用于调试内燃机的方法和带有内燃机的机动车技术

本发明专利技术涉及一种用于调试内燃机(10)的方法，在其排气系统(20)中布置有可电加热的λ探子(24)和带有氧气存储器(50)的催化器(30)。方法步骤的根据本发明专利技术的组合使得带有紧邻在冷起动之后最佳的原始排放减少和在热运转阶段中最佳的有害物质转化的内燃机(10)的起动成为可能。带有内燃机(10)、被联接在其处的具有可电加热的λ探子(24)和带有氧气存储器(50)的催化器(30)的排气系统(20)和控制器(42)的机动车同样是本发明专利技术的对象，其中，控制器(42)被设立用于执行根据本发明专利技术的方法。

Methods for debugging internal combustion engines and motor vehicles with internal combustion engines

The invention relates to a method for debugging an internal combustion engine (10), in which a lambda probe (24) which can be electrically heated and a catalyst (30) with an oxygen memory (50) are arranged in the exhaust system (20). The combination of method steps according to the present invention makes it possible to start an internal combustion engine (10) with the best reduction of original emissions immediately after a cold start and the best transformation of harmful substances in a hot running stage. A motor vehicle with an internal combustion engine (10), a lambda probe (24) connected thereto with electric heating, an exhaust system (20) with a catalyst (30) with an oxygen memory (50) and a controller (42) are also objects of the present invention, wherein the controller (42) is configured to perform a method according to the present invention.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调试内燃机的方法和带有内燃机的机动车
本专利技术涉及一种用于调试内燃机的方法，尤其涉及一种用于改善在调试内燃机的情形中的冷起动废气特性(Kaltstartabgasverhalten)的方法。此外，本专利技术涉及一种带有内燃机且优选带有被设置用于执行根据本专利技术的用于调试内燃机的方法的控制器的机动车。
技术介绍
排放法规(Abgasgesetzgebung)的持续严苛(kontinuierlicheVerscharfung)对车辆制造商提出了高要求，这些要求必须通过用于减少发动机的原始排放的相应措施和通过相应的废气后处理来满足。尤其随着法规阶段EU6的引入，针对带有汽油发动机的车辆的排放极限值被再次大幅加严。此外，RDE法规考虑紧邻在发动机起动之后的更高动力，因此如下越来越重要，即，紧邻在发动机起动之后同样确保最小的废气排放。对于汽油发动机的废气成分(Abgaszusammensetzung)而言，除了如点火角度和所使用的燃料的因素之外尤其空燃比是重要的，即，在发动机燃烧室中由空气和燃料构成的质量比。该比例通常作为无量纲的参数λ来说明，其表示由实际在燃烧室中供使用的空气质量和对于完全燃烧而言至少必要的空气质量构成的商。对于λ=1而言谈及化学计量运行，在其中与理论上对于被喷入的燃料的完全转化而言所需一样多的空气质量在燃烧室中可供使用。在λ<1的情形中存在在燃烧室中的空气不足(Luftmangel)且谈及浓的混合物。在λ>1的情形中存在在燃烧室中的空气过量且谈及稀的混合物。为了可高效地后发动机式地(nachmotorisch)转化不可完全避免的原始排放，在内燃机的排气装置中安装有被涂覆以贵金属的催化器。在正常的发动机运行中，这样的催化器在带有在0.97与1.03之间的λ的所谓的λ窗口中呈现最佳的效率，也就是说通过高效废气转化的最佳的净化能力。此外，催化器需要最小的废气温度水平，以便于可转化在其中所包含的有害物质。如下是已知的，即，为了加热催化器使用电加热元件或内发动机式的措施。在此，内发动机式的加热措施通常与确定的空燃比、也就是说确定的额定λ(Solllambda)的调整相联系。在所有已知的用于调试内燃机的方法的情形中，额定λ值被预控制，因为为了确定λ值而布置在排气通道中的λ探子(Lambdasonde)通常在发动机起动的情形中尚不可投入使用。在预控制的情形中，实际测得的λ值通常以百分之一至二处于额定值旁边。这例如在于如下，即，用于预控制的模型不可能精确考虑所有对内燃机的影响。
技术实现思路
