Zur Reinigung von Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen ist bekannt, Katalysatoren einzusetzen, die eine Konvertierung von Schadstoffen des Abgases in umweltneutrale Verbindungen vornehmen. 3-Wege-Katalysatoren sind in der Lage, gleichzeitig die Oxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und Kohlenmonoxid CO sowie die Reduktion von Stickoxiden NOX unter stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen mit Lambda = 1 zu katalysieren. So genannte NOX-Speicherkatalysatoren werden eingesetzt, um insbesondere bei magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschinen die Emission von Stickoxiden NOx bei mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnissen mit Lambda > 1 zu reduzieren.

Ihre volle Betriebsfähigkeit, bei der die Schadstoffkonvertierung mit einem ausreichenden Wirkungsgrad erfolgt, erreichen Katalysatoren erst, nachdem sie ihre Anspring-oder Light-off-Temperatur angenommen haben. Daher gelangt ein Großteil der nach einem Motorkaltstart erzeugten Schadstoffe unkonvertiert in die Atmosphäre. Um eine Emissionsminderung während der Warmlaufphase zu erzielen, werden kleinvolumige Vorkatalysatoren eingesetzt, die an einer motornahen Position der Abgasanlage angeordnet werden. Diese erreichen wegen ihrer geringen thermischen Masse und ihrer motornahen Lage relativ schnell ihre Anspringtemperatur und überbrücken damit die Zeitspanne, bis auch der weiter stromab angeordnete, großvolumige Hauptkatalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat. Um die Aufheizung des Vorkatalysators und damit sein Anspringen zu beschleunigen, ist bei Ottomotoren bekannt, durch Spätverstellung eines Zündwinkels (Spätzündung) einen Motorwirkungsgrad zu verringern und dabei die Abgastemperatur anzuheben. Ferner ist bekannt, eine derartige Katalysatorheizmaßnahme nicht bei einer stöchiometrischen Abgaszusammensetzung mit Lambda = 1, sondern bei leicht magerem Abgas mit Lambda > 1, üblicherweise bei Lambda = 1,05, durchzuführen.

Diese Maßnahme trägt dem Umstand Rechnung, dass die Anspringtemperatur für die HC- und CO-Konvertierung aufgrund des Sauerstoffüberschusses im mageren Abgas um etwa 50 bis 100 K niedriger liegt als im stöchiometrischen Abgas. Effektiv setzt daher bei Magerbeaufschlagung die Schadstoffkonvertierung früher ein. Durch die Magerbeaufschlagung wird allerdings ein gewisser NOx-Durchbruch in Kauf genommen, da

mit 3-Wege-Katalysatorsystemen nur bei einer exakt stöchiometrischen Abgasatmosphäre eine vollständige NOx-Reduzierung erfolgt und im Falle von NOx-Speicherkatalysatoren diese ihre Arbeitstemperatur bezüglich einer NOx-Speicherung ebenfalls noch nicht erreicht haben.

In gegenwärtigen Verfahren erfolgt das Katalysatorheizen über Spätzündung und leicht magerer Abgasatmosphäre, beispielsweise im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) für einen Zeitraum von etwa 20 bis 60 s nach Motorstart, ehe die Verbrennungskraftmaschine in den üblichen Lambda=1-Modus umgeschaltet wird. Im Falle schichtladefähiger, magerlauffähiger Ottomotoren wird der magere Schichtbetrieb üblicherweise nach 150 bis 400 s nach Motorstart im NEFZ zugelassen. In jedem Fall hat der Hauptkatalysator am Ende der Katalysatorheizmaßnahme seine Anspringtemperatur noch nicht erreicht. Zum beschleunigten Aufheizen des Hauptkatalysators wäre wegen seiner großen thermischen Masse und wegen Wärmeverlusten im Abgaskanal eine deutlich längere Katalysatorheizdauer, verbunden mit einem entsprechenden Kraftstoffmehrverbrauch, erforderlich, ohne eine nennenswerte Emissionsminderung zu erzielen. Somit leistet der Vorkatalysator bis zum Anspringen des Hauptkatalysators alleine nahezu die gesamte Konvertierungsleistung des Abgassystems. Bei hohen Motorlasten mit höheren Abgasmassenströmen, insbesondere in Beschleunigungsphasen, wird der Vorkatalysator zumindest teilweise überlaufen, so dass bis zum Anspringen des Hauptkatalysators ein gewisser Schadstoffdurchbruch zu verzeichnen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Steuerung eines Warmiaufs eines Katalysatorsystems zur Verfügung zu stellen, welches gegenüber dem gegenwärtigen Stand der Technik eine stärkere Schadstoffreduzierung erzielt. Das Verfahren sollte insbesondere nicht mit einem erhöhten Mehrverbrauch belastet sein.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass (a) in einer Aufheizphase ein Katalysatorheizen durch Anhebung einer Abgastemperatur mittels motorischer Maßnahmen bei einer Beaufschlagung des Katalysatorsystems mit einer mageren Abgasatmosphäre mit Lambda > 1 durchgeführt wird, bis eine Temperatur des Vorkatalysators zumindest annähernd eine Anspringtemperatur bei Lambda = 1 (L0=i) erreicht hat, und

(b) in einer unmittelbar anschließenden oder zeitlich abgesetzten Magerphase eine Beaufschlagung des Katalysatorsystems mit einer mageren Abgasatmosphäre mit Lambda > 1 durchgeführt wird, bis eine Temperatur des Hauptkatalysators zumindest annähernd die Anspringtemperatur bei Lambda = 1 (LO=) erreicht hat.

Dabei entspricht die Aufheizphase in ihren wesentlichen Merkmalen, nämlich Anhebung der Abgastemperatur sowie Beaufschlagung mit einer mageren Abgasatmosphäre, derzeit üblichen Verfahren. Die motorischen Maßnahmen zur Anhebung der Abgastemperatur können dabei insbesondere in einer Spätzündung bestehen und/oder in einer Reduzierung einer Abgasrückführrate gegenüber einem nach Beendigung der Warmlaufphase einzustellenden Betriebsmodus. Erfindungsgemäß folgt dieser Aufheizphase eine Magerphase, in der die magere Abgasatmosphäre aufrecht erhalten wird, bis auch der Hauptkatalysator seine Anspringtemperatur erreicht hat oder sich nahe an dieser befindet.

Das erfindungsgemäße Vorgehen nutzt somit die Vorteile einer niedrigeren Anspringtemperatur bezüglich einer HC-und CO-Konvertierung bei magerer Abgasbeaufschlagung gegenüber stöchiometrischer Beaufschlagung auch am Hauptkatalysator. Während eines Zeitfensters zwischen dem Erreichen der Mager- Anspringtemperatur und der Lambda=1-Anspringtemperatur wird auf diese Weise eine signifikante Reduzierung der HC-und CO-Schadstoffemission erzielt.

Dabei erfolgt während der Aufheiz-und/oder der Magerphase die Beaufschlagung des Katalysatorsystems mit einem leicht mageren Lambda von 1,005 bis 1,2. Vorzugsweise beträgt der Lambdawert 1,01 bis 1,07, insbesondere 1,01 bis 1,03. Im Falle eines NOX- Speicherkatalysators als Hauptkatalysator kann es unter bestimmten, noch zu erläuternden Umständen überdies sinnvoll sein, die Lambdavorgabe in der Magerphase auf Werte oberhalb von 1,05, vorzugsweise auf Werte zwischen 1,1 und 1,15, zu bestimmen.

Die Beendigung der Magerphase und damit des Warmlaufs, verbunden mit der Umschaltung der Verbrennungskraftmaschine in einen regulären Betriebsmodus, kann auf verschiedene Weise erfolgen. In der einfachsten Ausführung kann für die für das Erreichen der Anspringtemperatur bei Lambda = 1 durch den Hauptkatalysator erforderliche Zeit ein fester Zeitraum nach Motorstart oder nach Beendigung der Aufheizphase vorgegeben werden.

Eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, einen kumulierten Wärmestromeintrag in das Katalysatorsystem zu modellieren und die Magerphase zu beenden, wenn eine vorgebbare Wärmestromschwelle überschritten wird. Nach einer weiteren Alternative kann die Temperatur des Hauptkatalysators selbst ermittelt werden und die Magerphase bei Überschreiten einer vorgebbaren Temperaturschwelle durch die

Hauptkatalysatortemperatur abgebrochen werden. Die Ermittlung der Temperatur des Hauptkatalysators kann entweder mit Hilfe von Temperatursensoren, die vor, im oder nach dem Hauptkatalysator angeordnet sein können, erfolgen oder durch Modellierung anhand von aktuellen Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine, wobei dies ebenfalls mit Unterstützung durch Temperatursensoren erfolgen kann.

