DE10351590A1

DE10351590A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10351590A1
Application number: DE2003151590
Authority: DE
Inventors: Bodo Odendall; Bernhard Pfalzgraf; Enrico Schmidt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2005-06-02
Also published as: WO2005045220A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Betriebsbereich als Magerbetriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftüberschuss und damit einen Sauerstoffüberschuss aufweisenden mageren Gemisch mit einem vorgebbaren mageren Kraftstoff-Luft-Verhältnis betrieben wird und mit einem zweiten Betriebsbereich als Fettbetriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftmangel und damit einen Sauerstoffmangel aufweisenden fetten Gemisch mit einem vorgebbaren fetten Kraftstoff-Luft-Verhältnis betrieben wird, wobei der von der Brennkraftmaschine kommende Abgasstrom zur Konvertierung der darin enthaltenen Schadstoffkomponenten durch einen Katalysator, insbesondere einen 3-Wege-Katalysator, geleitet wird, der einen Sauerstoffspeicher aufweist, in den bei Sauerstoffüberschuss Sauerstoff einspeicherbar ist, und wobei mittels einer Steuereinrichtung das Kraftstoff-Luft-Verhältnis und damit das zyklische Umschalten zwischen dem Fett- und dem Magerbetriebsbereich zu einem definierten, vorgebbaren Umschaltzeitpunkt geregelt wird. Erfindungsgemäß wird der Umschaltzeitpunkt (t¶U¶, t¶M¶) in Abhängigkeit von der Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers ermittelt, dergestalt, dass die in den Katalysator (1) einströmende Sauerstoffmasse erfasst wird, mittels der in Abhängigkeit von einer Sauerstoffeinspeicherkapazität des Sauerstoffspeichers ein ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im heutigen Automobilbau übliche Katalysatoren, insbesondere 3-Wege-Katalysatoren, erfüllen die Funktion, gleichzeitig drei Schadstoffkomponenten, nämlich CO, HC, und NO_x zu konvertieren. Für die Konvertierung der Schadstoffkomponenten CO und HC wird Sauerstoff benötigt, d. h. die Brennkraftmaschine muss mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben werden. Dagegen ist zur Konvertierung der Schadstoffkomponente NO_X durch Reduktion ein fettes Kraftstoff-Luft-Verhältnis erforderlich, d. h., dass CO und HC als Reduktionsmittel zur Verfügung gestellt wird. Dies bedeutet, dass die Oxidations- und Reduktionsreaktionen nur dann gleichzeitig bei maximaler Konvertierung ablaufen können, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im stöchiometrischen Punkt befindet, also bei Lambda gleich eins. Die Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine löst dieses Problem, in dem sie unter Zuhilfenahme einer Messsonde im Abgas, der sog. Lambdasonde, und einem geschlossenen Regelkreis ständig eine dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis proportionale Größe misst. Misst nun die Lambdasonde ein zu fettes oder zu mageres Abgas, wird durch die Regelung in die eine oder andere Richtung korrigiert. Das bedeutet aber, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nur zeitlich gemittelt stöchiometrisch ist, in konkreten Lastpunkten des Motorbetriebes jedoch sehr wohl deutlich verschieden von eins sein kann. Der Katalysator würde darauf je nach Zustand des Abgases, fett oder mager, mit HC-, CO- bzw. NO_x- Durchbrüchen bezüglich der Konvertierung reagieren.

Um diese Durchbrüche zu vermeiden, ist es bereits bekannt, in einem Katalysator einen Sauerstoffspeicher vorzusehen, in den im Falle eines Sauerstoffüberschusses, d. h. in einem Magerbetriebsbereich der Brennkraftmaschine, in dem diese mit einem Luftüberschuss und damit mit einem einen Sauerstoffüberschuss aufweisenden mageren Gemisch betrieben wird, Sauerstoff eingespeichert wird. Dieser eingespeicherte Sauerstoff kann dann in Fettbetriebsbereichen, in denen die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftmangel und damit einen Sauerstoffmangel aufweisenden fetten Gemisch mit einem vorgebbaren fetten Kraftstoff-Luft-Verhältnis betrieben wird, aus dem Sauerstoffspeicher ausgespeichert und zur Konvertierung der Schadstoffkomponenten herangezogen werden. Ebenso wird ein derartiger Sauerstoffspeicher benötigt, um den bei der Reduktion der Schadstoffkomponente NO_x frei werdenden Sauerstoff einzuspeichern. Durch die Lambdamodulation werden über die axiale Länge des Katalysators gesehen sowohl Bereiche mit einem gefüllten Sauerstoffspeicher als auch Bereiche mit einem mehr oder weniger entleerten Sauerstoffspeicher ausgebildet.

Bei einem wünschenswerten Aufbau der Lambdaregelung ist eine Führungssonde vor und eine Regelsonde nach dem Katalysator platziert. Mit der Führungssonde kann dann solange der Eintrag von definiert fettem bzw. definiert magerem Abgas in den Katalysator geführt werden, bis dieser Eintrag von fettem bzw. magerem Abgas bis zur Regelsonde durchschlägt. Das Durchschlagen des Signals für fettes bzw. mageres Abgas bedeutet dann, dass bereits der Sauerstoffspeicher des Katalysators entweder fast völlig entleert bzw. fast völlig gefüllt ist, d. h. im Falle des fast völlig entleerten Sauerstoffspeichers wird kein CO und HC mehr oxidiert, während im Fall des fast völlig gefüllten Sauerstoffspeichers kein NO_x mehr reduziert wird. Problematisch hierbei ist, dass es aufgrund der Trägheit des Systems eine zu lange Zeit dauert, bis nach der Feststellung mittels der Regelsonde, ob der Sauerstoffspeicher völlig entleert oder völlig gefüllt ist, auf die jeweils andere Betriebsphase umgeschalten wird, so dass es zu unerwünschten Fett- bzw. Magerdurchbrüchen kommt.

Aus diesem Grund wird derzeit in der Praxis die Führungssonde 2' vor und die Regelsonde 5' nach einem gewissen Teilvolumen des Katalysators 1' platziert, wie dies in der den Stand der Technik darstellenden 3 gezeigt ist. Dadurch wird gewährleistet, dass derjenige Teil des Sauerstoffspeichers des Katalysators, der nach der Regelsonde platziert ist, nicht völlig entleert bzw. völlig gefüllt wird und somit als Puffer zur Vermeidung der Fett- bzw. Magerdurchbrüche dienen kann. Der Nachteil dieser Anordnung liegt jedoch darin, dass die Katalysatoranordnung und der Katalysatoraufbau hier sehr kompliziert ist und einen zusätzlichen Raumbedarf mit sich bringt. D. h. es entstehen dadurch zusätzliche Kosten. Weiterhin kann durch diese Anordnung der Regelsonde nicht der Sauerstoffspeicher des gesamten Katalysatorvolumens erfasst werden, was sich wiederum dahingehend auswirkt, dass dieser auch nicht optimal für die Konvertierung der Schadstoffe genutzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zu entwickeln, mit dem Fett- bzw. Magerdurchbrüche auch bei einfachem Aufbau der Konvertierungseinheit funktionssicher vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß Anspruch 1 wird der Umschaltzeitpunkt zwischen dem Fett- und Magerbetriebsbereich bzw. entsprechend umgekehrt zwischen dem Mager- und Fettbetriebsbereich in Abhängigkeit von der Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers ermittelt, und zwar dergestalt, dass die in den Katalysator einströmende Sauerstoffmasse erfasst wird, mittels der in Abhängigkeit von einer Sauerstoffeinspeicherkapazität des Sauerstoffspeichers ein Sauerstoffbeladungs-Schwellwert festgelegt wird, bei dessen Erreichen zwischen den einzelnen Fett- und Magerbetriebsphasen umgeschalten wird.

