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DE10235592A1 - Method for controlling an internal combustion engine - Google Patents

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DE10235592A1
DE10235592A1 DE2002135592 DE10235592A DE10235592A1 DE 10235592 A1 DE10235592 A1 DE 10235592A1 DE 2002135592 DE2002135592 DE 2002135592 DE 10235592 A DE10235592 A DE 10235592A DE 10235592 A1 DE10235592 A1 DE 10235592A1
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lean
mass flow
catalytic converter
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DE2002135592
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German (de)
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Ekkehard Dr. Pott
Michael Dr. Zillmer
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Original Assignee
Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer wenigstens zeitweise im Magerbetrieb laufenden Brennkraftmaschine in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebsparameters eines in einem Abgaskanal angeordneten NO¶x¶-Speicherkatalysators und wenigstens eines Abgasparameters, unter Verwendung mindestens einer Mess- und Steuereinheit zum Ermitteln des wenigstens einen Betriebsparameters und des wenigstens einen Abgasparameters. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine so gesteuert wird, dass sie ein wenigstens zweidimensionales Magerbetriebsfeld aufweist, welches durch vorgebbare Betriebspunkte definiert ist, die vorgebbare Mindestanforderungen für den wenigstens einen Betriebsparameter des NO¶x¶-Speicherkatalysators in Kombination mit dem wenigstens einen Abgasparameter umfassen, wobei das Magerbetriebsfeld in wenigstens zweidimensionale Segmente für den wenigstens einen Betriebsparameter des NO¶x¶-Speicherkatalysators und des wenigstens einen Abgasparameters unterteilt wird und lediglich die Segmente für den Magerbetrieb gesperrt werden, bei denen im aufgespannten wenigstens zweidimensionalen Magerbetriebsfeld wenigstens einer der Betriebspunkte den vorgebbaren Mindestanforderungen nicht genügt.The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine running at least occasionally in lean operation as a function of at least one operating parameter of a NO¶x¶ storage catalytic converter arranged in an exhaust gas duct and at least one exhaust gas parameter, using at least one measuring and control unit for determining the at least one operating parameter and of the at least one exhaust gas parameter. DOLLAR A It is provided that the internal combustion engine is controlled so that it has an at least two-dimensional lean operating field, which is defined by predefinable operating points, the predefinable minimum requirements for the at least one operating parameter of the NO¶x¶ storage catalytic converter in combination with the at least one exhaust gas parameter comprise, wherein the lean operating field is divided into at least two-dimensional segments for the at least one operating parameter of the NO¶x¶ storage catalytic converter and the at least one exhaust gas parameter and only the segments for lean operation are blocked, in which at least one of the operating points den in the spanned at least two-dimensional lean operating field specifiable minimum requirements are not sufficient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer wenigstens zeitweise magerlauffähigen Brennkraftmaschine unter Verwendung einer Mess- und Steuereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method to control an internal combustion engine that can run at least occasionally lean using a measuring and control unit with the features the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, moderne, insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeugen eingesetzte Brennkraftmaschinen über möglichst große Lastbereiche in einem verbrauchsgünstigen Magerbetrieb zu fahren. Der Magerbetrieb ist durch Sauerstoffüberschuss eines der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das heißt durch λ > 1, gekennzeichnet. Um geforderte Abgasemissionsgrenzwerte zu erfüllen, ist eine spezielle Abgasnachbehandlung notwendig. Üblicherweise ist der Brennkraftmaschine deshalb mindestens ein Katalysator zur Speicherung und/oder Konvertierung verschiedener Abgaskomponenten in einem Abgastrakt nachgeschaltet, insbesondere werden NOX-Speicherkatalysatoren verwendet. Diese NOx-Speicherkatalysatoren speichern in mageren Betriebsphasen NOX in Form von Nitrat und reduzieren das NOX dann zu N2, CO2 und Wasser.It is known to drive modern internal combustion engines, in particular those used to drive motor vehicles, over the largest possible load ranges in a fuel-efficient lean-burn operation. The lean operation is characterized by an excess of oxygen in an air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine, that is to say by λ> 1. Special exhaust gas aftertreatment is required to meet the required exhaust emission limit values. Usually, therefore, the internal combustion engine is followed by at least one catalytic converter for storing and / or converting various exhaust gas components in an exhaust gas tract, in particular NO x storage catalytic converters are used. Add this NO x storage catalysts in the lean operating phases of NO X in the form of nitrate and then reduce the NO X to N 2, CO 2 and water.

Ein gemeinsames Problem praktisch aller Katalysatorsysteme, insbesondere von NOX- Speicherkatalysatoren, stellt die starke Abhängigkeit einer Speicher- und/oder Konvertierungsaktivität der Katalysatoren von der Katalysatortemperatur dar. So weisen NOX-Speicherkatalysatoren ein nutzbares Arbeitstemperaturfenster von etwa 200 bis 550 °C auf, in dem eine ausreichende Katalysatoraktivität vorliegt. Im Falle direkteinspritzender Ottomotoren und bei strengen gesetzlichen Abgaswerten (beispielsweise der Europäischen Abgasnorm EU IV) können NOX-Speicherkatalysatoren sogar nur in einem Temperaturbereich von etwa 280 bis 500 °C sinnvoll, das heißt mit einer NOX-Minderungsrate von mindestens 90 %, genutzt werden. Unterhalb dieses Temperaturfensters laufen die Speicher- und Regenerationsvorgänge mit zu geringen Reaktionsgeschwindigkeiten ab, während oberhalb des Temperaturfensters die thermisch instabilen Nitrate zerfallen, so dass keine hinreichende Speicherrate vorliegt.A common problem of practically all catalyst systems, in particular of NO x storage catalysts, is the strong dependence of a storage and / or conversion activity of the catalysts on the catalyst temperature. Thus, NO x storage catalysts have a usable working temperature window of approximately 200 to 550 ° C. in which there is sufficient catalyst activity. In the case of direct-injection gasoline engines and with strict legal exhaust gas values (e.g. the European exhaust gas standard EU IV), NO x storage catalytic converters can even be used only in a temperature range of around 280 to 500 ° C, i.e. with a NO x reduction rate of at least 90% become. Below this temperature window, the storage and regeneration processes take place with reaction speeds which are too low, while above the temperature window the thermally unstable nitrates decay, so that there is no sufficient storage rate.

Im Allgemeinen wird daher der Magerbetrieb der Brennkraftmaschine gesperrt, sobald die Katalysatortemperatur außerhalb eines durch das Arbeitstemperafurtenster des Katalysators definierten Magertemperaturbereiches liegt. Beispielsweise wird bei Fahrzeugen mit direkteinspritzenden schichtladefähigen Ottomotoren zur Einhaltung der Abgasgrenzwerte der Europäischen Abgasnorm EU III außerhalb des zulässigen Magertemperaturbereiches des NOX-Speicherkatalysators ein Magerbetrieb mit λ > 1,2 lediglich kurzfristig, beispielsweise für maximal 4 s, zugelassen. Ausnahmen hierfür bestehen lediglich in Schubabschaltungsphasen und/oder während einer Entschwefelung des NOX-Speicherkatalysators. Somit muss die Brennkraftmaschine, solange der NOX-Speicherkatalysator sich nicht innerhalb des Magertemperaturbereiches befindet, im stöchiometrischen oder fetten Betriebsmodus gefahren werden, auch wenn der aktuelle Betriebspunkt des Motors einen Magerbetrieb zuließe. Damit müssen erhebliche Verbrauchsnachteile zugunsten niedrigerer Abgasendemissionen in Kauf genommen werden.In general, the lean operation of the internal combustion engine is therefore blocked as soon as the catalyst temperature lies outside a lean temperature range defined by the working temperature window of the catalyst. For example, in vehicles with direct-injection stratified gasoline engines to comply with the exhaust gas limits of the European emissions standard EU III outside the permissible lean temperature range of the NO x storage catalytic converter, lean operation with λ> 1.2 is only permitted for a short time, for example for a maximum of 4 s. The only exceptions to this are in overrun fuel cut-off phases and / or during desulfurization of the NO x storage catalytic converter. As long as the NO x storage catalytic converter is not within the lean temperature range, the internal combustion engine must therefore be operated in the stoichiometric or rich operating mode, even if the current operating point of the engine would permit lean operation. This means that considerable consumption disadvantages in favor of lower exhaust gas emissions have to be accepted.