Unabhängig davon, nach welchem der vorbeschriebenen Verfahren das Erreichen der Lambda=1-Anspringtemperatur des Hauptkatalysators erkannt wird, ist besonders vorteilhaft vorgesehen, die Magerphase um eine vorgebbare Zeitspanne vor diesem Erreichen zu beenden. Durch die somit erfolgende Verkürzung der Magerphase wird eine durch den Magerbetrieb verursachte NOx-Emission reduziert.

Eine weitere Verminderung der NOX-Emission kann erreicht werden, indem eine interne oder externe Abgasrückführrate während der Magerphase angehoben wird. Durch diese Maßnahme wird die Verbrennungstemperatur gesenkt und die NOx-Rohemission erniedrigt.

In diesem Zusammenhang kann es zweckmäßig sein, Zündzeitpunkt und Stellung von Nockenwelle und gegebenenfalls einer Ladungsbewegungsklappe anzupassen, um Momentenschwankungen zu vermindern und insgesamt eine bessere Laufruhe zu gewährleisten.

Nach einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung des Verfahrens erfolgt zwischen der Aufheizphase und der Magerphase in einer weiteren Phase eine Beaufschlagung des Katalysatorsystems mit einer stöchiometrischen Abgasatmosphäre mit Lambda = 1 so lange, bis der Hauptkatalysator zumindest annähernd seine Anspringtemperatur bei Lambda > 1 erreicht hat. Hierdurch wird eine weitere Verringerung der NOx-Emission erzielt. Alternativ kann sich diese Phase auch unmittelbar dem Motorstart anschließen und somit die Aufheizphase ersetzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 schematisch eine Verbrennungskraftmaschine mit nachgeschalteter Abgasanlage ;

Figur 2 einen zeitlichen Lambdaverlauf und Temperaturverläufe von Vor-und Hauptkatalysator im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) gemäß einem Verfahren zur Warmiaufsteuerung nach dem Stand der Technik ; Figur 3 zeitliche Temperatur-und Lambdaverläufe im NEFZ gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Warmlaufsteuerung ; Figur 4 zeitliche Temperatur-und Lambdaverläufe gemäß einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Figur 5 zeitliche Temperatur-und Lambdaverläufe gemäß einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Figur 6 zeitliche Temperatur-und Lambdaverläufe gemäß einer vierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Figur 7 zeitliche Temperatur-und Lambdaverläufe gemäß einer fünften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Figur 8 zeitliche Temperatur-und Lambdaverläufe gemäß einer sechsten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem nachgeschalteten Abgaskanal 12. Zur Reinigung eines von der Verbrennungskraftmaschine 10 produzierten Abgases beherbergt der Abgaskanal 12 an einer motornahen Position einen kleinvolumigen Vorkatalysator 14 sowie stromab von diesem einen typischerweise in einer Unterbodenposition angeordneten, großvolumigen Hauptkatalysator 16. Beide Katalysatoren 14,16 können als Oxidations-oder 3-Wege-Katalysatoren ausgestaltet sein. Der Hauptkatalysator 16 kann jedoch auch, insbesondere im Falle einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine 10, ein NOX-Speicherkatalysator sein. Eine Steuerung des Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere eines Luft-Kraftstoff- Verhältnisses Lambda, einer Abgasrückführrate, eines Zündwinkels und gegebenenfalls eines Einspritzwinkeis, erfolgt in Abhängigkeit von Signalen verschiedener im Abgaskanal 12 installierter Sensoren. Diese umfassen eine Lambdasonde 18 zur Regelung des Verbrennungslambdas sowie einen Gassensor 20, der als NOx-Sensor oder ebenfalls als Lambdasonde ausgestaltet sein kann und der Überwachung des Hauptkatalysators 16 dient.