Mit einem derartigen Sauerstoffbeladungsmodell kann auf einfache Weise eine Aussage über die zeitliche Sauerstoffbeladung sowie damit auch eine Aussage über die axiale Sauerstoffbeladung des Katalysators getroffen werden, um zur Vermeidung eines Fett- bzw. Magerdurchbruchs ein rechtzeitiges Umschalten zwischen den einzelnen Betriebsphasen vorzunehmen. Denn durch die Erfassung der in den Katalysator einströmenden Sauerstoffmasse ist auf einfache Weise eine Aussage über die zeitliche und auch die axiale Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers des Katalysators möglich, so dass man in diesem Fall nicht mehr auf den Zeitpunkt eines Sondensignales nach dem Katalysator angewiesen ist. Damit kann der zuvor erwähnte aufwendige Aufbau, bei dem die Regelsonde nach einem ersten Teilvolumen des Katalysators angeordnet ist, vorteilhaft vermieden werden. Ferner kann durch dieses erfindungsgemäße Sauerstoffbeladungsmodell eine Verfahrensführung erzielt werden, bei der ein Lambdasprung, d. h. ein Umschalten zwischen den einzelnen Betriebsphasen auch bereits bei solchen geringfügigen Änderungen der Sauerstoffbeladung der Sauerstoffspeicher vorgenommen werden, die messtechnisch nicht oder nur schwer zu erfassen sind. Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung auf der Basis eines Sauerstoffbeladungsmodells wird somit eine vorteilhafte Unabhängigkeit von der Regelsonde insgesamt erreicht, so dass diese grundsätzlich sogar ganz eingespart werden könnte. Auf jeden Fall kann die Regelsonde bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung dem Katalysator nachgeschaltet werden und braucht nicht mehr in aufwendiger und komplizierter Weise nach einem Teilvolumen des Katalysators angeordnet werden. So kann mit der nachgeschalteten Regelsonde z. B. auf einfache und vorteilhafte Weise ein Abgleich des bzw. der voreingestellten Sauerstoffbeladungs-Schwellwerte und somit des Sauerstoff-Beladungsmodells durchgeführt werden, worauf später noch näher eingegangen wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Verfahrensführung ist dabei nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der Sauerstoffbeladungs-Schwellwert in Abhängigkeit von katalysatorbedingten Parametern, wie z. B. der Katalysatoralterung und/oder der Katalysatortemperatur, festgelegt wird. Diese Parameter sind vorzugsweise in einem Kennfeld der Steuereinrichtung abgelegt, wobei diese Kennfelder z. B. auch während des Betriebs an veränderte Bedingungen angepasst werden können.

Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, dass der Sauerstoffbeladungs-Schwellwert zur Umschaltung von der Magerbetriebsphase auf die Fettbetriebsphase ausgehend von einem vollen Sauerstoffspeicher bei in etwa 50 bis 90%, vorzugsweise 60 bis 80%, höchst bevorzugt 65 bis 75% Restsauerstoffgehalt im Sauerstoffspeicher festgelegt wird. Ebenso kann der Sauerstoffbeladungs-Schwellwert zur Umschaltung von der Fettbetriebsphase auf die Magerbetriebsphase ausgehend von einem leeren Sauerstoffspeicher vorteilhaft bei in etwa 10 bis 50%, vorzugsweise 20 bis 40%, höchst bevorzugt 25 bis 35% Sauerstoffgehalt im Sauerstoffspeicher festgelegt werden. Grundsätzlich wäre dabei auch die Festlegung lediglich eines dieser Schwellwerte möglich, wenn z. B. von dem einen Schwellwert auf den anderen Schwellwert geschlossen werden soll, wie dies bei der Einstellung einer definierten Amplitude der Zyklen möglich wäre.

Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass der Sauerstoffmasseneintrag in den Katalysator in der Steuereinrichtung massenbasiert aus dem vorzugsweise mittels einer dem Katalysator vorgeschalteten Führungssonde erfassten Abgasmassenstrom abgeleitet wird. Dies ist auf einfache Weise möglich, da im Motorsteuergerät als Steuereinrichtung die Abgasmasse ohnehin vorhanden ist. Diese berechnet sich aus der in der Regel gemessenen angesaugten Luftmenge sowie der dazu eingespritzten Kraftstoffmenge.

