本發(fā)明涉及用于具有廢氣催化器(例如三元催化器)的廢氣凈化設(shè)備的運行方法，用于尤其在機動車中在燃燒發(fā)動機處凈化廢氣。此外本發(fā)明涉及驅(qū)動系統(tǒng)、尤其用于具有燃燒發(fā)動機和廢氣催化器的機動車。

背景技術(shù)：

由現(xiàn)有技術(shù)已知廢氣凈化設(shè)備用于在燃燒發(fā)動機處凈化廢氣，該廢氣凈化設(shè)備使用三元催化器。然而這樣的三元催化器經(jīng)受由自然地且環(huán)境影響地影響的老化，由此所謂的起燃溫度增加，從該起燃溫度開始廢氣催化器是有效的且提供充分的凈化作用。在具有相對低的廢氣溫度的燃燒發(fā)動機中因此存在如下危險，即在發(fā)動機特性場的部分中在三元催化器中未發(fā)生充分的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化，因為未達到廢氣催化器在運行中的起燃溫度。為了克服此，依賴于催化器狀態(tài)提高廢氣溫度，這例如能夠通過點火角度調(diào)整進行。通常應(yīng)用廢氣催化器的氧存儲能力(OSC: Oxygen Storage Capacity)作為用于催化器狀態(tài)的尺度。這樣的OSC值在車載診斷的范圍中總歸有規(guī)律地測量且因此在發(fā)動機控制器中作為測量參數(shù)供支配。即由現(xiàn)有技術(shù)已知，求得廢氣催化器的催化器特性參數(shù)(OSC值)，其描述廢氣催化器的凈化作用。此外由現(xiàn)有技術(shù)已知，依賴于廢氣催化器的所求得的催化器特性參數(shù)執(zhí)行發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整)，用以當所求得的催化器特性參數(shù)(OSC值)指示廢氣催化器的不足夠的凈化作用時改善廢氣催化器的凈化作用。

這樣的已知的方法的缺點是如下事實，用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施(例如點火角度延遲調(diào)整)導致更多燃料消耗及相應(yīng)地提高的CO₂排放。即對于這樣的已知的方法存在一方面廢氣催化器的凈化作用的優(yōu)化與另一方面燃料消耗的和CO₂排放的最小化之間的目標矛盾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的任務(wù)是解決所述問題。

該任務(wù)根據(jù)獨立權(quán)利要求通過按本發(fā)明的、用于廢氣凈化設(shè)備的運行方法或相應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)來解決。

本發(fā)明基于如下技術(shù)-物理的認識，即當實際上的廢氣溫度不超過由老化引起的上升的起燃溫度時，與廢氣催化器的老化相聯(lián)系的起燃溫度（“Light-off-Temperatur”）的上升僅在發(fā)動機特性場的部分中是有問題的。

例如廢氣溫度在全負荷運行(例如在快速的高速公路行駛的情況下)中通常地足夠大到用以也超過由老化引起的上升的起燃溫度，從而在該運行點中也不要求發(fā)動機方面的措施用以改善廢氣催化器的凈化作用。而這樣的增加消耗的發(fā)動機方面的措施在這樣的運行點中應(yīng)該不發(fā)生，因為其不被要求用于改善凈化作用，但會提高燃料消耗及由此CO₂排放。

相反，而在另一運行點(例如在城市交通中的部分負荷運行中)中廢氣溫度相對低且因此可能低于廢氣催化器的由老化引起的上升的起燃溫度。那么在這樣的運行點中，要求采取發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整)以便改善廢氣催化器的凈化作用，其中，而后還承擔更多燃料消耗及相應(yīng)地提高的CO₂排放。

本發(fā)明因此規(guī)定：用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施(例如點火角調(diào)整)不僅–如在現(xiàn)有技術(shù)中那樣依賴于所求得的催化器特性參數(shù)(例如OSC值)來執(zhí)行，而且還依賴于燃燒發(fā)動機的運行點來執(zhí)行。優(yōu)選地，用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施在本發(fā)明的范圍中僅在滿足兩個條件時執(zhí)行。一方面所求得的催化器特性參數(shù)(例如OSC值)必須指示廢氣催化器的凈化作用已下降。另一方面燃燒發(fā)動機的運行點必須處于發(fā)動機特性場內(nèi)部其中實時要求改善凈化作用的區(qū)域中，從而而后必須相應(yīng)地引入用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施。例如在全負荷運行中在廢氣溫度較高時通常地不要求發(fā)動機方面的措施用以改善廢氣催化器的凈化作用，而具有相應(yīng)低的廢氣溫度的部分負荷運行(例如在城市交通中)會使得凈化作用的改善是要求的。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整)的執(zhí)行不僅質(zhì)量上取決于燃燒發(fā)動機的實時的運行點，在如下的意義中，即要么引入發(fā)動機方面的措施要么不引入發(fā)動機方面的措施。而是在本發(fā)明的該優(yōu)選的實施例中還規(guī)定：用于改善凈化作用的發(fā)動機方面的措施的強度依賴于燃燒發(fā)動機的運行點且依賴于所求得的催化器特性參數(shù)在量上靈活地確定。