Stromauf des Hauptkatalysators 16 ist ein Temperatursensor 22 im Abgaskanal 12

angeordnet und dient der Ermittlung der Temperatur des Hauptkatalysators 16. Diese kann jedoch auch durch anderenorts, beispielsweise im Hauptkatalysator 16, angeordnete Temperatursensoren ermittelt oder rechnerisch modelliert werden. Die Sensorsignale sowie ausgewählte Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine finden Eingang in ein Motorsteuergerät 24, welches die Daten verarbeitet und anhand abgespeicherter Algorithmen und Kennfelder die Steuerung der Verbrennungskraftmaschine 10 vornimmt.

Wie bereits eingangs erläutert wurde, erfolgt eine ausreichende Konvertierung von Schadstoffen des Abgases erst, nachdem die Katalysatoren 14,16 eine katalysatorspezifische Anspringtemperatur erreicht haben.

Ein dem Stand der Technik entsprechendes herkömmliches Verfahren zur Steuerung des Warmiaufs des Katalysatorsystems 14,16 stellt Figur 2 dar. Der Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit Vpzg entspricht den Vorgaben des Neuen Europäischen Fahrzyklus NEFZ. Beginnend nach einem Motorstart bei einer Temperatur von 20 °C wird zunächst während einer Aufheizphase TH ein aktives Katalysatorheizen mittels Spätzündung durchgeführt. Entsprechend einer hierdurch erhöhten Abgastemperatur steigt die Temperatur TVK des Vorkatalysators 14 zunächst sehr schnell an. Sie erreicht zunächst eine Mager-Anspringtemperatur LO>", die typischerweise bei einer Temperatur von 200 bis 250 °C liegt. Eine zweite Anspringtemperatur bei stöchiometrischer Abgasatmosphäre LO =1 beträgt ungefähr 300 °C und wird folglich erst zu einem etwas späteren Zeitpunkt von der Vorkatalysatortemperatur TVK erreicht. Um das frühere Erreichen der Mager- Anspringtemperatur LO9,-., zu nutzen, wird das Katalysatorsystem 14,16 während der Aufheizphase TH mit einer leicht mageren Abgasatmosphäre, typischerweise mit einem Lambda von zirka 1,05, beaufschlagt. Die Dauer der aktiven Katalysatorheizung durch Spätzündung und der Beaufschlagung des Katalysatorsystems 14,16 mit der leicht mageren Abgasatmosphäre ist dabei so ausgelegt, dass die Temperatur TVK des Vorkatalysators 14 die Anspringtemperatur bei Lambda = 1 (LO=,) erreicht. Wenn anschließend die Verbrennungskraftmaschine 10 auf den stöchiometrischen Betriebsmodus mit Lambda = 1,00 umgeschaltet wird, hat die Temperatur THK des Hauptkatalysators 16 weder die Anspringtemperatur LOI, noch LOv, erreicht. Folglich leistet bis zum Anspringen des Hauptkatalysators 16 der Vorkatalysator 14 die gesamte Konvertierungsleistung. Treten in diesem Zeitfenster hohe Motorlasten, insbesondere bei Beschleunigungsfahrten, und hohe Abgasmassenströme auf, wird der Vorkatalysator 14 teilweise überlaufen, so dass Schadstoffdurchbrüche verzeichnet werden.

Um diese Schadstoffdurchbrüche während des Warmiaufs des Katalysatorsystems 14,16 zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, im Anschluss an die aktive Aufheizphase IH