Besonders bevorzugt ist eine Verfahrensführung nach Anspruch 5, bei der die Sauerstoffbeladungs-Schwellwerte der Fett- und Magenbetriebsphasen eine Amplitude definieren, deren Mittellage zum Abgleich und/oder zur Vertrimmung der Sauerstoffbeladungs-Schwellwerte einstellbar ist. So kann z. B. gemäß Anspruch 6 zum Abgleich des Sauerstoffbeladungsmodells vorgesehen sein, dass nach einer vorgebbaren Anzahl von Fett- und Magerzyklen der Lufteintrag oder der Kraftstoffeintrag solange erhöht wird, bis es z. B. von einer dem Katalysator nachgeschalteten Regelsonde ein Mager- oder Fettdurchbruch erfasst wird. Anschließend kann dann die Mittellage der Amplitude entsprechend dem ermittelten Abgleichergebnis festgelegt werden. Vorzugsweise wird dabei die Amplitude so eingestellt, dass das Volumen des Katalysators möglichst vollständig ausgenutzt wird. Bei der Einstellung der Amplitude ist auch zu beachten, dass größere Amplituden messtechnisch eher zu erfassen sind als kleinere Amplituden. Gemäß der erfindungsgemäßen Verfahrensführung können jedoch derartige kleinere Amplituden ohne weiteres eingestellt werden, da diese messtechnisch eben gerade nicht mehr erfasst werden müssen, so dass hier ganz alleine nach dem Sauerstoffbeladungsmodell gefahren werden kann.

Nach Anspruch 7 beträgt der Wert für das mittlere Lambda nach dem Katalysator für einen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine in etwa eins, so dass die Lambdaabweichungen vor dem Katalysator nicht durch den Katalysator durchtreten.

Weiterhin besteht bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung mit der Verwendung des erfindungsgemäßen Sauerstoffbeladungsmodells noch die vorteilhafte Möglichkeit, den massenbasierten Oxidationsmittel- bzw. Reduktionsmitteleintrag in den Katalysator über der Abgasmasse auf ein Optimum bezüglich Katalysatorkonvertierung und Kraftstoffverbrauch einzustellen. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, den Lambdaverlauf während einer halben Periode in der Fett- bzw. Magerphase nicht konstant einzustellen, sondern in der Art zu optimieren, dass die Emissionen minimiert werden. Ebenso kann das Nach-Kat-Signal möglichst langsam den Wechsel von fett auf mager bzw. von mager auf fett anzeigen. Je geringer die Signaländerung nach dem Katalysator ist, desto höher ist dann die Auflösung des Lambdaverlaufs in axialer Richtung des Katalysators.