對于點火角度調(diào)整，調(diào)整角度例如能夠作為所求得的催化器特性參數(shù)的函數(shù)且/或作為燃燒發(fā)動機的實時的運行點的函數(shù)靈活地被確定，也就是說具有依賴于運行點的不同的調(diào)整角度。

此外存在如下可行方案：用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施僅在發(fā)動機特性場的確定的部分區(qū)域中引入，其中，這樣的部分區(qū)域能夠依賴于所求得的催化器特性參數(shù)靈活地確定。對于具有大的氧存儲能力的廢氣催化器，那么用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施僅在發(fā)動機特性場的小的部分區(qū)域中開啟，而用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施在具有由老化引起的小的氧存儲能力的廢氣催化器中在發(fā)動機特性場的相應(yīng)較大的部分區(qū)域中開啟。

前面已經(jīng)指出：用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整)通常地導致更多燃料消耗且導致相應(yīng)地提高的CO₂排放。由于發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整)的燃料消耗的提高還取決于燃燒發(fā)動機在發(fā)動機特性場內(nèi)部的實時的運行點。因此，用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整)在一些運行點中僅導致相對低的更多燃料消耗且在其它運行點中導致相對高的更多燃料消耗。本發(fā)明因此優(yōu)選地規(guī)定，用于執(zhí)行用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施的、發(fā)動機特性場的部分區(qū)域隨著所求得的催化器特性參數(shù)(例如OSC值)越來越變壞越來越多地擴展，也即從具有相對低的燃料消耗的提高的區(qū)域出發(fā)朝著具有相對高的燃料消耗的提高的區(qū)域擴展。在廢氣催化器的凈化作用稍微變壞的情況下，那么用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施還僅在發(fā)動機特性場的如下的部分區(qū)域中執(zhí)行，在該部分區(qū)域中發(fā)動機方面的措施僅引起小的更多燃料消耗。在廢氣催化器的凈化作用更多變壞的情況下，而用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整)還在發(fā)動機特性場的如下的部分區(qū)域中開啟，其中發(fā)動機方面的措施導致更大的更多燃料消耗。

前面已經(jīng)提及：所求得的催化器特性參數(shù)可以涉及廢氣催化器的氧存儲能力。這是有利的，因為所謂的OSC值在車載診斷的范圍中總歸有規(guī)律地測量且因此在發(fā)動機控制器中作為測量參數(shù)供支配。然而本發(fā)明在催化器特性參數(shù)方面不限于廢氣催化器的OSC值的求得。而是本發(fā)明原則上還能夠通過求得描述廢氣催化器的凈化作用的其它催化器特性參數(shù)來實現(xiàn)。

此外在催化器特性參數(shù)方面應(yīng)提及：其在一行駛循環(huán)期間求得，優(yōu)選地僅求得一次，其中，行駛循環(huán)從接通點火并且緊接著發(fā)動機起動延伸直至緊接著發(fā)動機停止并且切斷點火。而燃燒發(fā)動機的實時的運行點的測量優(yōu)選地在運行期間連續(xù)地進行、也就是說在一行駛循環(huán)期間在短的時間間隔中多次進行。

前面提及的、燃燒發(fā)動機的運行點優(yōu)選地描述以下參數(shù)中的至少兩個：

-曲軸的轉(zhuǎn)速，

-凸輪軸的轉(zhuǎn)速，

-負荷力矩，

-空氣質(zhì)量流，

-吸管中的壓力。

然而在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，發(fā)動機特性場是兩維的，其中，運行點描述曲軸的或凸輪軸的轉(zhuǎn)速及負荷力矩。