Das Verhalten des NOX-Speicherkatalysators kann durch ein in der Motorsteuerung implementiertes mathematisches Modell nachgebildet werden. Als wichtige Eingangsgrößen für die Modellierung des NOX-Speicherverhaltens sind die NOX-Rohemission, die bisherige Adsorptionsdauer, der Abgasmassenstrom und die Abgastemperatur zu nennen. Mit Hilfe des Katalysatormodells können die im NOX-Speicherkatalysator gespeicherte NOX-Masse und der aktuelle Wirkungsgrad der NOX-Speicherung ermittelt werden. Beispielsweise bei Überschreiten einer maximal zulässigen NOX-Beladung oder bei Unterschreiten eines vorgegebenen minimalen Wirkungsgrades bei der Speicherung kann dann eine Regeneration ausgelöst werden.The behavior of the NO x storage catalytic converter can be simulated by a mathematical model implemented in the engine control. As an important input parameters for modeling the NO X -Speicherverhaltens are the NO X -Rohemission to call the previous adsorption time, the exhaust gas mass flow and exhaust temperature. With the help of the catalytic converter model, the NO x mass stored in the NO x storage catalytic converter and the current efficiency of the NO x storage can be determined. A regeneration can then be triggered, for example, when a maximum permissible NO x load is exceeded or when the storage efficiency falls below a predetermined minimum.

Dieses Verfahren ist jedoch prinzipbedingt sehr ungenau, da sich beispielsweise die NOX-Rohemission über die Laufzeit, durch Serienstreuungen und durch äußere Einflüsse wie Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit wesentlich verändern kann. Auch das Katalysatorverhalten kann sich durch Verschwefelung und thermische Alterung ändern. Eine unzulässig hohe NOX-Emission nach NOX-Speicherkatalysator kann somit nur mit großen Sicherheitsreserven zuverlässig vermieden werden. Da hierbei von einem ungünstigen Fall mit hoher NOX-Rohemission und geringer NOX-Speicherfähigkeit des Katalysators ausgegangen wird, ergeben sich ein gegenüber dem günstigenfalls erreichbaren Zustand eingeschränktes Magerbetriebsfeld sowie unnötig häufige Regenerationen und damit ein erhöhter Kraftstoffverbrauch.In principle, however, this method is very imprecise, since, for example, the raw NO x emissions can change significantly over the course of time, through series production and through external influences such as ambient temperature and air humidity. The catalyst behavior can also change due to sulfurization and thermal aging. An unacceptably high NO x emission of NO x storage catalyst can thus be reliably avoided only with large safety margins. Since an unfavorable case with high NO x raw emission and low NO x storage capacity of the catalytic converter is assumed here, a lean operating field that is limited compared to the state that can be achieved in a favorable manner, as well as unnecessarily frequent regeneration and thus increased fuel consumption result.

Alternativ ist es bekannt, bei Erreichen einer vorbestimmten NOX-Konzentration stromab des NOX-Speicherkatalysators eine Regenerationsphase anzufordern. Der. dazu gesetzte Schwellenwert für die NOX-Konzentration kann fest oder betriebspunktabhängig gewählt werden, das heißt in Abhängigkeit von Drehzahl, Last und Einspritzmenge der Brennkraftmaschine. Dieser Schwellenwert stellt einen Maximalwert für unerwünschten Schlupf an NOX und damit für den Beladungsgrad des NOX-Speicherkatalysators dar. Da der Schlupf mit der Drehzahl, der Last beziehungsweise der Einspritzmenge steigt, kann nach diesem Verfahren der Schwellenwert betriebspunktabhängig gewählt werden. Eine Information über die Speicherkapazität kann mit diesem Verfahren jedoch nicht gewonnen werden.Alternatively, it is known to request a regeneration phase when a predetermined NO x concentration is reached downstream of the NO x storage catalytic converter. The. the threshold value for the NO x concentration set for this purpose can be selected to be fixed or dependent on the operating point, that is to say depending on the speed, load and injection quantity of the internal combustion engine. This threshold value represents a maximum value for undesired slip on NO x and thus for the degree of loading of the NO x storage catalytic converter. Since the slip increases with the speed, the load or the injection quantity, the threshold value can be selected according to the operating point using this method. However, information about the storage capacity cannot be obtained with this method.

Die Erfüllung strenger Abgasvorschriften erfordert sehr hohe mittlere Speicherwirkungsgrade, so dass bereits bei geringem NOX-Schlupf eine NOX-Regeneration ausgelöst werden muss. Werden die erzielbaren Speicherdauern sehr kurz, ist durch Magerbetrieb kein Verbrauchsvorteil mehr zu erreichen, da der Kraftstoffaufwand zur NOX-Regeneration die Verbrauchsvorteile im Magerbereich kompensiert.Meeting strict emission regulations requires very high average storage efficiencies, so that even at low NOx slip a NO X -Re generation must be triggered. If the storage times that can be achieved are very short, lean burn operation no longer achieves a consumption advantage, since the fuel expenditure for NO X regeneration compensates for the consumption advantages in the lean area.

Aus diesem Grunde werden die Betriebsgrenzen des NOX-Speicherkatalysators an seine Speicherfähigkeit angepasst. Wie bereits ausgeführt, ist es bekannt, die Magerbetriebszulassung an die Speicherkatalysatortemperatur zu koppeln. Zur Temperaturadaption wird beispielsweise geprüft, ob eine vorgegebene Mindestzeit zwischen zwei NOX-Regenerationen im Magerbetrieb unterschritten wird. Ist dies der Fall, so wird die obere Temperaturgrenze zur Zulassung des Magerbetriebs um einen vorgebbaren Betrag gesenkt. Wird bei einer Katalysatortemperatur nahe dieser oberen Temperaturgrenze die vorgebbare Mindestzeit überschritten, so wird diese obere Temperaturgrenze um einen vorgebbaren Betrag angehoben. Mit dieser Maßnahme kann ein Magerbetrieb bei hohen Katalysatortemperaturen, bei denen der NOX-Speicherkatalysator in seiner Speicherwirkung nachlässt, abhängig von der Speicherfähigkeit des Katalysators eingeengt werden.For this reason, the operating limits of the NO x storage catalytic converter are adapted to its storage capacity. As already stated, it is known to couple the lean operation approval to the storage catalytic converter temperature. For temperature adaptation, it is checked, for example, whether the minimum time between two NO X regenerations in lean operation is undershot. If this is the case, the upper temperature limit for lean operation approval is reduced by a predeterminable amount. If the predeterminable minimum time is exceeded at a catalyst temperature near this upper temperature limit, this upper temperature limit is raised by a predeterminable amount. With this measure, lean operation at high catalytic converter temperatures at which the NO x storage catalytic converter declines in its storage effect can be restricted depending on the storage capacity of the catalytic converter.

