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DE10043366A1 - Process for heating catalysts in the exhaust gas of internal combustion engines - Google Patents

Process for heating catalysts in the exhaust gas of internal combustion engines

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Publication number
DE10043366A1
DE10043366A1 DE10043366A DE10043366A DE10043366A1 DE 10043366 A1 DE10043366 A1 DE 10043366A1 DE 10043366 A DE10043366 A DE 10043366A DE 10043366 A DE10043366 A DE 10043366A DE 10043366 A1 DE10043366 A1 DE 10043366A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating
exhaust gas
measure
internal combustion
operating mode
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.)
Withdrawn
Application number
DE10043366A
Other languages
German (de)
Inventor
Jens Wagner
Andreas Roth
Holger Bellmann
Detlef Heinrich
Klaus Winkler
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10043366A priority Critical patent/DE10043366A1/en
Priority to JP2002522658A priority patent/JP2004507654A/en
Priority to PCT/DE2001/003230 priority patent/WO2002018764A1/en
Priority to EP01967014A priority patent/EP1315890A1/en
Publication of DE10043366A1 publication Critical patent/DE10043366A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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Abstract

The invention relates to a method for heating up a catalyst (15) in the exhaust gas of an internal combustion engine (1) which can be operated in different operating modes and which allows selection of at least one of a plurality of heating measures. According to the inventive method, first an estimation is made for the plurality of heating measures whether an individual heating measure can provide the desired heating effect. In a subsequent estimation step it is estimated whether an individual heating measure can be carried out in the actual operating mode regarding the exhaust gas values and the operating mode of the internal combustion engine required for said heating measure. The operating mode is requested in which these requirements can be best met. Depending on the actual operating mode at least one possible heating measure is then activated. The invention further relates to an electronic control device for carrying out said method.

Description

Katalysatoren im Abgas von Verbrennungsmotoren benötigen eine bestimmte Mindesttemperatur (Light off temperature), um ihre schadstoffkonvertierende Wirkung zu entfalten. Diese soll nach einem Kaltstart möglichst schnell erreicht werden. Bei Motoren, die mit magerem Kraftstoff/Luftgemisch betrieben werden, beispielsweise bei Motoren mit Benzindirekteinspritzung und Stickoxidspeicherkatalysator ergeben sich weitere und zum Teil wechselnde Anforderungen an die Katalysatortemperatur beispielsweise aus einer notwendigen Desulfatisierung des Speicherkatalysators während des Fahrbetriebs. Eine Desulfatisierung erfordert beispielsweise vorübergehend eine höhere Katalysatortemperatur als im Normalbetrieb für die Speicherung der Stickoxide erforderlich ist.Need catalysts in the exhaust gas of internal combustion engines a certain minimum temperature (light off temperature) in order to develop their pollutant-converting effect. This should be reached as quickly as possible after a cold start. For engines with a lean fuel / air mixture are operated, for example in engines with Direct petrol injection and nitrogen oxide storage catalyst there are further and sometimes changing requirements to the catalyst temperature, for example from a necessary desulfation of the storage catalyst while driving. Desulfation required for example temporarily a higher one Catalyst temperature than in normal operation for the Storage of nitrogen oxides is required.

Es sind bereits verschiedene Maßnahmen zur Aufheizung von Katalysatoren bekannt.There are already various measures for heating Catalysts known.

Beispielsweise kann die motorische Verbrennung mit so fettem Gemisch erfolgen, dass das Abgas noch unverbrannten Kraftstoff enthält. Die Zufuhr von Sekundärluft zum Abgas läßt ein reaktionsfähiges Gemisch entstehen, das den Katalysator durch eine exotherme Reaktion aufheizt.For example, engine combustion can be so rich Mixture occur that the exhaust gas is still unburned Contains fuel. The supply of secondary air to the exhaust gas  creates a reactive mixture that the Catalyst heated up by an exothermic reaction.