此外前面已經(jīng)提及：用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施可以涉及點火角度調(diào)整，其中，點火角度優(yōu)選地朝著延遲的點火時間點調(diào)整。這樣的用于改善廢氣催化器的凈化作用的點火角度調(diào)整本身由現(xiàn)有技術(shù)已知且因此無須繼續(xù)說明。然而為了避免誤解應(yīng)指出：點火角度調(diào)整在現(xiàn)有技術(shù)中僅依賴于OSC值執(zhí)行，而不依賴于燃燒發(fā)動機的實時的運行點。

此外在本發(fā)明的范圍中存在如下可行方案，用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施涉及λ值的改變，也就是說空氣和燃料相比于以λ=1的化學計算的混合物的比例。而后為了改善廢氣催化器的凈化作用將λ值優(yōu)選地朝著更濃的燃料-空氣混合物調(diào)整。

前面所述的兩個發(fā)動機方面的措施(點火角度調(diào)整，λ調(diào)整)在本發(fā)明的范圍中能夠單獨地或彼此結(jié)合地使用。此外在本發(fā)明的范圍中還能夠使用其它發(fā)動機方面的措施用以改善廢氣催化器的凈化作用。

除了前面說明的運行方法之外本發(fā)明還要求保護相應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)例如能夠在機動車(例如載重汽車、公共汽車)中使用，用以驅(qū)動機動車。

根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)首先具有燃燒發(fā)動機，其中，其例如能夠涉及汽油發(fā)動機、尤其涉及汽油發(fā)動機方式運行的燃氣發(fā)動機。然而在本發(fā)明的范圍中還存在如下的可行方案，即燃燒發(fā)動機是柴油發(fā)動機。

此外，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)包含廢氣催化器(例如三元催化器)，該廢氣催化器布置在燃燒發(fā)動機的廢氣系中。

此外，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)包含控制單元，該控制單元求得描述廢氣催化器的凈化作用的、廢氣催化器的催化器特性參數(shù)(例如OSC值)。優(yōu)選地，該催化器特性參數(shù)(例如OSC值)在發(fā)動機起動與發(fā)動機停止之間的行駛循環(huán)期間僅僅測量一次。

此外，控制單元求得燃燒發(fā)動機在發(fā)動機特性場內(nèi)部的運行點，其中，運行點例如能夠描述轉(zhuǎn)速和負荷力矩。

此外當所求得的催化器特性參數(shù)(例如OSC值)指示廢氣催化器的凈化作用不足夠時，那么控制單元執(zhí)行用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施。

根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)現(xiàn)在相對于現(xiàn)有技術(shù)特征在于，控制單元還依賴于燃燒發(fā)動機的運行點執(zhí)行用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施，如其前面關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法已經(jīng)詳細說明的那樣。

最后還應(yīng)提及：本發(fā)明還要求保護裝備有這樣的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的機動車(例如商用車、如例如載重汽車或公共汽車)。

附圖說明

本發(fā)明的其它有利的改進方案在從屬權(quán)利要求中表明或者接下來連同本發(fā)明的優(yōu)選的實施例的說明一起根據(jù)附圖來更詳細地解釋。其示出：

圖1A顯示了用于求得OSC值的和求得用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施的強度的流程圖；

圖1B顯示了用于依賴于燃燒發(fā)動機的實時的運行點闡明點火角度調(diào)整的流程圖；

圖1C顯示用于依賴于燃燒發(fā)動機的實時的運行點闡明λ調(diào)整的流程圖；

圖2顯示了示范性的、具有不同的部分區(qū)域的發(fā)動機特性場，用于依賴于運行點確定用于改善廢氣催化器的凈化作用的、發(fā)動機方面的措施(例如點火角度調(diào)整，λ調(diào)整)；以及

圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于機動車的驅(qū)動系統(tǒng)。

具體實施方式

圖1A顯示了用于闡明根據(jù)本發(fā)明的運行方法的部分的流程圖，其中，該部分在一行駛循環(huán)期間僅僅運轉(zhuǎn)一次、也就是說在一方面接通點火并且發(fā)動機起動與另一方面切斷點火并且發(fā)動機停止之間。

在第一步驟S1中，首先為廢氣催化器的氧存儲能力(OSC：Oxygen Storage Capacity)確定越來越小的極限值OSC1，OSC2，……，OSCn。適用OSC1>OSC2>……>OSCn。