Ebenso ist es bekannt, den NOX-Massenstrom stromauf des NOX-Speicherkatalysators als Kriterium für die Sperrung beziehungsweise Zulassung des Magerbetriebs mit heranzuziehen. Es wird geprüft, ob bei einem bestimmten NOX-Massenstrom eine vorgegebene Mindestzeit im Magerbetrieb zwischen zwei NOX-Regenerationen unterschritten wird. Ist dies der Fall, so wird der maximal zulässige NOX-Massenstrom stromauf des Katalysators zur Freigabe des Magerbetriebs um einen vorgebbaren Betrag abgesenkt. In analoger Weise wie bei der Temperaturgrenzadaption erfolgt eine Anhebung des zulässigen NOX-Massenstroms. Nachteilig ist jedoch, dass eine Kopplung zwischen Massenstrom und Temperatur nicht berücksichtigt wird. So führt beispielsweise das Unterschreiten der Mindestspeicherzeit in einem konstanten Betriebspunkt dazu, dass Magerbetrieb bei höheren NOX-Massenströmen vor dem Katalysator oder bei höheren Temperaturen im Katalysator nicht mehr zugelassen wird.It is also known to use the NO x mass flow upstream of the NO x storage catalytic converter as a criterion for blocking or permitting lean operation. A check is carried out to determine whether a given minimum time in lean operation between two NO X regenerations is exceeded for a specific NO X mass flow. If this is the case, the maximum permissible NO x mass flow upstream of the catalytic converter is reduced by a predeterminable amount to enable lean operation. The permissible NO x mass flow is increased in an analogous manner to the adaptation of the temperature limit. However, it is disadvantageous that a coupling between mass flow and temperature is not taken into account. For example, falling below the minimum storage time that lean operation at higher NO X -Massenströmen leads in a constant operating point to upstream of the catalyst or at higher temperatures in the catalyst is no longer permitted.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, das gestattet, die Speicherfähigkeit (Kapazität) eines NOX-Katalysators optimal auszunutzen. Insbesondere sollen die Betriebsgrenzen besser an die tatsächliche NOX-Speicherfähigkeit angepasst werden. Ganz besonders soll das Zusammenspiel von NOX-Massenstrom und Temperatur innerhalb des NOX-Speicherkatalysators bei einer Festlegung der Parameter für das Fahren im vorteilhaften Magerbetrieb berücksichtigt werden.The invention is therefore based on the object of providing a method which makes it possible to optimally utilize the storage capacity (capacity) of a NO x catalytic converter. In particular, the operating limits should be better adapted to the actual NO x storage capacity. The interplay of NO x mass flow and temperature within the NO x storage catalytic converter should be taken into particular account when determining the parameters for driving in advantageous lean operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche stellen Vorzugsvarianten dar.According to the invention, this object is achieved by a Method with the features of claim 1 solved. Make the subclaims Preferred variants.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine so gesteuert wird, dass sie ein wenigstens zweidimensionales Magerbetriebsfeld aufweist, welches durch vorgebbare Betriebspunkte definiert ist, die vorgebbare Mindestanforderungen für den wenigstens einen Betriebsparameter des NOX-Speicherkatalysators (vorzugsweise eine Temperatur innerhalb des NOX-Speicherkatalysator) in Kombination mit dem wenigstens einen Abgasparameter (vorzugsweise der NOX-Massenstrom stromauf des NOX-Speicherkatalysators) umfassen, wobei das Magerbetriebsfeld in wenigstens zweidimensionale Segmente für den wenigstens einen Betriebsparameter des NOX-Speicherkatalysators und den wenigstens einen Abgasparameter unterteilt wird und lediglich die Segmente für den Magerbetrieb gesperrt werden, bei denen im aufgespannten, wenigstens zweidimensionalen Magerbetriebsfeld wenigstens einer der Betriebspunkte den vorgebbaren Mindestanforderungen nicht genügt.The method according to the invention is characterized in that the internal combustion engine is controlled in such a way that it has an at least two-dimensional lean operating field, which is defined by predefinable operating points, the predefinable minimum requirements for the at least one operating parameter of the NO x storage catalytic converter (preferably a temperature within the NO x Storage catalytic converter) in combination with the at least one exhaust gas parameter (preferably the NO x mass flow upstream of the NO x storage catalytic converter), the lean operating field being divided into at least two-dimensional segments for the at least one operating parameter of the NO x storage catalytic converter and the at least one exhaust gas parameter and only those segments are blocked for lean operation in which at least one of the operating points in the spanned, at least two-dimensional lean operating field does not meet the minimum requirements that can be specified.

Es können somit Speicher- und Regenerationsvorgang im NOX-Speicherkatalysator optimal gestaltet werden und der Katalysator kann so eingestellt werden, dass er ein Magerbetriebsfeld für die Eingangsgrößen, bevorzugterweise für einen NOX-Massenstrom stromauf des NOX-Speicherkatalysators, und eine Katalysatortemperatur aufweist, deren Schwellwerte zur Erzielung eines Spitzen-Einlagerungswirkungsgrades eingestellt werden können. Das heißt, das vorgegebene Magerbetriebsfeld kann von vornherein auf seine von der Katalysatorchemie abhängigen günstigsten Grenzen hin ausgedehnt werden, zum Beispiel bei Barium-Speicherkatalysatoren auf einen Temperaturbereich von 230 – 570 °C und maximal 50 mg NOX/sec pro Liter Katalysatorvolumen. Magerbetriebsfreigaberegelungen gemäß Stand der Technik weisen dagegen lediglich Fenster im Bereich beispielsweise von 270 – 550 °C und temperaturunabhängig günstigenfalls 25 mg NOX/sec pro Liter Katalysatonrolumen auf.The storage and regeneration process in the NO x storage catalytic converter can thus be optimally designed and the catalytic converter can be set such that it has a lean operating field for the input variables, preferably for a NO x mass flow upstream of the NO x storage catalytic converter, and has a catalytic converter temperature. whose threshold values can be set to achieve peak intercalation efficiency. This means that the specified lean operating field can be extended from the outset to its most favorable limits, which depend on the catalyst chemistry, for example in the case of barium storage catalysts to a temperature range of 230 - 570 ° C and a maximum of 50 mg NO X / sec per liter of catalyst volume. Lean operation release regulations according to the prior art, on the other hand, only have windows in the range, for example, of 270-550 ° C. and, independently of the temperature, in the best case, 25 mg NO x / sec per liter of catalytic volume.

Das Erstellen eines Magerbetriebsfeldes in Form eines NOX-Massenstrom/ Speicherkatalysatortemperatur – Diagramms mit Segmenten definierter Schrittweiten und vorgebbaren Betriebspunkten mit Mindestanforderungen ermöglicht erfindungsgemäß verschiedene Ausführungsvarianten für das Verhalten des NOX-Speicherkatalysators.The creation of a lean operating field in the form of a NO x mass flow / storage catalytic converter temperature diagram with segments of defined step sizes and predefinable operating points with minimum requirements enables different design variants for the behavior of the NO x storage catalytic converter.