在已知的方法中，λ探子的未定义的温度水平在发动机起动的情形中因此不仅导致增加的原始排放，而且导致用于加热催化器的内发动机式的措施的降低的效率。因此本专利技术基于如下任务，即，提供一种用于调试内燃机的方法，其减少或克服现有技术的缺点且改善紧邻在发动机起动之后的废气质量。该任务通过一种用于调试内燃机的根据本专利技术的方法来解决，其中，该内燃机具有被联接在其处的排气系统且与控制器相连接。在排气系统中布置有可电加热的λ探子和催化器，其中，催化器具有氧气存储器(OxygenStorageCapacity-OSC)。该氧气存储器优选地至少包含具有氧化铈和/或氧化锆的陶瓷部件。对于本领域的技术人员而言，带有氧气存储器的合适的催化器是已知的。在根据本专利技术的方法的第一步骤中，在已经起动内燃机之前的第一阶段期间、即在关闭内燃机的情形中反应于第一控制信号通过控制器的接收实现λ探子的电加热。优选地，电加热元件布置在λ探子处或中且可借助于控制器来运行。一旦达到λ探子的运行温度，内燃机在根据本专利技术的方法的第二步骤中才被起动。因此，在起动内燃机的情形中已存在λ探子的完全的调节准备且可有利地取消燃料空气混合物的预控制。基于λ探子的在发动机起动的情形中已可供使用的调节准备，内燃机紧邻在起动之后在精确地λ调节的稀燃运行(Magerbetrieb)中被运行。在发动机起动的情形中由如下出发，即，布置在排气系统中的催化器还处在其起燃温度(Light-Off)之下且因此尚不可完全使用，也就是说尚不可完全用于转化原始排放。内燃机的可精确调整的稀燃运行尤其降低了HC-和CO-原始排放，而不实现NOx-原始排放的显著升高。如下被证实，即，在被起动的内燃机的稀燃运行中的最佳废气质量以在1.05与1.15之间、特别优选地大约1.1的额定λ来获得。在根据本专利技术的方法的第三步骤中，在达到催化器的第一运行温度之后实现内燃机的精确λ调节的化学计量运行。在此，催化器的第一运行温度优选地是催化器的起燃温度，自该温度起可耗尽催化器的完全的转化潜能。在此，内燃机的化学计量运行的调节优选地持续地实现，也就是说内燃机如此来运行，以至于在时间上恒定的目标λ值以布置在排气通道中的λ探子来确定。在根据本专利技术的方法的第四步骤中，在达到催化器的第二运行温度之后实现带有振荡的额定λ值的内燃机的精确λ调节的化学计量运行。催化器的第二运行温度优选地是布置在催化器中的氧气存储器的激活温度T3。该氧气存储器可在激活温度上方动态地将氧气装入到其结构中且将氧气移除。在氧气存储器的超过的激活温度的情形中，最佳的废气转化结果在催化器处以振荡调节的额定λ值来达到。在此，1.0的额定λ被加载以例如+/-10%、优选地+/-5%且特别优选地+/-2%的强迫幅度。因此，额定λ值在达到第二运行温度之后例如可在0.98与1.02之间交替。如下被证实，即，根据本专利技术的方法的步骤组合使得紧邻在起动内燃机之后有害的HC-、CO-和NOX-原始排放的明显降低以及在后置的催化器处的较高的转化率的特别快速的达到成为可能。在根据本专利技术的方法的一种优选的设计方案中，这些正面效果还以如下方式被增强，即，内燃机直至达到催化器的第一运行温度以增加的点火能量在稀燃运行中被运行。增加的点火能量优选地通过火花带点火(Funkenbandzündung)作为按需要的多重点火来提供且提高了内燃机的运转平稳以及燃烧废气的时间上的均匀性。因此，原始排放被进一步降低且在催化器中的废气转化可特别有规律地实现。在根据本专利技术的方法中，陶瓷的传感器元件优选地作为λ探子、尤其作为跃变探子(Sprungsonde)或作为宽带探子得到使用。λ探子优选地包含固体电解质，其布置在内燃机的废气流中且取决于在废气与参考气体之间的氧气分压差输出电压信号。优选地，固体电解质基于二氧化锆。同样优选地，耐水冲击的λ探子被使用。耐水冲击性(Wasserschlagsfestigkeit)可通过λ探子在排气通道中、例如在向下倾斜的排气管件中的布置，通过λ探子的测量开口例如逆着废气流的合适定向，且/或通过在探子表面上的多孔陶瓷保护层实现。对于本领域的技术人员而言，λ探子的耐水冲击性可如何被确保是已知的。在根据本专利技术的方法中得到使用的λ探子优选地具有电阻加热元件(Widerstandsheizelement)。在根据本专利技术的方法的一种此外优选的实施方式中，在内燃机的排气系统中所布置的催化器具有电加热元件且一旦控制器已接收第一控制信号同样被电加热。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调试内燃机(10)的方法，该内燃机带有被联接在其处的具有可电加热的λ探子(24)和带有氧气存储器(50)的催化器(30)的排气系统(20)和控制器(42)，该方法具有如下步骤：/n- 在关闭的内燃机(10)的情形中在第一控制信号通过所述控制器(42)的接收之后电加热所述λ探子(24)，/n- 在达到所述λ探子(24)的运行温度和所述内燃机(10)的λ调节的稀燃运行之后起动所述内燃机(10)，/n- 在达到所述催化器(30)的第一运行温度之后所述内燃机(10)的λ调节的化学计量运行，且/n- 在达到所述催化器(30)的第二运行温度之后带有振荡的额定λ值的所述内燃机(10)的λ调节的化学计量运行。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170410 DE 102017107678.61.一种用于调试内燃机(10)的方法，该内燃机带有被联接在其处的具有可电加热的λ探子(24)和带有氧气存储器(50)的催化器(30)的排气系统(20)和控制器(42)，该方法具有如下步骤：
-在关闭的内燃机(10)的情形中在第一控制信号通过所述控制器(42)的接收之后电加热所述λ探子(24)，
-在达到所述λ探子(24)的运行温度和所述内燃机(10)的λ调节的稀燃运行之后起动所述内燃机(10)，
-在达到所述催化器(30)的第一运行温度之后所述内燃机(10)的λ调节的化学计量运行，且
-在达到所述催化器(30)的第二运行温度之后带有振荡的额定λ值的所述内燃机(10)的λ调节的化学计量运行。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化器(30)的第一运行温度是所述催化器(30)的起燃温度且所述催化器(30)的第二运行温度是所述氧气存储器(50)的激活温度。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述内燃机(10)的λ调节的稀燃运行中额定λ值为在1.05与1.15之间。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述额定λ值在达到所述第二运行温度之后在0.98与1.02之间交替。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：S保克纳，FC巴龙冯丘默恩林登斯特纳，M曼茨，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE