930930A1 (en) PROCESS FOR REMOVING NOx FROM EXHAUST FUMES
EP1767761B1 (en) Method for regenerating a NOx storage catalyst
DE10253614B4 (en) Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular of a motor vehicle
DE10241497B3 (en) Method for controlling the lean operation of an internal combustion engine having a nitrogen oxide storage catalytic converter, in particular a motor vehicle
DE10115968B4 (en) Process for heating a catalyst
DE10241500B4 (en) Method for operating a nitrogen oxide storage catalytic converter of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle
DE10309421A1 (en) Internal combustion engine exhaust system catalytic converter condition diagnosis uses rich and lean exhaust gas feeds and signals from probe downstream of converter
EP1540151B1 (en) Method for determining the degree of ageing of an no sb x /sb -storage catalyst of an internal combustion engine, especially in a motor vehicle
DE10123148A1 (en) Two-stage process to remove sulfur from automotive exhaust system, comprises alternating rich and lean burn above threshold temperature
DE10253613B4 (en) Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a motor vehicle
DE10010031B4 (en) Method and device for carrying out a NOx regeneration of an arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine NOx storage catalyst
DE10338181B4 (en) Method and device for influencing the temperature of a catalyst system
DE10260886B4 (en) Method for carrying out a NOx regeneration and multi-cylinder engine with multi-flow exhaust gas purification system
DE10349854B4 (en) Method and device for desulphurizing a NOx storage catalytic converter
DE10258572B4 (en) Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular of a motor vehicle
DE10353597B4 (en) Method and device for desulphurizing a NOx storage catalytic converter
WO2023084015A2 (en) Method for operating an internal combustion engine, a system for carrying out the method and an internal combustion engine
DE102020214435A1 (en) Reduction process for reducing the oxygen content in the catalytic converter, engine assembly and vehicle
EP1435444A2 (en) Method for operating an internal combustion engine with stabilized emissions and vehicle with stabilized emissions
WO2019206559A1 (en) Exhaust gas aftertreatment with storage catalytic converter and particulate filter
DE10307723A1 (en) Process for the emission-stable operation of an internal combustion engine and emission-stable motor vehicle
WO2004065771A2 (en) Method for actuating an accumulator catalyst for nitrogen dioxide on an internal combustion engine for a vehicle, in particular a car
DE10337902A1 (en) Method of operating an internal combustion engine of motor vehicle, involves determining average nitrogen oxide over predetermined period from engine control unit as a function of two performance requirements exceeding a threshold

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20050615

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: ODENDALL, BODO

17Q First examination report despatched

Effective date: 20091103

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50313079

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20101021

Kind code of ref document: P

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20110609

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 50313079

Country of ref document: DE

Effective date: 20110609

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R084

Ref document number: 50313079

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R084

Ref document number: 50313079

Country of ref document: DE

Effective date: 20111121

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20141031

Year of fee payment: 12

Ref country code: GB

Payment date: 20141022

Year of fee payment: 12

Ref country code: FR

Payment date: 20141021

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50313079

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20151031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160503

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151031

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20160630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20151102