Weiterhin kann die motorische Verbrennung mit so magerem Gemisch erfolgen, dass das Abgas noch unverbrauchten Sauerstoff enthält. In diesem Fall kann ein reaktionsfähiges Gemisch durch die Zufuhr von Kraftstoff zum Abgas erzeugt werden.Furthermore, engine combustion can be so lean Mixture occur that the exhaust gas is still unused Contains oxygen. In this case, a reactive Mixture generated by supplying fuel to the exhaust gas become.

Es ist weiterhin bekannt, den Katalysator durch die Folgen einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der motorischen Verbrennung aufzuheizen. Eine Wirkungsgradverschlechterung der motorischen Verbrennung kann beispielsweise durch eine Abweichung des Zündzeitpunktes vom optimalen Zeitpunkt herbeigeführt werden, wobei der optimale Zeitpunkt durch den maximalen Wirkungsgrad definiert wird. Durch die Wirkungsgradeinbuße ist das Abgas heißer im Vergleich zum Betrieb ohne Wirkungsgradeinbußen. Es entfaltet daher eine verstärkte Heizwirkung im Katalysator.It is also known to be the catalyst by the consequences a deterioration in the efficiency of the motor Heat up combustion. A deterioration in efficiency The engine combustion can, for example, by a Deviation of the ignition timing from the optimal timing can be brought about, the optimal time by the maximum efficiency is defined. Through the The loss of efficiency is hotter compared to Operation without loss of efficiency. It therefore unfolds one increased heating effect in the catalytic converter.

Bei Motoren mit Benzindirekteinspritzung erlauben unterschiedliche Betriebsarten des Motors unterschiedliche Maßnahmen zur Heizung des Katalysators.Allow for engines with gasoline direct injection different operating modes of the engine different Measures for heating the catalyst.

Aus der DE 198 50 586 ist ein Motorsteuerungsprogramm bekannt, das die Umschaltung zwischen Schichtbetrieb und Homogenbetrieb steuert.From DE 198 50 586 is an engine control program known that switching between shift operation and Controls homogeneous operation.

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

Bei höherer Last, wenn die Leistungsoptimierung im Vordergrund steht, wird der Motor mit homogener Zylinderfüllung betrieben. Die homogene Zylinderfüllung ergibt sich aus einer frühen Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugvorganges. Als Folge steht bis zur Verbrennung eine größere Zeit zur Gemischbildung zur Verfügung. Das Potential dieser Betriebsart zur Leistungsoptimierung ergibt sich zum Beispiel aus der Ausnutzung des gesamten Brennraumvolumens zur Füllung mit brennfähigem Gemisch.At higher loads, when the performance optimization in The engine is more homogeneous Cylinder filling operated. The homogeneous cylinder filling results from early fuel injection during of the suction process. As a result stands up to the combustion a longer time for mixture formation. The Potential of this operating mode for performance optimization results for example from the exploitation of the whole Combustion chamber volume for filling with a combustible mixture.

Zur Aufheizung eines NOx-Speicherkatalysators im Homogenbetrieb kann eine Abgaszusammensetzung eingestellt werden, die von der stöchiometrischen Abgaszusammensetzung abweicht.For heating a NOx storage catalytic converter in the Homogeneous operation can set an exhaust gas composition be determined by the stoichiometric exhaust gas composition differs.