Prinzipiell ergibt sich Folgendes: In einem Betriebspunkt werden die Mindestspeicheranforderungen bezüglich Temperatur und NOX-Massenstrom nicht mehr erfüllt, das heißt die Werte für Temperatur und NOX-Massenstrom liegen entweder beide außerhalb der zugelassenen Obergrenze oder der Temperaturwert liegt unterhalb der Untergrenze und der NOX-Massenstrom liegt oberhalb der zugelassenen Obergrenze. Im vorliegenden Verfahren wird der Magerbetrieb nur für Segmente mit zu hohen NOX-Massenströmen und zu hohen Temperaturen beziehungsweise mit zu niedrigen Temperaturen und zu hohen NOX-Massenströmen nicht mehr zugelassen. Das heißt, es werden die Segmente für den Magerbetrieb gesperrt, für die im aufgespannten Magerbetriebsfeld der Betriebspunkt den Mindestspeicheranforderungen für NOX-Massenstrom und Temperatur nicht mehr genügt.In principle, the following results: At an operating point, the minimum storage requirements regarding temperature and NO X mass flow are no longer met, i.e. the values for temperature and NO X mass flow are either both outside the permitted upper limit or the temperature value is below the lower limit and the NO X mass flow is above the permitted upper limit. In the present method, the lean operation is only for segments with too high NO X -Mas flow and too high temperatures or with too low temperatures and too high NO X mass flows are no longer permitted. This means that the segments are blocked for lean operation, for which the operating point in the spanned lean operating field no longer meets the minimum storage requirements for NO x mass flow and temperature.

In einer bevorzugten Ausführung wird das. Verfahren so gesteuert, dass der Magerbetrieb zusätzlich auch für geringfügig niedrigere NOX-Massenströme und/oder geringfügig niedrigere Temperaturen als im genannten Betriebspunkt nicht mehr zugelassen wird, das heißt die Segmente, in denen sich diese Betriebspunkte befinden, die die Mindestspeicheranforderungen für den Magerbetrieb nicht mehr erfüllen, werden geringfügig größer gewählt als der Betriebspunkt eigentlich erfordert. Vorzugsweise gilt eine solche Einbeziehung für Abweichungen um vorzugsweise um 0,5 mg NOX/sec für den Massenstrom und 5 K für die Temperatur. Analog gilt dieses Verfahren auch für geringfügig niedrigere NOX-Massenströme und geringfügig höhere Temperaturen im Bereich der unteren Temperaturgrenze.In a preferred embodiment, the method is controlled in such a way that the lean operation is also no longer permitted even for slightly lower NO x mass flows and / or slightly lower temperatures than in the mentioned operating point, ie the segments in which these operating points are located, that no longer meet the minimum storage requirements for lean operation are selected to be slightly larger than the operating point actually requires. Such inclusion preferably applies to deviations of preferably around 0.5 mg NO x / sec for the mass flow and 5 K for the temperature. Analogously, this process also applies to slightly lower NO x mass flows and slightly higher temperatures in the area of the lower temperature limit.

Eine Betriebsbereichssperrung über einen Algorithmus, der die Kriterien NOX-Massenstrom und Temperatur verbindet, ist regelungstechnisch einfach beherrschbar. Bevorzugt und mit geringem Rechenaufwand verbunden ist das Sperren von Segmenten mit fester Schrittweite hinsichtlich Temperatur und NOX-Massenstrom. Besonders bevorzugt sind hierfür Temperaturfenster zwischen 5...50 K Schrittweite, vorzugsweise 5...25 K und NOX-Massenstromfenster zwischen 0,25...5,0 mg/sec, insbesondere 0,5...2,1 mg/sec. Neben bevorzugt rechteckigen Segmenten sind unter Inkaufnahme eines erhöhten Rechenaufwandes auch anders geformte Segmente, beispielsweise polygonale Segmente, dreieckige Segmente oder dergleichen, möglich.An operating range lock using an algorithm that combines the criteria of NO x mass flow and temperature is easy to control in terms of control technology. The blocking of segments with a fixed step size with respect to temperature and NO x mass flow is preferred and requires little computing effort. Temperature windows between 5 ... 50 K step size, preferably 5 ... 25 K and NO X mass flow windows between 0.25 ... 5.0 mg / sec, in particular 0.5 ... 2.1, are particularly preferred for this mg / sec. In addition to preferably rectangular segments, segments with a different shape, for example polygonal segments, triangular segments or the like, are also possible while accepting an increased computing effort.

Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren so gesteuert werden, dass der katalysatorspezifisch günstigste Betriebsbereich bei beliebigen Initialisierungswerten im Fahrzeugeinsatz gelernt werden kann, wobei das Magerbetriebsfeld über den jeweiligen oberen beziehungsweise unteren vorgebbaren Schwellenwert für die Temperatur und den NOX-Massenstrom in definierten Schrittweiten hinaus erweitert wird. Aufgrund der trägeren Reaktionskinetik und des Risikos von Schadstoffdurchbrüchen bei der Regeneration wird eine Adaption eines Betriebsbereichs bei sehr niedrigen Temperaturen und NOX-Massenströmen auf eine nicht unterschreitbare harte vorgebbare Mindesttemperaturschwelle begrenzt, vorzugsweise auf 200...250 °C, besonders bevorzugt auf 230...240 °C.As an alternative or in addition, the method can be controlled in such a way that the catalyst-specific most favorable operating range can be learned at any initialization values in vehicle use, the lean operating field being expanded beyond the respective upper or lower predefinable threshold value for the temperature and the NO x mass flow in defined increments , Due to the sluggish reaction kinetics and the risk of pollutant breakthroughs during regeneration, an adaptation of an operating range at very low temperatures and NO X mass flows is limited to a hard, predefinable minimum temperature threshold, preferably to 200 ... 250 ° C, particularly preferably to 230. ..240 ° C.

Gemäß der Erfindung ist die Magerbetriebssperrung bei höheren NOX-Massenströmen und höheren Katalysatortemperaturen beim Unterschreiten der Mindestspeicheranforderungen bei weiter innen im Magerbetriebsfeld liegenden Betriebspunkten ebenfalls vorgesehen und sinnvoll.According to the invention, the lean operation lock at higher NO x mass flows and higher catalyst temperatures when the minimum storage requirements are undershot at operating points located further inside in the lean operating field is also provided and useful.

Weiterhin ist davon auszugehen, dass in einem Bereich höherer NOX-Massenströme und niedrigerer Temperaturen sowie in einem Bereich niedrigerer NOX-Massenströme und höherer Temperaturen ebenfalls mit einem unzureichenden Speichervermögen zu rechnen ist, so dass diese Segmente ohne Abprüfung direkt mit gesperrt werden. Diese Erweiterung des Sperrbereichs kann auch bis in den Tieftemperaturbereich hinein ausgedehnt werden.Furthermore, it can be assumed that in an area of higher NO X mass flows and lower temperatures as well as in an area of lower NO X mass flows and higher temperatures an inadequate storage capacity is also to be expected, so that these segments are directly blocked without checking. This extension of the restricted area can also be extended into the low temperature range.

Bevorzugt wird im erfindungsgemäßen Verfahren eine Temperaturschwelle als Grenze zwischen Hoch- und Tieftemperaturadaption festgelegt. Als besonders bevorzugt hat sich erwiesen, das Verfahren so zu steuern, dass oberhalb des Schwellwertes die Maximaltemperatur heruntergelernt wird und unterhalb des Schwellenwertes die Minimaltemperatur heraufgelernt, vorzugsweise oberhalb eines Schwellwertes im Bereich von 320...400 °C, insbesondere in einem Bereich von 320...340 °C.It is preferred in the process according to the invention a temperature threshold as the boundary between high and low temperature adaptation established. The method has proven to be particularly preferred to be controlled so that the maximum temperature is above the threshold is learned and below the threshold the minimum temperature learned up, preferably above a threshold in the range from 320 ... 400 ° C, especially in a range of 320 ... 340 ° C.