Gleichzeitig ist aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensführung anhand der Berechnung des Oxidationsmittel- bzw. Reduktionsmitteleintrag und dem Signal der Lambdasonde nach dem Katalysator nach jeder Amplitude die Berechnung des aktuellen Sauerstoffspeichers auf einfache Weise möglich. Dieser Wert ist einerseits ebenfalls für den stetigen Abgleich des Modells von Vorteil und andererseits wird er auch für die On-Board-Diagnose benötigt.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist auch eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines der oben beschriebenen Verfahren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung unterschiedlicher Fett- und Magerbetriebsphasen mit entsprechender Sauerstoffbeladung eines Sauerstoffspeichers eines Katalysators, wobei hier ein theoretischer Verlauf mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung verglichen wird,
2 einen schematischen Aufbau einer Abgasanlage bei erfindungsgemäßer Verfahrensführung, und
3 einen schematischen Aufbau einer Abgasanlage bei einer Verfahrensführung gemäß dem Stand der Technik.
In der 1 ist die Sauerstoffbilanz vor dem Katalysator bzw. der Sauerstoffanteil in% über der Zeit aufgetragen, wobei strichliert der in den Katalysator einströmende Sauerstoff und mit durchgezogenen Linien der aus dem Katalysator ausströmende Sauerstoff dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t₀ wird von der Magerbetriebsphase auf die Fettbetriebsphase umgeschalten, wodurch der in den Katalysator einströmende Sauerstoff nahezu gegen null geht. Dadurch, dass zum Zeitpunkt t₀ der Sauerstoffspeicher des Katalysators vollständig gefüllt ist, wird im weiteren zeitlichen Verlauf des Fettzyklus der Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher des Katalysators ausgespeichert, wie dies in der 1 durch den abnehmenden Teilkurvenausschnitt zwischen den Zeitpunkten t₀ und t^* _UF gezeigt ist. Zum Zeitpunkt t^* _UF ist der Sauerstoffspeicher vollständig entleert, so dass es hier zu einem Durchbruch der Schadstoffkomponenten HC und CO kommen würde. Um dies zu vermeiden, wird zum Zeitpunkt t^* _UF wieder vom Fettbetriebsphasenzyklus auf den Magerbetriebsphasenzyklus umgeschalten, bei dem wieder ein hoher Sauerstoffanteil im in den Katalysator einströmenden Abgasstrom enthalten ist, um den Sauerstoffspeicher wieder aufzufüllen. Das Auffüllen des Sauerstoffspeichers wird durch den Kurvenabschnitt zwischen t^* _UF und t^* _UM dargestellt. Zum Zeitpunkt t^* _UM ist dann der Sauerstoffspeicher wieder vollständig gefüllt, was bedeutet, dass kein NO_x mehr reduziert wird und es zu einem Durchbruch dieser Schadstoffkomponente kommt. Das Problem bei dieser eben beschriebenen rein theoretischen Verfahrensführung wäre jedoch, dass die mit z. B. einer Regelsonde erfasste Situation zu den Zeitpunkten t^* _UF und t^* _UM aufgrund der Trägheit der Regelung zu einem unerwünschten Durchbruch großer Mengen der Schadstoffkomponenten führen würde. Aufgrund der Trägheit des Systems wäre daher um einen entsprechenden Puffer bezüglich der Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers zu haben z. B. ein Umschalten zu den Zeitpunkten t_UF und t_UM erforderlich, was jedoch mit einer dem Katalysator nachgeschalteten Regelsonde messtechnisch nicht erfassbar ist, da u. a. die in 1 schematisch eingezeichnete Amplitude A hier zu klein ist, um sie messtechnisch zu erfassen. Aus diesem Grund wird in der Praxis der in 3 dargestellte und bereits in der Beschreibungseinleitung gewürdigte Aufbau gemäß dem Stand der Technik vorgesehen, bei dem eine Regelsonde 5' nach einem ersten Teilvolumen eines zweigeteilten Katalysators 1' angeordnet wird.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Verfahrensführung werden jedoch, die Umschaltzeitpunkte t_UF und t_UM anhand eines Sauerstoffbeladungsmodells in Abhängigkeit von der Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers ermittelt. Dazu wird mittels der in der 2 dargestellten und dem Katalysator 1 vorgeschalteten Führungssonde 2 die in den Katalysator 1 von der Brennkraftmaschine 3 kommende Sauerstoffmasse im Abgasstrom erfasst und in der Steuereinrichtung 4 ausgewertet, z. B. durch Aufintegration. Mittels der Steuereinrichtung 4 wird dann in Abhängigkeit von einer in einem Kennfeld der Steuereinrichtung 4 abgelegten und gegebenenfalls jeweils aktuell ermittelbaren maximalen Sauerstoffeinspeicherkapazität eines Sauerstoffspeichers des Katalysators 1 ein Sauerstoffbeladungs-Schwellwert festgelegt, bei dessen Erreichen zwischen den einzelnen Fett- und Magerbetriebsphasen umgeschaltet wird. Dadurch wird erreicht, dass unabhängig von einer Regelsonde lediglich anhand des Sauerstoffbeladungsmodells die Umschaltzeitpunkte t_UF und t_UM ermittelt werden können. Eine Regelsonde 5, die dann auf baulich technische einfache Weise dem Katalysator 1 nachgeordnet werden kann, dient in einem solchen Fall somit vorteilhaft nur noch zum Abgleich des Sauerstoffbeladungsmodells bzw. zur Unterstützung einer Vertrimmung in Richtung fett oder mager.