Bei Benzindirekteinspritzmotoren besteht weiter die Möglichkeit, beim Betrieb mit Luftüberschuß, also vorzugsweise im Schichtbetrieb, gezielt Kraftstoff in den Zylinder nach der motorischen Verbrennung im Expansionstakt einzuspritzen. Hier reagiert der nacheingespritzte Kraftstoff mit dem Luftüberschuß der motorischen Verbrennung im Katalysator. Die bei der exothermen Reaktion freiwerdende Wärme heizt den Katalysator auf.In the case of gasoline direct injection engines, this continues to exist Possibility when operating with excess air, so preferably in shift operation, targeted fuel in the Cylinder after engine combustion in the expansion stroke inject. Here the post-injected reacts Fuel with excess air from engine combustion in the catalyst. The one released during the exothermic reaction Heat heats up the catalytic converter.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in jedem Betriebszustand eine optimale Heizstrategie zu wählen.The object of the invention is in everyone Operating state to choose an optimal heating strategy.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Im einzelnen erfolgt das erfindungsgemäße Aufheizen eines Katalysators im Abgas eines Verbrennungsmotors, der in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden kann und bei dem wenigstens eine von mehreren Heizmaßnahmen ausgewählt werden kann
so, dass zunächst für mehrere Heizmaßnahmen abgeschätzt wird, ob eine individuelle Heizmaßnahme die gewünschte Heizwirkung bereitstellen kann
und dass weiter abgeschätzt wird, ob eine individuelle Heizmaßnahme mit Blick auf die Abgaswerte und die zur Durchführung der Heizmaßnahme notwendige Betriebsart des Verbrennungsmotors im aktuellen Betriebszustand durchführbar ist
und dass weiter diejenige die Betriebsart angefordert wird, in der die Anforderungen am besten erfüllt werden können und dass abhängig von der aktuellen Betriebsart jeweils wenigstens eine mögliche Heizmaßnahme aktiviert wird.
In particular, the catalyst according to the invention is heated in the exhaust gas of an internal combustion engine, which can be operated in different operating modes and in which at least one of a number of heating measures can be selected
such that it is initially estimated for several heating measures whether an individual heating measure can provide the desired heating effect
and that it is further estimated whether an individual heating measure can be carried out in the current operating state with a view to the exhaust gas values and the operating mode of the internal combustion engine required to carry out the heating measure
and that the operating mode in which the requirements can best be met is requested and that at least one possible heating measure is activated depending on the current operating mode.

Dabei wird der aktuelle Betriebszustand beispielsweise durch Werte für die Katalysatortemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die aktuelle Last charakterisiert.Here, the current operating status is shown, for example Values for the catalyst temperature, the Vehicle speed and the current load characterized.

Vorteilebenefits

Die verschiedenen Betriebsarten des Verbrennungsmotors mit Benzindirekteinspritzung erlauben unterschiedliche Maßnahmen zur Heizung des Katalysators. Die erfindungsgemäße Zuordnung von Heizmaßnahmen und Betriebsarten ermöglicht eine Optimierung der Heizstrategie mit Blick auf den Betriebszustand des Fährzeugs, der beispielsweise von Parametern wie Katalysatortemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit und Drehmomentbedarf bestimmt wird.The different operating modes of the internal combustion engine with Direct petrol injection allows different measures for heating the catalyst. The assignment according to the invention of heating measures and operating modes enables a  Optimization of the heating strategy with a view to the Operating state of the vehicle, for example of Parameters such as catalyst temperature, Vehicle speed and torque requirement is determined.

Vorteilhafterweise werden die möglichen Heizwirkungen verschiedener Katalysatorheizmaßnahmen abgeschätzt und mit dem Heizwirkungsbedarf verglichen. Der Heizwirkungsbedarf zur Aufheizung eines Katalysators führt beispielsweise zu physikalischen Anforderungen an die Menge und die Temperatur des Abgasstroms, der durch die Heizmaßnahme bereitgestellt werden muß.The possible heating effects are advantageous different catalyst heating measures estimated and with compared to the heating effect requirement. The heating effect requirement leads to heating of a catalyst, for example physical requirements for quantity and temperature of the exhaust gas flow provided by the heating measure must become.

Weiterhin werden die Betriebsgrenzen für die einzelnen Betriebsarten berücksichtigt. Dadurch ist es möglich, in jedem Betriebszustand eine optimale Heizstrategie zu wählen.Furthermore, the operating limits for the individual Operating modes taken into account. This makes it possible to to choose an optimal heating strategy for every operating condition.

Alle Anforderungen für aktive Heizmaßnahmen werden als Wärmestrom- und Temperaturanforderungen im Abgas formuliert. Dadurch können alle Anforderungen einheitlich behandelt werden.All requirements for active heating measures are considered Heat flow and temperature requirements formulated in the exhaust gas. As a result, all requirements can be treated uniformly become.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Blick auf die Figur erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 das technische Umfeld der Erfindung. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Flußdiagramms.An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the figure. Here, FIG. 1 shows the technical background of the invention. Fig. 2 shows an embodiment of the invention in the form of a flow chart.