Die erfindungsgemäße Einteilung des gesamten Betriebsfeldes in Segmente ermöglicht eine nahezu perfekte Anpassung an das Speichervermögen in wenigen Adaptionsschritten. Es wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, dass eine flexible Adaption von Temperatur und NOX-Massenstrom unter Berücksichtigung der tatsächlichen Verhältnisse im NOX-Speicherkatalysator gestattet.The division of the entire operating field into segments according to the invention enables an almost perfect adaptation to the storage capacity in a few adaptation steps. A method is provided that allows a flexible adaptation of temperature and NO x mass flow taking into account the actual conditions in the NO x storage catalytic converter.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, zur Verbesserung des Speichervermögens neben dem NOX-Massenstrom und der Temperatur gegebenenfalls auch weitere Parameter der Magerbetriebszulassung als Kriterien für eine Zulassung einzubinden, beispielsweise den Abgasmassenstrom und Katalysatorfüllstand. Hierzu sind dann mehrdimensionale Magerbetriebsfelder (mehr als zweidimensionale) einsetzbar.In a further preferred embodiment, the method according to the invention is characterized in order to improve the storage capacity in addition to the NO x mass flow and the temperature, if appropriate, also to include further parameters of the lean operation approval as criteria for an approval, for example the exhaust gas mass flow and catalyst fill level. Multi-dimensional lean operating fields (more than two-dimensional) can then be used for this.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred configurations the invention result from the remaining, mentioned in the subclaims Features.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is hereinafter in embodiments based on the associated Drawings closer explained. Show it:

1 eine Anordnung eines NOX-Speicherkatalysators in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine und 1 an arrangement of a NO x storage catalyst in an exhaust duct of an internal combustion engine and

2 bis 11 verschiedene Magerbetriebsfelder. 2 to 11 various lean farm fields.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung einer zumindest zeitweise mit Luftüberschuss betreibbaren Brennkraftmaschine, wie sie schematisch in 1 dargestellt ist. Die 1 zeigt eine Anordnung 10 mit einem NOX-Speicherkatalysator 12 in einem Abgaskanal 14 einer Verbrennungskraftmaschine 16. Selbstverständlich ist die Anordnung 10 lediglich ein stark vereinfachtes Ausführungsbeispiel, und es können ebenso auch zusätzliche NOX-Speicherkatalysatoren oder Vorkatalysatoren im Bereich des Abgaskanals 14 angeordnet werden. Derartige Anordnungen sind bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden.The method according to the invention serves to control an internal combustion engine that can be operated at least temporarily with excess air, as schematically shown in FIG 1 is shown. The 1 shows an arrangement 10 with a NO x storage catalyst 12 in an exhaust duct 14 an internal combustion engine 16 , Of course the arrangement is 10 just a very simplified version Example, and there can also be additional NO x storage catalysts or pre-catalysts in the area of the exhaust duct 14 to be ordered. Such arrangements are known and will not be explained in more detail here.

In dem Abgaskanal sind zusätzlich Sensoren angeordnet, die einen Rückschluss auf einen aktuellen Katalysatorzustand erlauben. In der Anordnung 10 sind dazu beispielhaft ein stromab des NOX-Speicherkatalysators angeordneter Gassensor 18 und ein stromauf des NOX-Speicherkatalysators angeordneter Temperatursensor 20 dargestellt. Die Sensoren 18, 20 liefern Signale, die innerhalb eines Motorsteuergerätes 22 ausgewertet werden können. Ferner sind der Verbrennungskraftmaschine 16 Mittel 24 zugeordnet, die eine zumindest temporäre Beeinflussung von Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 16 ermöglichen. Eine Einstellung der Magerbetriebs- beziehungsweise Regenerationsparameter kann in bekannter Weise durch die Beeinflussung der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 16 erfolgen.In addition, sensors are arranged in the exhaust gas duct, which allow a conclusion to be drawn about a current catalytic converter state. In the arrangement 10 are, for example, a gas sensor arranged downstream of the NO x storage catalytic converter 18 and a temperature sensor arranged upstream of the NO x storage catalytic converter 20 shown. The sensors 18 . 20 deliver signals within an engine control unit 22 can be evaluated. Furthermore, the internal combustion engine 16 medium 24 assigned an at least temporary influence on the operating parameters of the internal combustion engine 16 enable. The lean operating or regeneration parameters can be set in a known manner by influencing the operating parameters of the internal combustion engine 16 respectively.

In den 2 bis 11 sind jeweils Magerbetriebsfelder der Brennkraftmaschine 16 dargestellt, die von dem NOX-Massenstrom vor dem NOX-Speicherkatalysator 12 und der Katalysatortemperatur des NOX-Speicherkatalysators 12 definiert sind. Der NOX-Massenstrom und die Temperatur können modelliert werden und dem Motorsteuergerät 22 zur Auswertung übermittelt werden. Des Weiteren kann die Temperatur im NOX-Speicherkatalysator 12 auch basierend auf der mit dem Sensor 20 gemessenen Temperatur berechnet werden. Denkbar ist auch die Anordnung eines geeigneten Gassensors stromauf des NOX-Speicherkatalysators 12 oder eines Temperatursensors direkt im NOX-Speicherkatalysator 12.In the 2 to 11 are lean operating fields of the internal combustion engine 16 shown by the NO x mass flow in front of the NO x storage catalyst 12 and the catalyst temperature of the NO x storage catalyst 12 are defined. The NO X mass flow and the temperature can be modeled and the engine control unit 22 be transmitted for evaluation. Furthermore, the temperature in the NO x storage catalytic converter 12 also based on the one with the sensor 20 measured temperature can be calculated. It is also conceivable to arrange a suitable gas sensor upstream of the NO x storage catalytic converter 12 or a temperature sensor directly in the NO x storage catalytic converter 12 ,

Hierbei ist der NOX-Massenstrom in mg NOX/sec und die Temperatur T in °C aufgetragen. Anhand der Darstellung in 2 wird deutlich, dass sich hier ein Magerbetriebsfeld 30 ergibt, das von einer unteren Temperaturschwelle T1 und einer oberen Temperaturschwelle T2 sowie einer unteren NOX-Massenstromschwelle NOX1 und einer oberen NOX-Massenstromschwelle NOX2 begrenzt ist. In einem Betriebspunkt 32 werden die Mindestspeicheranforderungen an den NOx-Speicherkatalysator 12 nicht mehr erfüllt. Dieses Kriterium ist beispielsweise erfüllt, wenn die mit dem Gassensor 18 gemessene NOX-Konzentration stromab des NOX-Speicherkatalysators einen von der im NOX-Speicherkatalysator 12 gespeicherten NOX-Masse abhängigen Grenzwert übersteigt. Dieser Betriebspunkt 32 ist gekennzeichnet durch eine Speicherkatalysatortemperatur T32 und einer NOX-Massenstrom NOX32. Dies bedeutet – übertragen auf das erfindungsgemäße Verfahren – dass Speicherkatalysatortemperaturen T > T32 und NOX-Massenströme > NOX32 dazu führen, dass ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 16 nicht zugelassen wird. Hierdurch ergibt sich ein Betriebsfenster 34, in dem der Magerbetrieb nicht zugelassen ist. Wie in 2 verdeutlicht, ist das Betriebsfenster in Richtung der unteren Schwelltemperatur T1 und des unteren NOX-Massenstromschwellwertes NOX 1 geringfügig größer, so dass auch bei entsprechend geringfügig niedrigeren NOX-Massenströmen und geringfügig niedrigeren Temperaturen T als im Betriespunkt 32 der Magerbetrieb nicht mehr zugelassen ist. Diese Vergrößerung des Betriebsfensters 34 beträgt beispielsweise T32 – 5 K beziehungsweise NOX32 – 0,5 mg NOX/sec.The NO x mass flow in mg NO x / sec and the temperature T in ° C are plotted here. Based on the representation in 2 it becomes clear that there is a lean operating field 30 results that is limited by a lower temperature threshold T 1 and an upper temperature threshold T 2 and a lower NO X mass flow threshold NO X1 and an upper NO X mass flow threshold NO X2 . At an operating point 32 are the minimum storage requirements for the NO x storage catalyst 12 no longer met. This criterion is fulfilled, for example, when the gas sensor 18 measured NO x concentration downstream of the NO x storage catalytic converter one of that in the NO x storage catalytic converter 12 stored NO x mass-dependent limit value. This operating point 32 is characterized by a storage catalytic converter temperature T 32 and a NO X mass flow NO X32 . Applied to the method according to the invention, this means that storage catalytic converter temperatures T> T 32 and NO X mass flows> NO X32 lead to lean operation of internal combustion engine 16 not being permitted. This results in an operating window 34 in which lean operation is not permitted. As in 2 clarifies, the operating window in the direction of the lower threshold temperature T 1 and the lower NO X mass flow threshold value NO X 1 is slightly larger, so that even at correspondingly lower NO X mass flows and slightly lower temperatures T than at the operating point 32 lean operation is no longer permitted. This enlargement of the operating window 34 is, for example, T 32 - 5 K or NO X32 - 0.5 mg NO X / sec.