Die Umschaltzeitpunkte t_UF und t_UM werden dabei anhand des Sauerstoffbeladungsmodells ggf. auch unter Abgleich desselben so gewählt, dass das gesamte Katalysatorvolumen, und hier insbesondere das Sauerstoffspeichervolumen optimal ausgenützt wird.
Wie dies in der 1 lediglich schematisch eingezeichnet ist, werden die Umschaltzeitpunkte und damit die Sauerstoffbeladungs-Schwellwerte so festgelegt, dass diese die Amplitude A mit der Mittellage M definieren.
Die Amplitude kann dabei z. B. so eingestellt werden, dass sich zeitlich gleiche Fett- und Magerbetriebsphasenzyklen ergeben. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Lambdaverlauf in der Art zu optimieren, dass die Emissionen minimiert werden, so dass die Zyklen der Fett- bzw. Magerbetriebsphasen auch nicht zeitlich gleich sein können. Z. B. kann dabei die Einstellung auch so gewählt werden, dass das Nach-Kat-Signal möglichst langsam den Wechsel von fett auf mager bzw. mager auf fett anzeigt, d. h. je geringer die Signaländerung dann nach dem Katalysator ist, desto höher ist die Auflösung des Lambdaverlaufs in axialer Richtung des Katalysators.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem ersten Betriebsbereich als Magerbetriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftüberschuss und damit einen Sauerstoffüberschuss aufweisenden mageren Gemisch mit einem vorgebbaren mageren Kraftstoff-Luft-Verhältnis betrieben wird und mit einem zweiten Betriebsbereich als Fettbetriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem einen Luftmangel und damit einen Sauerstoffmangel aufweisenden fetten Gemisch mit einem vorgebbaren fetten Kraftstoff-Luft-Verhältnis betrieben wird, wobei der von der Brennkraftmaschine kommende Abgasstrom zur Konvertierung der darin enthaltenen Schadstoffkomponenten durch einen Katalysator, insbesondere einen 3-Wege-Katalysator, geleitet wird, der einen Sauerstoffspeicher aufweist, in den bei Sauerstoffüberschuss Sauerstoff einspeicherbar ist und aus dem bei Sauerstoffmangel Sauerstoff ausspeicherbar ist, und wobei mittels einer Steuereinrichtung das Kraftstoff-Luft-Verhältnis und damit das zyklische Umschalten zwischen dem Fett- und Magerbetriebsbereich zu einem definierten, vorgebbaren Umschaltzeitpunkt geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltzeitpunkt (t_U, t_M) in Abhängigkeit von der Sauerstoffbeladung des Sauerstoffspeichers ermittelt wird dergestalt, dass die in den Katalysator (1) einströmende Sauerstoffmasse erfasst wird, mittels der in Abhängigkeit von einer Sauerstoffeinspeicherkapazität des Sauerstoffspeichers ein Sauerstoffbeladungs-Schwellwert festgelegt wird, bei dessen Erreichen zwischen den einzelnen Fett- und Magerbetriebsphasen umgeschalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffbeladungs-Schwellwert in Abhängigkeit von katalysatorbedingten Parametern festgelegt wird, die vorzugsweise in einem Kennfeld der Steuereinrichtung abgelegt sind oder werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffbeladungs-Schwellwert zur Umschaltung von der Magerbetriebsphase auf die Fettbetriebsphase ausgehend von einem vollen Sauerstoffspeicher bei in etwa 50 bis 90%, vorzugsweise 60 bis 80% höchst bevorzugt 65 bis 75% Restsauerstoffgehalt im Sauerstoffspeicher festgelegt wird, und/oder dass der Sauerstoffbeladungs-Schwellwert zur Umschaltung von der Fettbetriebsphase auf die Magerbetriebsphase ausgehend von einem leeren Sauerstoffspeicher bei in etwa 10 bis 50%, vorzugsweise 20 bis 40%, höchst bevorzugt 25 bis 35% Sauerstoffgehalt im Sauerstoffspeicher festgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffmasseneintrag in den Katalysator (1) in der Steuereinrichtung (4) massenbasiert aus dem vorzugsweise mittels einer dem Katalysator (1) vorschalteten Führungssonde (2) erfassten Abgasmassenstrom abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffbeladungs-Schwellwerte der Fett- und Magerbetriebsphasen eine Amplitude (A) definieren, deren Mittellage zum Abgleich und/oder Vertrimmung der Sauerstoffbeladungs-Schwellwerte einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abgleich des Sauerstoffbeladungsmodells nach einer vorgebbaren Anzahl von Fett- und Magerzyklen der Lufteintrag oder der Kraftstoffeintrag solange erhöht wird, bis ein Mager- oder Fettdurchbruch erfasst wird, vorzugsweise von einer dem Katalysator (1) nachgeschalteten Regelsonde (5) erfasst wird, und dass die Mittellage der Amplitude (A) entsprechend dem ermittelten Abgleichergebnis festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für das mittlere Lambda nach dem Katalysator (1) für einen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine (3) in etwa eins beträgt und somit die Lambdaabweichungen vor dem Katalysator nicht durch den Katalysator durchtreten.
Steuereinrichtung zur Durchführung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7.