eine Magerphase cm durchzuführen, in der das Katalysatorsystem 14,16 mit einer leicht mageren Abgasatmosphäre, vorzugsweise mit Lambda = 1, 01 bis 1,03, so lange beaufschlagt wird, bis die Temperatur THK des Hauptkatalysators 16 zumindest nahezu die Anspringtemperatur bei Lambda = 1 (LOX=1) erreicht hat, In der einfachsten Ausführung des Verfahrens, die in Figur 3 dargestellt ist, wird für die Dauer der Magerphase SM ein Festwert vorgegeben, so dass nach Ablauf dieser Dauer zum Zeitpunkt tE der Warmiauf abgebrochen wird und die Verbrennungskraftmaschine 10 in ihren normalen Betriebsmodus, hier bei Lambda = 1,00, umgeschaltet wird. Dabei wird die Dauer der Magerphase um derart bemessen, dass bei Vorliegen durchschnittlicher Motorlasten nach Start eine Temperatur THK des Hauptkatalysators 16 zumindest nahe der Lambda=1-Anspringtemperatur (LOX=1) erwartet werden kann. Wie an den Temperaturverläufen TVK, THK, die mit denen aus Figur 2 gemäß dem Stand der Technik übereinstimmen, erkennbar ist, führt die zusätzliche Magerphase um zu keiner signifikant abweichenden Abgastemperatur und somit zu keinem veränderten Aufheizverhalten der Katalysatoren 14,16. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Magerphase cm ist darin zu sehen, dass in dem Zeitfenster, in dem die Hauptkatalysatortemperatur THK bereits die Mager-Anspringtemperatur LOX, 1, jedoch nicht die Anspringtemperatur unter stöchiometrischen Abgasbedingungen LOX=1 erreicht hat, bereits eine HC-und CO-Konvertierung am Hauptkatalysator 16 genutzt werden kann. Somit wird in Betriebssituationen, in denen die verhältnismäßig geringe Konvertierungskapazität des Vorkatalysators 14 überlaufen wird, eine deutliche Verringerung der Schadstoffemission erzielt.

Eine genauere Methode zur Ermittlung des Endes der Magerphase IMI die tatsächlich vorliegende Betriebsbedingungen während des Warmiaufs berücksichtigt, zeigt Figur 4. Hier wird auf an sich bekannte Weise ein Wärmestromeintrag W in Abhängigkeit aktueller Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10, wie Motorlast und Drehzahl, ermittelt. Die Magerphase-um wird beendet, wenn der kumulierte Wärmestromeintrag W eine vorgegebene Wärmestromschwelle Ws überschreitet. Dabei korreliert die Wärmestromschwelle Ws wiederum mit einer sich zumindest nahe an der Anspringtemperatur LOx=1 befindenden Temperatur THK des Hauptkatalysators 16. Der Vorteil der in Figur 4 dargestellten Ausführung des Verfahrens besteht in einer flexiblen Anpassung der Dauer der Magerphase IM an die aktuellen Betriebsbedingungen. Wird das Fahrzeug unmittelbar nach Motorstart im Hochlastbetrieb mit hohen Abgastemperaturen und Abgasmassenströmen eingesetzt, wird ein verhältnismäßig rascher Anstieg des Wärmestromeintrags W ermittelt, resultierend in einer verkürzten Dauer der Magerphase cm.

Umgekehrt wird sich bei Betrieb des Fahrzeugs im Niedriglastbereich eine relativ lange Warmiaufphase ergeben.

Eine weitere, in Figur 5 dargestellte Methode bestimmt den Abbruch der Magerphase um gemäß einer gemessenen oder modellierten Temperatur THK des Hauptkatalysators 16.

Überschreitet diese eine vorgegebene Temperaturschwelle Ts, die wiederum zumindest nahe der stöchiometrischen Anspringtemperatur LOX=1 liegt, wird das Umschalten der Verbrennungskraftmaschine 10 in den Lambda=1-Betrieb ausgelöst. Anstelle der Katalysatortemperaturschwelle Ts kann auch eine Temperaturschwelle für eine Abgastemperatur vorgegeben werden. Die Modellierung der Katalysatortemperatur THK anhand aktueller Betriebsparameter, in die gegebenenfalls auch mit Hilfe von Temperatursensoren gemessene Abgastemperaturen einfließen können, ist bekannt und wird hier nicht näher erläutert. Ähnlich der Bestimmung des Warmlaufendes tE anhand des ermittelten Wärmestromeintrags (vgl. Fig. 4) besteht auch hier der Vorteil in der Berücksichtigung tatsächlich vorherrschender Betriebsparameter.

Eine weitere erfindungsgemäße Verfahrensausgestaltung zeigt Figur 6. Hier wird die Magerphase TM nicht unmittelbar nach Beendigung der Aufheizphase tn eingeleitet, sondern nach einer weiteren Phase Ts, in der das Katalysatorsystem 14,16 mit einer stöchiometrischen Abgasatmosphäre mit Lambda = 1, 00 beaufschlagt wird. Die stöchiometrische Phase Ts wird dabei so lange aufrecht erhalten, bis die Hauptkatalysatortemperatur THK eine vorgebbare Schwelle erreicht, die annähernd der Mageranspringtemperatur LOX, 1 entspricht oder vorzugsweise etwas unterhalb dieser liegt.