Ferner kann – wie 3 verdeutlicht – ein Magerbetriebsfenster 36 während des Fahrzeugeinsatzes gelernt werden. Hierbei wird ausgehend von einem Betriebspunkt 38, indem die Mindestspeicheranforderung an den NOX-Speicherkatalysator 12 erfüllt werden, die obere Temperaturschwelle T2 auf die Temperaturschwelle T3 angehoben. Definiert wird dieses zusätzliche Betriebsfenster 36 ferner durch den NOX-Massenstrom NOX3.Furthermore - how 3 clarifies - a lean operating window 36 be learned during vehicle use. This is based on an operating point 38 , by the minimum storage requirement on the NO x storage catalyst 12 are met, the upper temperature threshold T 2 raised to the temperature threshold T 3 . This additional operating window is defined 36 further by the NO X mass flow NO X3 .

Wie 4 verdeutlicht, kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Definition des Magerbetriebsfeldes 30 auch an der unteren Temperaturschwelle T, eingesetzt werden. Hierbei sollte die untere Temperaturschwelle T, wegen der trägeren Reaktionskinetik und des Risikos von Schadstoffdurchbrüchen bei der Regeneration bei sehr niedrigeren Temperaturen T und NOX-Massenströmen NOX auf eine nicht unterschreitbare harte Mindesttemperaturschwelle Tmin begrenzt werden. Unter Beachtung dieser Mindesttemperaturschwelle Tmin ist eine Temperaturschwelle als Grenze zwischen Hochtemperaturadaption und Tieftemperaturadaption festzulegen. Hochtemperaturadaption betrifft das Ausführungsbeispiel gemäß 3 während Tieftemperaturadaption das Ausführungsbeispiel gemäß 4 betrifft. Die Grenze kann hierbei bei zirka 320 bis 400 °C, insbesondere 320 bis 340 °C, liegen, wobei oberhalb dieses Schwellwertes die Maximaltemperatur T3 heruntergelernt wird und unterhalb dieses Schwellwertes die Minimaltemperatur Tmin heraufgelernt wird.How 4 illustrates, the inventive method for defining the lean operating field 30 can also be used at the lower temperature threshold T. Here, the lower temperature threshold T, due to the slower reaction kinetics and the risk of pollutant breakthroughs during regeneration at very low temperatures T and NO X mass flows NO X, should be limited to a hard minimum temperature threshold T min that cannot be undercut. Taking this minimum temperature threshold T min into account, a temperature threshold must be defined as the boundary between high-temperature adaptation and low-temperature adaptation. High-temperature adaptation relates to the exemplary embodiment according to 3 the embodiment according to during low-temperature adaptation 4 concerns. The limit can be approximately 320 to 400 ° C., in particular 320 to 340 ° C., the maximum temperature T 3 being learned down above this threshold value and the minimum temperature T min being learned up below this threshold value.

5 zeigt ein Magerbetriebsfeld 30, bei dem der Betriebspunkt 32, in dem die Mindestspeicheranforderungen an den NOX Speicherkatalysator 12 nicht mehr erfüllt werden, weiter im Inneren des Magerbetriebsfeldes 30 liegt. Auch hier erfolgt die Festlegung eines Betriebsfensters 34, in dem ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine nicht zulässig ist. Das Betriebsfenster 34 ist hierbei entsprechend größer, das heißt über eine größere Temperaturdifferenz zwischen T32 und T2, und eine größere NOX-Massenstromdifferenz, das heißt zwischen NOX32 und NOX2, ausgebildet. Diese Festlegung des größeren Betriebsfensters 34 macht Sinn, da angenommen werden kann, dass bei zwischen T32 und T2 liegenden Speicherkatalysatortemperaturen T und gleichem NOX-Massenstrom NOXS2 beziehungsweise bei zwischen NOX-Massenstrom NOX32 und NOX-Massenstrom NOX2 liegenden NOX-Massenstrom und gleicher Temperatur T32 ebenfalls die Mindestspeicheranforderungen nicht erfüllt sind. 5 shows a lean operating field 30 at which the operating point 32 , in which the minimum storage requirements for the NO X storage catalytic converter 12 can no longer be met, further inside the lean operating field 30 lies. An operating window is also defined here 34 , in which lean operation of the internal combustion engine is not permitted. The operating window 34 is in this case correspondingly larger, that is to say over a larger temperature difference between T 32 and T 2 , and a larger NO X mass flow difference, that is between NO X32 and NO X2 . This definition of the larger operating window 34 makes sense, it can be assumed as that in between T 32 and T 2 lying storage catalyst temperature T and the same NOx mass flow NO XS2 or in between NO X -Massenstrom NO X32 and NO X -Massenstrom NO X2 lying NO X -Massenstrom and the same temperature T 32 also does not meet the minimum storage requirements.

Zusätzlich kann – wie 6 verdeutlicht – in Betriebsfenstern 40 höhere NOX Massenströme und niedrigere Katalysatortemperaturen T sowie niedrigere NOX-Massenströme NOX und höhere Katalysatortemperaturen T mit unzureichenden Mindestspeicheranforderungen an den NOx-Speicherkatalysator 12 gerechnet werden, so dass für diese Betriebsfenster 40 ebenfalls ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 16 ausgeschlossen wird.In addition - how 6 clarifies - in operating windows 40 higher NO X mass flows and lower catalyst temperatures T and lower NO X mass flows NO X and higher catalyst temperatures T with inadequate minimum storage requirements for the NOx storage catalytic converter 12 be calculated, so for these operating windows 40 also a lean operation of the internal combustion engine 16 is excluded.

Diese zusätzliche Sperre für den Magerbetrieb kann auch in den Tieftemperaturbereich ausgedehnt werden, wie ein Betriebsfenster 42 an der unteren Temperaturschwelle T, verdeutlicht.This additional lock for lean operation can also be extended into the low temperature range, like an operating window 42 at the lower temperature threshold T, clarified.