在另一步驟S2中，接著確定在發(fā)動機特性場內(nèi)部的越來越大的部分區(qū)域A1，A2，……An，其中，發(fā)動機特性場在圖2中示意性地示出。對于部分區(qū)域A1，A2，……An即適用A1<A2<……<An。

下面的說明和附圖示例性地顯示了具有三個部分區(qū)域和三個OSC極限值的系統(tǒng)。

在步驟S3中，接著求得廢氣催化器的氧存儲能力的實時的值OSC。這例如能夠通過簡單地從發(fā)動機控制器的相應(yīng)的測量值存儲器中讀取實現(xiàn)，因為OSC值總歸在車載診斷（On-Board-Diagnose）的范圍中求得。

在另一步驟S4中，接著測試，是否實時的值OSC小于最大的OSC值OSC1。

如果這不是這樣的情況，那么在步驟S5和S6中確定：不引入用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施，也就是說既沒有點火角度調(diào)整（步驟S5）也沒有λ調(diào)整（步驟S6）。這而后不取決于燃燒發(fā)動機的實時的運行點P地適用。

然而如果實時的OSC值低于最大的極限值OSC1，那么在步驟S7中對于不同的部分區(qū)域A1，A2，A3調(diào)整點火角度調(diào)整ΔZWi。在此點火角度調(diào)整首先限制于發(fā)動機特性場的最小的部分區(qū)域A1，而對于其它部分區(qū)域A2，A3還不調(diào)整點火角度調(diào)整。這首先是有意義的，因為對于OSC值OSC2<OSC<OSC1，僅僅相對稍微小的發(fā)動機方面的措施是要求的，用以改善凈化作用。因此也在部分區(qū)域A2和A3中執(zhí)行點火角度調(diào)整是沒有意義的，因為這在那會僅僅導致非期望的更多燃料消耗。

此外而后還在步驟S8中對于部分區(qū)域A1，A2，A3調(diào)整λ調(diào)整，其中，λ調(diào)整也限制于部分區(qū)域A1。

在步驟S9中而后測試，是否實時的OSC值低于下一個小的極限值OSC2，這指明廢氣催化器的氧存儲能力的繼續(xù)的變壞。

如果這是這樣的情況，那么在步驟S10和S11中對于發(fā)動機特性場的各個部分區(qū)域A1，A2，A3進行點火角度延遲調(diào)整和λ調(diào)整的其它確定。在該氧存儲能力繼續(xù)變壞的情況下而后也對部分區(qū)域A2設(shè)置用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施。

最后接著在步驟S12中測試，是否實時的OSC值OSC也低于最小的極限值OSC3。

如果這是這樣的情況，那么在步驟S13和S14中為發(fā)動機特性場的各個部分區(qū)域A1，A2，A3確定點火角度調(diào)整和λ調(diào)整。這意味著：而后在所有的部分區(qū)域A1，A2，A3中能夠執(zhí)行用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施。

根據(jù)圖1的流程圖即闡明依賴于OSC值確定發(fā)動機方面的措施的強度，該OSC值在一行駛循環(huán)內(nèi)部僅僅測量一次。此外根據(jù)圖1A的流程圖限定發(fā)動機特性場的部分區(qū)域，在其中通常執(zhí)行用于改善廢氣催化器的凈化作用的發(fā)動機方面的措施。

根據(jù)圖1B的流程圖顯示了燃燒發(fā)動機的連續(xù)的運行，其中，步驟S15-S22在機動車運行期間連續(xù)地重復。相對于根據(jù)圖1B的流程圖，根據(jù)圖1B的流程圖由此在機動車運行期間一再地在短的時間間隔中運轉(zhuǎn)。

在第一步驟S15中，首先根據(jù)圖2求得燃燒發(fā)動機在發(fā)動機特性場內(nèi)部的實時的運行點P，其中，運行點P在該實施例中描述負荷力矩M和轉(zhuǎn)速n。

而后在步驟S16中測試，是否實時的運行點P處于發(fā)動機特性場的包含的部分區(qū)域A3內(nèi)部。如果這不是這樣的情況，那么運行點P不在部分區(qū)域A1，A2，A3中的任一個，從而接著在步驟S17中確定不進行點火角度延遲調(diào)整。

相反而在其它情況下，在步驟S18中將點火角度延遲調(diào)整ΔZW確定到值ΔZW3上，該值之前在根據(jù)圖1A的流程圖中確定。

接著在另外的步驟S19中測試，是否運行點P也位于較狹小的部分區(qū)域A2內(nèi)部。

如果這是這樣的情況，那么在步驟S20中將點火角度延遲調(diào)整ΔZW規(guī)定到值ΔZW2上，該值在根據(jù)圖1A的流程圖中設(shè)置用于部分區(qū)域A2。