Die 1 in der Fig. 1 repräsentiert den Brennraum eines Zylinders eines Verbrennungsmotors. Über ein Einlaßventil 2 wird der Zustrom von Luft zum Brennraum gesteuert. Die Luft wird über ein Saugrohr 3 angesaugt. Die Ansaugluftmenge kann über eine Drosselklappe 4 variiert werden, die von einem Steuergerät 5 angesteuert wird. Dem Steuergerät werden Signale über den Drehmomentwunsch des Fahrers, bspw. über die Stellung eines. Fahrpedals 6, ein Signal über die Motordrehzahl n von einem Drehzahlgeber 7, ein Signal über die Menge ml der angesaugten Luft von einem Luftmengenmesser 8 und ein Signal Us über die Abgaszusammensetzung und/oder Abgastemperatur von einem Abgassensor 12 zugeführt. Abgassensor 12 kann beispielsweise eine Lambdasonde sein, deren Nernstspannung den Sauerstoffgehalt im Abgas angibt und deren Innenwiderstand als Maß für die Sonden-, Abgas- und/oder Katalysator-Temperatur herangezogen wird. Das Abgas wird durch wenigstens einen Katalysator 15 geführt, in dem Schadstoffe aus dem Abgas konvertiert und/oder vorübergehend gespeichert werden.The 1 in FIG. 1 represents the combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine. The inflow of air to the combustion chamber is controlled via an inlet valve 2 . The air is sucked in via a suction pipe 3 . The amount of intake air can be varied via a throttle valve 4 , which is controlled by a control unit 5 . The control unit receives signals about the driver's torque request, for example about the position of a driver. Accelerator pedal 6 , a signal about the engine speed n from a speed sensor 7 , a signal about the amount ml of the intake air from an air flow meter 8 and a signal Us via the exhaust gas composition and / or exhaust gas temperature from an exhaust gas sensor 12 . Exhaust gas sensor 12 can be, for example, a lambda probe, the Nernst voltage of which indicates the oxygen content in the exhaust gas and the internal resistance of which is used as a measure of the probe, exhaust gas and / or catalyst temperature. The exhaust gas is passed through at least one catalytic converter 15 , in which pollutants from the exhaust gas are converted and / or temporarily stored.

Aus diesen und ggf. weiteren Eingangssignalen über weitere Parameter des Verbrennungsmotors wie Ansaugluft- und Kühlmitteltemperatur und so weiter bildet das Steuergerät 5 Ausgangssignale zur Einstellung des Drosselklappenwinkels alpha durch ein Stellglied 9 und zur Ansteuerung eines Kraftstoffeinspritzventils 10, durch das Kraftstoff in den Brennraum des Motors dosiert wird. Außerdem wird durch das Steuergerät die Auslösung der Zündung über eine Zündeinrichtung 11 gesteuert.From these and possibly other input signals via further parameters of the internal combustion engine, such as intake air and coolant temperature and so on, the control unit 5 forms output signals for setting the throttle valve angle alpha by means of an actuator 9 and for controlling a fuel injection valve 10 , by means of which fuel is metered into the combustion chamber of the engine becomes. The control unit also controls the triggering of the ignition via an ignition device 11 .

Der Drosselklappenwinkel alpha und die Einspritzimpulsbreite ti sind wesentliche, aufeinander abzustimmende Stellgrößen zur Realisierung des gewünschten Drehmomentes, der Abgaszusammensetzung und der Abgastemperatur und damit der Katalysatortemperatur. Eine weitere wesentliche Stellgröße zur Beeinflussung dieser Größen ist Winkellage der Zündung relativ zur Kolbenbewegung. Die Bestimmung der Stellgrößen zur Einstellung des Drehmomentes ist Gegenstand der DE 198 51 990, die insoweit in die Offenbarung einbezogen sein soll. The throttle valve angle alpha and the injection pulse width ti are essential, coordinated manipulated variables to realize the desired torque, the Exhaust gas composition and the exhaust gas temperature and thus the Catalyst temperature. Another essential control variable to influence these quantities is the angular position of the ignition relative to the piston movement. The determination of the manipulated variables to adjust the torque is the subject of DE 198 51 990, which are included in the disclosure to this extent should.  