Anhand der 7 bis 11 wird die Segmentierung des Magerbetriebfeldes 30 nochmals verdeutlicht. 7 zeigt, dass das Magerbetriebsfeld 30 in einzelne Segmente, hier rechteckige Segmente 44, unterteilt ist. Nach weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Form der Segmente 44 auch von einer Rechteckform abweichen, diese können beispielsweise dreieckförmig, trapezförmig, polygonal oder dergleichen sein.Based on 7 to 11 becomes the segmentation of the lean operating field 30 clarified again. 7 shows that the lean operating field 30 into individual segments, here rectangular segments 44 , is divided. According to further exemplary embodiments, not shown, the shape of the segments can 44 also deviate from a rectangular shape, for example triangular, trapezoidal, polygonal or the like.

Nachfolgend wird von rechteckförmigen Segmenten 44 ausgegangen. Hierbei sind die Segmente 44 vorzugsweise gleich groß und besitzen eine Kantenlänge (Temperaturfenster) von 5 bis 50 K, insbesondere von 15 bis 25 K. Die andere Kantenlänge (NOX-Massenstromfenster) beträgt beispielsuweise zwischen 0,25 und 5 mg NOX/sec, insbesondere zwischen 0,9 und 2,1 mg NOX/sec.Below is rectangular segments 44 went out. Here are the segments 44 preferably the same size and have an edge length (temperature window) of 5 to 50 K, in particular of 15 to 25 K. The other edge length (NO X mass flow window) is, for example, between 0.25 and 5 mg NO X / sec, in particular between 0, 9 and 2.1 mg NO X / sec.

Durch Aufteilung des gesamten Magerbetriebsfeldes 30 in derartige Segmente 44 kann eine optimale Anpassung des Magerbetriebes der Verbrennungskraftmaschine 10 an das Speichervermögen des NOX Speicherkatalysators 12 in wenigen Adaptionsschritten erfolgen. 8 verdeutlicht hierzu, wie anhand eines Betriebspunktes 32, in dem die Mindestspeicheranforderungen nicht erfüllt wurden, als Segmente 44 als Betriebsfenster 34 aus dem Magerbetriebsfeld 30 herausgenommen wurden.By dividing the entire lean operating area 30 in such segments 44 can optimally adapt the lean operation of the internal combustion engine 10 the storage capacity of the NO X storage catalytic converter 12 in a few adaptation steps. 8th clarifies here how, based on an operating point 32 , in which the minimum storage requirements were not met, as segments 44 as an operating window 34 from the lean operating field 30 were taken out.

In einem nächsten Schritt, der in 9 verdeutlicht ist, werden zusätzlich anhand der Betriebspunkte 38, in denen die, Mindestspeicheranforderung erfüllt wurde, die zusätzlichen Betriebsfenster 36 gelernt (vergleiche auch Erläuterung zu 3).In a next step, the in 9 is made clear, are also based on the operating points 38 in which the minimum storage requirement has been met, the additional operating windows 36 learned (see also explanation for 3 ).

Zusätzlich kann anhand von Betriebspunkten 38' am oberen Schwellwert NOX2 des NOX-Massenstroms ein Hochlernen des Magerbetriebsfeldes 30 erfolgen, so dass weitere zusätzliche gelernte Betriebsfenster 36' für das Magerbetriebsfeld 30 zur Verfügung stehen. Hierdurch wird eine Erhöhung der Emissionssicherheit erreicht (10).In addition, based on operating points 38 ' at the upper threshold value NO X2 of the NO X mass flow, a learning of the lean operating field 30 take place, so that additional additional learned operating windows 36 ' for the lean operating field 30 be available. In this way an increase in emission security is achieved ( 10 ).

Schließlich kann in einem weiteren Schritt, wie 11 verdeutlicht, anhand an der unteren Temperaturschwelle liegender Betriebspunkte 38, in denen die Mindestspeicheranforderungen erfüllt sind, an die untere Temperaturschwelle T, angrenzende zusätzliche Betriebsfenster 36 gelernt werden, die durch die harfe Mindesttemperaturschwelle Tmin in jedem Fall begrenzt sind.Finally, in a further step, how 11 clarifies, based on operating points at the lower temperature threshold 38 , in which the minimum storage requirements are met, at the lower temperature threshold T, adjacent additional operating windows 36 be learned, which are limited by the harsh minimum temperature threshold T min in any case.

Anhand der Erläuterungen wird deutlich, dass so ein optimiertes Magerbetriebsfeld 30 zur Steuerung der Brennkraftmaschine 16 im Magerbetrieb unter Berücksichtigung von Mindestspeicheranforderungen des NOX Speicherkatalysators 12 erfolgen kann.From the explanations it becomes clear that such an optimized lean operating field 30 to control the internal combustion engine 16 in lean operation, taking into account the minimum storage requirements of the NO X storage catalytic converter 12 can be done.

1010
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1212
NOX-SpeicherkatalysatorNO x storage catalytic converter
1414
Abgaskanalexhaust duct
1616
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1818
Sensorsensor
2020
Sensorsensor
2222
Steuereinheitcontrol unit
2424
Steuereinheitcontrol unit
3030
MagerbetriebsfeldLean operation field
3232
Betriebspunktoperating point
3434
Betriebsfensteroperating window
36, 36'36 36 '
Betriebsfensteroperating window
38, 38'38 38 '
Betriebspunktoperating point
4040
Betriebsfensteroperating window
4242
Betriebsfensteroperating window
4444
Segmentesegments
T1 T 1
untere Temperaturschwellelower temperature threshold
T2 T 2
obere Temperaturschwelleupper temperature threshold
T32T32
SpeicherkatalysatortemperaturStorage catalytic converter temperature
Tmin T min
MindesttemperaturschwelleMinimum temperature threshold
NOX1 NO X1
untere NOX-Massenstromschwellelower NO X mass flow threshold
NOX2 NO X2
obere NOX-Massenstromschwelleupper NO X mass flow threshold
NOX32 NO X32
NOX-MassenstromNO X mass flow
Bp nichtbp Not
Betriebspunkt, in dem die Mindestspeicheranforderungen nicht erfüllt werdenOperating point in which the minimum storage requirements are not met
Bp jabp Yes
Betriebspunkt, in dem die Mindestspeicheranforderungen erfüllt werdenOperating point in which the minimum storage requirements are met
Bf herausbf out
herausgeschnittenes NOX-Massenstrom/Temperatur-Betriebsfenstercut out NO X mass flow / temperature operating window
Bf gelerntbf learned
zusätzlich gelerntes NOX-Massenstrom/Temperatur-Betriebsfensteradditionally learned NO X mass flow / temperature operating window

Claims (16)