緊接著而后在步驟S21中測試，是否實時的運行點P位于較狹小的部分區(qū)域A1內(nèi)部。

如果這是這樣的情況，那么在步驟S22中將點火角度延遲調(diào)整ΔZW規(guī)定到值ΔZW1上，該值之前在根據(jù)圖1A的流程圖中設(shè)置用于部分區(qū)域A1。

根據(jù)圖1C的流程圖顯示了λ調(diào)整，該λ調(diào)整在燃燒發(fā)動機連續(xù)地運行期間同樣在小的時間間隔中重復。

在此，在步驟S23中首先也求得燃燒發(fā)動機的實時的運行點。

緊接著而后在步驟S24中測試，是否實時的運行點P位于包含的部分區(qū)域A3內(nèi)部。

如果這不是這樣的情況，那么在步驟S25中確定不進行λ調(diào)整。

在其它情況下，在步驟S26中將λ調(diào)整Δλ規(guī)定到值Δλ3上，該值之前在根據(jù)圖1A的流程圖中確定用于部分區(qū)域A3。

緊接著在步驟S27中測試，是否燃燒發(fā)動機的實時的運行點P在更小的部分區(qū)域A2中。

如果這是這樣的情況，那么在步驟S28中將λ調(diào)整Δλ規(guī)定到值Δλ2上，該值在根據(jù)圖1A的流程圖中設(shè)置用于部分區(qū)域A2。

緊接著而后在步驟S29中測試，是否燃燒發(fā)動機的實時的運行點P甚至位于最狹小的部分區(qū)域A1中。

如果這是這樣的情況，那么在步驟S30中將λ調(diào)整Δλ規(guī)定到值Δλ1上，該值在根據(jù)圖1A的流程圖中設(shè)置用于部分區(qū)域A1。

圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的、具有帶有噴入設(shè)備2、點火設(shè)備3和廢氣催化器4的燃燒發(fā)動機1的驅(qū)動系統(tǒng)的簡化的示意性的示圖，廢氣催化器4布置在燃燒發(fā)動機1的廢氣系5中。

此外，該驅(qū)動系統(tǒng)還具有控制器6，該控制器由很多傳感器參數(shù)觸發(fā)且噴入設(shè)備2以λ值來觸發(fā)，其中，控制器6實現(xiàn)相應(yīng)的λ調(diào)整用以改善廢氣催化器4的凈化作用。

此外，控制器6還觸發(fā)點火設(shè)備3且實現(xiàn)相應(yīng)的點火角度延遲調(diào)整（如前面已經(jīng)詳細地說明的那樣）。

本發(fā)明不限于前面說明的優(yōu)選的實施例。相反，大量的變體和變形是可行的，其同樣使用本發(fā)明構(gòu)思且因此落入保護范圍。本發(fā)明還尤其要求保護與相應(yīng)所引用的權(quán)利要求無關(guān)的、且尤其沒有主權(quán)利要求的特征的從屬權(quán)利要求的主題。

附圖標記清單

1 燃燒發(fā)動機

2 噴入設(shè)備

3 點火設(shè)備

4 廢氣催化器

5 廢氣系

ZW_SOLL 點火角度的理論值

ΔZW 用于改善廢氣催化器的凈化作用的、點火角度的調(diào)整角度

ΔZW1 在部分區(qū)域A1中的、點火角度的調(diào)整角度

ΔZW2 在部分區(qū)域A2中的、點火角度的調(diào)整角度

ΔZW3 在部分區(qū)域A3中的、點火角度的調(diào)整角度

λ_SOLL λ值的期望值

Δλ 用于改善廢氣催化器的凈化作用的、λ值的調(diào)整值

Δλ1 在部分區(qū)域A1中的、λ值的調(diào)整值

Δλ2 在部分區(qū)域A2中的、λ值的調(diào)整值

Δλ3 在部分區(qū)域A3中的、λ值的調(diào)整值

P 燃燒發(fā)動機的運行點

M 燃燒發(fā)動機的負荷力矩

n 燃燒發(fā)動機的轉(zhuǎn)速

A1,A2,A3 發(fā)動機特性場的部分區(qū)域

OSC 廢氣催化器的氧存儲能力。