Weiterhin steuert das Steuergerät weitere Funktionen zur Erzielung einer effizienten Verbrennung des Kraftstoff/Luftgemisches im Brennraum, beispielsweise eine nicht dargestellte Abgasrückführung und/oder Tankentlüftung. Die aus der Verbrennung resultierende Gaskraft wird durch Kolben 13 und Kurbeltrieb 14 in ein Drehmoment gewandelt.Furthermore, the control unit controls further functions to achieve efficient combustion of the fuel / air mixture in the combustion chamber, for example exhaust gas recirculation and / or tank ventilation, not shown. The gas force resulting from the combustion is converted into a torque by pistons 13 and crank mechanism 14 .

In diesem technischen Umfeld kann die Katalysatortemperatur gemessen werden oder aus Betriebsgrößen des Motors modelliert werden. Die Modellierung von Temperaturen im Abgastrakt von Verbrennungsmotoren ist beispielsweise aus der US 5 590 521 bekannt.In this technical environment, the catalyst temperature be measured or from the operating parameters of the engine be modeled. The modeling of temperatures in the Exhaust tract from internal combustion engines is off, for example US 5 590 521.

Für das Heizen mittels Nacheinspritzung fordert die erfindungsgemäße Motorsteuerung Mindesttemperaturen in den Katalysatoren. Bis diese erreicht sind, wird beispielsweise als erste Maßnahme Homogenbetrieb mit später Zündung gefordert und eingestellt. Sind die notwendigen Temperaturen erreicht, wird die Nacheinspritzung als mögliche Alternative erlaubt. Es erfolgt die Umschaltung auf Schichtbetrieb mit Nacheinspritzung um einen höheren Wärmestrom zu erzeugen. Dabei wird der Luftstrom soweit gedrosselt, dass der benötigte Wärmestrom bei einer geforderten Temperatur erreicht wird.For heating by means of post-injection, the Motor control according to the invention minimum temperatures in the Catalysts. Until these are reached, for example as a first measure homogeneous operation with late ignition demanded and set. Are the necessary temperatures reached, the post-injection is a possible alternative allowed. Switching to shift operation takes place with Post-injection to generate a higher heat flow. The air flow is throttled so far that the required heat flow at a required temperature is achieved.

Die Androsselung erfolgt in einem ersten Ausführungsbeispiel durch ein gesteuertes Schließen der Drosselklappe um einen vorbestimmten Winkel oder auf einen vorbestimmten Öffnungswinkel. Mit anderen Worten: Die Androsselung erfolgt in diesem Beispiel ungeregelt. Die Gemischzusammensetzung sollte für eine maximale Wärmefreisetzung nahe bei Lambda gleich 1 sein. Durch dynamischen Fahrbetrieb mit wechselnden Drehmomentanforderungen kann es zu vorübergehenden Gemischanreicherungen zu Lambdawerten kleiner als Eins kommen. Dadurch können die Abgasemissionen in unerwünschter - Weise verschlechtert werden.The throttling takes place in a first embodiment by controlled closing of the throttle valve by one predetermined angle or to a predetermined Opening angle. In other words, the throttling takes place unregulated in this example. The mixture composition should be close to lambda for maximum heat release be equal to 1. Through dynamic driving with changing Torque requests can be temporary  Mixture enrichments for lambda values less than one come. This can cause exhaust emissions to be undesirable - worsen way.

Zur Vermeidung einer Abgasverschlechterung wird die Nacheinspritzung vorteilhafterweise mit Hilfe der vorhandenen Abgassonde geregelt. Dadurch kann ein Durchbruch von fettem Abgas verhindert werden. Dabei bezeichnet Durchbruch das Auftreten von HC-Emissionen hinter dem Katalysator. Als weiterer Vorteil wird die exotherme Energiefreisetzung bei Lambda gleich 1 maximal genutzt.To avoid exhaust gas deterioration, the Post-injection advantageously with the help of existing exhaust gas probe regulated. This can be a breakthrough be prevented by rich exhaust gas. Inscribed Breakthrough the occurrence of HC emissions behind the Catalyst. Another advantage is the exothermic Maximum energy release used with lambda equal to 1.