Verfahren zur Steuerung einer wenigstens zeitweise im Magerbetrieb laufenden Brennkraftmaschine in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebsparameters eines in einem Abgaskanal angeordneten NOX-Speicherkatalysators und wenigstens eines Abgasparameters, unter Verwendung mindestens einer Mess- und Steuereinheit zum Ermitteln des wenigstens einen Betriebsparameters und des wenigstens einen Abgasparameters, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine so gesteuert wird, dass sie ein wenigstens zweidimensionales Magerbetriebsfeld aufweist, welches durch vorgebbare Betriebspunkte definiert ist, die vorgebbare Mindestanforderungen für den wenigstens einen Betriebsparameter des NOX-Speicherkatalysators in Kombination mit dem wenigstens einen Abgasparameter umfassen, wobei das Magerbetriebsfeld in wenigstens zweidimensionale Segmente für den wenigstens einen Betriebsparameter des NOX-Speicherkatalysators und des wenigstens einen Abgasparameters unterteilt wird und lediglich die Segmente für den Magerbetrieb gesperrt werden, bei denen im aufgespannten wenigstens zweidimensionalen Magerbetriebsfeld wenigstens einer der Betriebspunkte den vorgebbaren Mindestanforderungen nicht genügt.A method for controlling an at least partly running in the lean operating internal combustion engine depending on at least one operating parameter of an object placed in an exhaust passage of NO X storage catalytic converter and at least one exhaust parameter, using at least one measuring and control unit for determining the at least one operating parameter and the at least one exhaust parameter, characterized characterized in that the internal combustion engine is controlled so that it has an at least two-dimensional lean operating field, which is defined by predetermined operating points, the predetermined minimum requirements for the at least one operating parameter of the NO x storage catalytic converter in combination with the at least one exhaust gas parameter sen, wherein the lean operating field is divided into at least two-dimensional segments for the at least one operating parameter of the NO x storage catalytic converter and the at least one exhaust gas parameter and only the segments for lean operation are blocked in which at least one of the operating points in the spanned at least two-dimensional lean operating field meet the predefinable minimum requirements not enough. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasparameter, der stromauf des NOX-Speicherkatalysators vorliegende NOx Massenstrom und der Betriebsparameter eine Temperatur im NOX-Speicherkatalysator (12) ist und dass das Magerbetriebsfeld in Form eines NOX-Massenstrom/Speicherkatalysatortemperatur-Diagramms erstellt wird und in Segmente für den NOX-Massenstrom und die Katalysatortemperatur unterteilt wird.A method according to claim 1, characterized in that the exhaust parameter, the upstream of the NO x storage catalytic NOx present mass flow and the operating parameter is a temperature in the NO x storage catalyst ( 12 ) and that the lean operating field is created in the form of a NO x mass flow / storage catalytic converter temperature diagram and is divided into segments for the NO x mass flow and the catalytic converter temperature. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente definierte Schrittweiten für die Temperatur und/oder für den NOX-Massenstrom aufweisenMethod according to claim 2, characterized in that the segments have defined step sizes for the temperature and / or for the NO x mass flow Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Temperaturschrittweiten 5...50 K, vorzugsweise 5...25 K betragenA method according to claim 3, characterized in that the defined temperature step sizes 5 ... 50 K, preferably 5 ... 25 K amount Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Schrittweiten für den NOX-Massenstrom 0,25...5 mg NOX/sec, vorzugsweise 0,5...2,1 mg NOx/sec betragen.Method according to claim 3, characterized in that the defined step sizes for the NO x mass flow are 0.25 ... 5 mg NO x / sec, preferably 0.5 ... 2.1 mg NOx / sec. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Segmente für einen Magerbetrieb gesperrt werden, die geringfügig vom Betriebspunkt, in welchem die Mindestanforderungen gegeben sind, abweichen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that in addition Segments for a lean operation be blocked, which is slightly from the operating point in which the Minimum requirements are given. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente mit gesperrt werden, deren Abweichungen maximal 0,5 mg NOX/sec und/oder maximal 5 K betragen.A method according to claim 6, characterized in that segments are blocked, whose deviations are a maximum of 0.5 mg NO X / sec and / or a maximum of 5 K. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der katalysatorspezifisch günstigste Betriebsbereich bei vorgebbaren Initialisierungswerten im Fahrzeugbetrieb für Betriebspunkae, die die vorgebbaren Mindestanforderungen erfüllen, über einen vorgebbaren Algorithmus adaptiert wird, wobei das Magerbetriebsfeld über den jeweiligen oberen bzw. unteren vorgebbaren Schwellenwert für die Temperatur und den NOX Massenstrom in definierten Schrittweiten hinaus erweitert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the catalyst-specifically most favorable operating range with predeterminable initialization values in vehicle operation for operating points which meet the predefinable minimum requirements is adapted via a predefinable algorithm, the lean operating field above the respective upper or lower predefinable threshold value for the Temperature and the NO X mass flow is extended in defined increments. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgebbare Temperaturschwelle als Grenze zwischen Hoch- und Tieftemperaturadaption festgelegt wird, vorzugsweise im Bereich von 320 bis 400 °C.A method according to claim 8, characterized in that a Predefinable temperature threshold as the boundary between high and low temperature adaptation is set, preferably in the range of 320 to 400 ° C. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass im erlaubten Betriebspunkt die Speichertemperatur hoch und nahe am oberen Schwellwert liegt und der NOX-Massenstrom mehrere Größenordnungen (definierte Segmente) unter dem vorgebbaren Schwellwert, eine Adaption des Magerbetriebsfeldes für die Temperaturgrenze über den oberen Schwellenwert hinaus erfolgtMethod according to claim 8 or 9, characterized in that in the event that the storage temperature is high and close to the upper threshold value in the permitted operating point and the NO x mass flow is several orders of magnitude (defined segments) below the predefinable threshold value, an adaptation of the lean operating field for the temperature limit is above the upper threshold Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass im erlaubten Betriebspunkt der NOX-Massenstromwert hoch und nahe dem oberen Schwellwert liegt und die Temperatur mehrere Größenordnungen (definierte Segmente) unter dem vorgebbaren Schwellwert, eine Adaption des Magerbetriebsfeldes für die NOX-Massenstromgrenze über den oberen Schwellenwert hinaus erfolgt.Method according to claim 8 or 9, characterized in that in the event that the NO x mass flow value is high and close to the upper threshold value and the temperature is several orders of magnitude (defined segments) below the predeterminable threshold value, an adaptation of the lean operating field for the NO X mass flow limit is above the upper threshold. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass im erlaubten Betriebspunkt die Temperatur gering und nahe dem unteren Schwellwert liegt und der NOX-Massenstrom ebenfalls gering ist, eine Adaption des Magerbetriebsfeldes für die Temperatur über den unteren Schwellwert hinaus erfolgt, jedoch nur bis zu einer eindeutig definierten vorgebbaren Mindesttemperaturschwelle, vorzugsweise auch 200 bis 250 °C.A method according to claim 8 or 9, characterized in that in the event that the temperature in the permitted operating point is low and close to the lower threshold and the NO x mass flow is also low, an adaptation of the lean operating field for the temperature above the lower threshold takes place, but only up to a clearly defined, predeterminable minimum temperature threshold, preferably also 200 to 250 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang der Adaption in Abhängigkeit von den Betriebspunkten, die die Mindestanforderungen erfüllen, vorgegeben wird.Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that that the scope of the adaptation depends on the operating points that meet the minimum requirements, is specified. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter für den Katalysatorzustand zur Zulassung des Magerbetriebs kontinuierlich oder nach Ablauf einer durch eine vorgebbare Funktion festgelegten Zeitspanne erneut ermittelt und/oder berechnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the parameters for the catalyst state for Approval of lean operation continuously or after expiry of a a predetermined period of time determined again determined and / or calculated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des Speichervermögens eines NOX-Speicherkatalysators neben dem NOX-Massenstrom und der Temperatur auch weitere Parameter der Magerbetriebszulassung einbezogen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in order to optimize the storage capacity of a NO x storage catalytic converter, in addition to the NO x mass flow and the temperature, further parameters of the lean operation approval are also included. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Schwellwerte für das Magerbetriebsfeld, also die maximal zulässigen Werte für die Eingangsgrößen NOX-Massenstrom und Katalysatortemperatur, in Abhängigkeit vom eingesetzten Material der Katalysatorbeschichtung gewählt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the predefinable threshold values for the lean operating field, that is the maximum permissible values for the input variables NO x mass flow and catalyst temperature, depending on the material used Catalyst coating can be selected.
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