Im einzelnen wird aufgrund der Heizanforderung eine notwendige Kraftstoffmenge zur Nacheinspritzung bei maximal möglicher Androsselung ermittelt. Dabei muß neben der Heizanforderung auch der Luftbedarf der Nacheinspritzung und die Temperaturerhöhung durch die Androsselung berücksichtigt werden. Letzteres ist insbesondere wichtig, um Überhitzungen von Bauteilen im Abgastrakt zu verhindern.In particular, due to the heating requirement amount of fuel required for post-injection at maximum possible throttling determined. In addition to the The air requirement for post-injection and the temperature increase due to throttling is taken into account become. The latter is particularly important to prevent overheating to prevent components in the exhaust system.

Alternativ zur Regelung der nacheingespritzten Kraftstoffmenge über das gemessene Abgaslambda kann die Androsselung über das gemessene Abgaslambda geregelt werden.As an alternative to regulating the post-injected Fuel quantity over the measured exhaust gas lambda can Throttling can be controlled via the measured exhaust gas lambda.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel in Form eines Flußdiagramms. Fig. 2 shows an embodiment in the form of a flow chart.

Im Schritt 2.1 wird überprüft, ob eine Anforderung für eine Katalysatorheizmaßnahme vorliegt. Ist dies der Fall, erfolgt im Schritt 2.2 eine Abschätzung für wenigstens eine Heizmaßnahme X, ob diese die gewünschte Heizwirkung bereitstellen kann und ob diese Heizmaßnahme mit Blick auf die Abgaswerte und die zur Durchführung der Heizmaßnahme notwendige Betriebsart des Verbrennungsmotors im aktuellen Betriebszustand (Katalysatortemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, aktuelle Last) erlaubt ist.In step 2.1 it is checked whether there is a request for a catalyst heating measure. If this is the case, in step 2.2 an estimate is made for at least one heating measure X as to whether it can provide the desired heating effect and whether this heating measure with regard to the exhaust gas values and the operating mode of the internal combustion engine required to carry out the heating measure in the current operating state (catalyst temperature, vehicle speed , current load) is allowed.

Dabei werden die verschiedenen Heizmaßnahmen aufgrund physikalischer Anforderungen (Wärmestrom und Temperatur) berechnet und bewertet. Weiterhin werden die Betriebsgrenzen für die einzelen Betriebsarten berücksichtigt. Dadurch ist es möglich, in jedem Betriebszustand eine optimale Heizstrategie zu wählen. Weiter wird für jede Heizmaßnahme geprüft, ob sie mit Blick auf die Abgaswerte und die erforderliche Betriebsart im aktuellen Fahrzustand, d. h. bei aktueller Katalysatortemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit und Last möglich ist.The various heating measures are based on this physical requirements (heat flow and temperature) calculated and rated. Furthermore, the operating limits taken into account for the individual operating modes. This is it is possible to get an optimal one in any operating condition Heating strategy to choose. Next is for each heating measure checked whether they have a look at the exhaust gas values and the required operating mode in the current driving state, d. H. at current catalytic converter temperature, vehicle speed and Load is possible.

Mit dieser Information können die einzelnen Heizmaßnahmen abhängig vom Betriebszustand bewertet und eine Entscheidung für die beste Maßnahme getroffen werden. Die Beurteilung einer Heizmaßnahme erfolgt bei anliegender Forderung in einem langsamen Zeitraster für jede Heizmaßnahme. Nur für die aktivierte Heizmaßnahme werden die notwendigen Eingriffe in einem schnellen Zeitraster berechnet um Rechenzeit zu sparen.With this information, the individual heating measures depending on the operating status and a decision be taken for the best measure. The assessment a heating measure is carried out in the event of a request in a slow time grid for each heating measure. Only for the activated heating measure becomes the necessary interventions calculated in a fast time grid by computing time save up.

Gegebenenfalls erfolgt im Schritt 2.3 die Anforderung der erforderlichen optimalen Betriebsart. So kann beispielsweise bei noch kaltem Katalysator eine Nacheinspritzung im Schichtbetrieb nicht optimal sein, weil ein noch kalter Katalysator die exotherme Reaktion des resultierenden Gemisches im Abgas nicht aktivieren kann. In diesem Fall wäre eine Wirkungsgradverschlechterung durch Spätzündung zur Erhöhung der Abgastemperatur angebracht. Diese kann bevorzugt in der Betriebsart mit Homogenbetrieb durchgeführt werden. Entsprechend kann hier im Schritt 2.3 eine Umschaltung in den Homogenbetrieb erfolgen.If necessary, the required optimal operating mode is requested in step 2.3 . For example, if the catalyst is still cold, post-injection in shift operation may not be optimal because a still cold catalyst cannot activate the exothermic reaction of the resulting mixture in the exhaust gas. In this case, a drop in efficiency due to late ignition would be appropriate to increase the exhaust gas temperature. This can preferably be carried out in the operating mode with homogeneous operation. Accordingly, a switchover to homogeneous operation can take place in step 2.3 .

Anschließend erfolgt im Schritt 2.4 die Aktivierung der ausgewählten Heizmaßnahme.The selected heating measure is then activated in step 2.4 .

Wird dagegen die Abfrage im Schritt 2.1 verneint, erfolgt keine Anforderung einer Heizmaßnahme und eventuell aktivierte Heizmaßnahmen werden deaktiviert.If, on the other hand, the query in step 2.1 is answered in the negative, no heating measure is requested and any activated heating measures are deactivated.

Claims (6)

1. Verfahren zur Aufheizung eines Katalysators im Abgas eines Verbrennungsmotors,
der in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden kann und
bei dem wenigstens eine von mehreren Heizmaßnahmen ausgewählt werden kann
wobei für mehrere Heizmaßnahmen abgeschätzt wird, ob eine individuelle Heizmaßnahme die gewünschte Heizwirkung bereitstellen kann
und wobei abgeschätzt wird, ob eine individuelle Heizmaßnahme mit Blick auf die Abgaswerte und die zur Durchführung der Heizmaßnahme notwendige Betriebsart des Verbrennungsmotors im aktuellen Betriebszustand (Katalysatortemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, aktuelle Last) durchführbar ist
und wobei die Betriebsart angefordert wird, in der die Anforderungen am besten erfüllt werden können
und wobei abhängig von der aktuellen Betriebsart jeweils wenigstens eine mögliche Heizmaßnahme aktiviert wird.
1. Method for heating a catalyst in the exhaust gas of an internal combustion engine,
which can be operated in different operating modes and
where at least one of several heating measures can be selected
whereby for several heating measures it is estimated whether an individual heating measure can provide the desired heating effect
and it is estimated whether an individual heating measure can be carried out in the current operating state (catalytic converter temperature, vehicle speed, current load) with a view to the exhaust gas values and the operating mode of the internal combustion engine required to carry out the heating measure
and requesting the mode of operation in which the requirements can best be met
and at least one possible heating measure is activated depending on the current operating mode.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als eine Maßnahme eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der motorischen Verbrennung über eine Änderung des Zündwinkels erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that as a measure a worsening of the Efficiency of engine combustion via a The ignition angle is changed. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als eine weitere Maßnahme bei einem Motor mit Benzindirekteinspritzung nach der Verbrennung eine Kraftstoff-Nacheinspritzung erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that as another measure using an engine with Gasoline direct injection after combustion one Fuel post-injection takes place. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nacheinspritzung mit Schichtbetrieb kombiniert wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the post-injection is combined with shift operation. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Verbrennungsmotor angesaugte Luftmenge soweit gedrosselt wird, dass der benötigte Wärmestrom bei einer geforderten Temperatur erreicht wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the amount of air drawn in by the internal combustion engine is throttled so far that the required heat flow is reached at a required temperature. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufheizung eines NOx-Speicherkatalysators im Homogenbetrieb eine Abgaszusammensetzung eingestellt wird, die von der stöchiometrischen Abgaszusammensetzung abweicht.6. The method according to claim 1, characterized in that for heating a NOx storage catalytic converter in Homogeneous operation set an exhaust gas composition is that of the stoichiometric exhaust gas composition differs.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1574697A1 (en) * 2004-03-10 2005-09-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling a fuel injection system with an intake manifold injector and a direct injection injector
WO2005105501A1 (en) 2004-04-30 2005-11-10 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a hybrid vehicle
DE102007037350A1 (en) 2007-08-08 2009-02-12 Robert Bosch Gmbh Drive device operating method for vehicle i.e. motor vehicle, involves electrically heating exhaust gas catalytic converter before starting internal combustion engine so as to reach predetermined minimum temperature
DE102004019831B4 (en) * 2004-04-23 2010-06-10 Audi Ag Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular of a motor vehicle
DE102004021473B4 (en) * 2004-04-30 2012-08-30 Audi Ag Method for heating a catalytic converter connected downstream of a spark-ignited, direct-injection internal combustion engine
DE10320891B4 (en) * 2003-05-09 2013-02-07 Robert Bosch Gmbh Catalyst heating method and control unit for controlling catalyst heating
DE102021211056A1 (en) 2021-10-01 2023-04-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating an exhaust gas catalytic converter

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60211990T2 (en) * 2001-03-30 2007-01-25 Mazda Motor Corp. Direct-injection and spark-ignition engine with a turbocharger, control method and computer-readable storage medium therefor
ATE486205T1 (en) * 2006-12-28 2010-11-15 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR HEATING A CATALYST ARRANGED IN AN EXHAUST SECTION OF A COMBUSTION PROCESS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD
JP2019085915A (en) * 2017-11-06 2019-06-06 株式会社デンソー Control device and control method for vehicle exhaust purification system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4338342C2 (en) 1993-11-10 2003-07-31 Bosch Gmbh Robert Method and device for forming a simulated signal with respect to the exhaust gas, the exhaust gas probe or the catalyst temperature
US5642705A (en) * 1994-09-29 1997-07-01 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Control system and method for direct fuel injection engine
US5482017A (en) * 1995-02-03 1996-01-09 Ford Motor Company Reduction of cold-start emissions and catalyst warm-up time with direct fuel injection
JP3257420B2 (en) * 1996-11-21 2002-02-18 三菱自動車工業株式会社 In-cylinder injection internal combustion engine
JP3325231B2 (en) * 1998-08-03 2002-09-17 マツダ株式会社 Control device for in-cylinder injection engine
DE19836955A1 (en) * 1998-08-14 2000-03-09 Siemens Ag Method for detecting and maintaining the operational readiness of a NO¶x¶ storage catalytic converter
JP3675198B2 (en) * 1998-10-30 2005-07-27 日産自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
DE19850586A1 (en) * 1998-11-03 2000-05-04 Bosch Gmbh Robert Method for operating an internal combustion engine
JP3772567B2 (en) * 1999-02-08 2006-05-10 マツダ株式会社 Engine exhaust purification system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10320891B4 (en) * 2003-05-09 2013-02-07 Robert Bosch Gmbh Catalyst heating method and control unit for controlling catalyst heating
EP1574697A1 (en) * 2004-03-10 2005-09-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling a fuel injection system with an intake manifold injector and a direct injection injector
US7104255B2 (en) 2004-03-10 2006-09-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling operation of internal combustion engine, and the internal combustion engine
DE102004019831B4 (en) * 2004-04-23 2010-06-10 Audi Ag Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular of a motor vehicle
WO2005105501A1 (en) 2004-04-30 2005-11-10 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a hybrid vehicle
DE102004021473B4 (en) * 2004-04-30 2012-08-30 Audi Ag Method for heating a catalytic converter connected downstream of a spark-ignited, direct-injection internal combustion engine
DE102007037350A1 (en) 2007-08-08 2009-02-12 Robert Bosch Gmbh Drive device operating method for vehicle i.e. motor vehicle, involves electrically heating exhaust gas catalytic converter before starting internal combustion engine so as to reach predetermined minimum temperature
DE102021211056A1 (en) 2021-10-01 2023-04-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating an exhaust gas catalytic converter

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