Insbesondere entspricht die Schwelle einer Hauptkatalysatortemperatur THK von 170 bis 300 °C, vorzugsweise von 220 bis 270 °C. Das Erreichen dieser Temperatur kann entsprechend der vorstehend ausgeführten Verfahren mittels einer fest vorgegebenen Zeitdauer, des ermittelten Wärmestromeintrages oder der gemessenen oder modellierten Hauptkatalysatortemperatur THK erfasst werden. Bei Überschreiten der Schwelle wird in die Magerphase um gewechselt, die wiederum gemäß einer der vorstehend beschriebenen Methoden beendet wird. Dieses Verfahren führt insgesamt zu einer Verkürzung der Magerphase TM und trägt somit dem Umstand Rechnung, dass selbst bei lediglich leicht mageren Abgaswerten Stickoxide in einem stöchiometrischen Überschuss entstehen, die katalytisch nicht abgebaut werden können und somit einen gewissen NOX-Durchbruch verursachen. Selbst im Falle eines als NOX-Speicherkatalysator ausgestalteten Hauptkatalysators 16 können diese, am Vorkatalysator nicht konvertierten Stickoxide in dieser Phase nicht eingelagert werden, da die hierfür erforderlichen Katalysatortemperaturen oberhalb von 220 °C weitgehend noch nicht vorliegen. Da nach Beendigung der Aufheizphase Tu der Hauptkatalysator 16 noch nicht einmal seine Mager-Anspringtemperatur LOX, 1 erreicht hat und er somit in dieser Phase ohnehin nicht unterstützend bei der HC-und CO-Konvertierung wirken kann, wird die Zeit bis zu seinem Anspringen durch die

stöchiometrische Abgasbeaufschlagung, in der kein Os-und NOx-Überschuss vorhanden ist, überbrückt. Gegenüber den vorausgehend beschriebenen Verfahrensvarianten kann somit während der Phase TS die NOX-Emission reduziert werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Magerphase TM auf Betriebsphasen mit hohen HC-Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine 10 und/oder hohen Raumgeschwindigkeiten des Abgases beschränkt (Fig. 7). Hierfür kann für die Motorlast und/oder für eine Motordrehzahl eine Schwelle vorgegeben werden, bei deren Unterschreitung die Magerbeaufschlagung während der Magerphase TM unterdrückt wird und die Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit Lambda = 1 betrieben wird. Auf diese Weise wird nur dann auf die Unterstützung des Hauptkatalysators 16 bezüglich der HC-und CO-Konvertierung zurückgegriffen, wenn dies betriebspunktabhängig erforderlich ist. Entsprechend muss auch nur in dieser begrenzten Phase ein geringer NOx-Durchbruch in Kauf genommen werden, woraus sich eine weitere Verminderung der NOx-Emission gegenüber der in Figur 6 dargestellten Ausführung ergibt.

Eine weitere, in Figur 8 gezeigte Ausführung des Verfahrens berücksichtigt ein Problem von NOx-Speicherkatalysatoren, das darin besteht, dass bei nur leicht magerem Abgas, etwa bei Lambda s 1, 05 und unter bestimmten weiteren Umständen eine Konkurrenz von NOx-Einlagerung und Nitratzerfall ohne anschließende NOx-Konvertierung beobachtet wird.

Daher kann vorteilhafterweise speziell für NOx-Speicherkatalysatoren vorgesehen sein, abhängig von der Abgaszusammensetzung, von der Temperatur THK des NOX-Speicherkatalysators des Abgasmassenstroms und/oder der NOx-Rohemission die Lambdavorgabe in der Magerphase TM auf Werte oberhalb von 1,05, vorzugsweise auf Lambda = 1,1 bis 1,15, anzuheben. Damit wird aufgrund des hohen Sauerstoffüberschusses der Nitratzerfall ohne anschließende NOx-Konvertierung zumindest weitgehend unterdrückt.

Zusätzlich kann bei allen beschriebenen Verfahren durch Anhebung der Abgasrückführrate eine weitere Minderung der NOx-Rohemission der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden. Dies kann sowohl durch weitere Öffnung eines AGR-Ventils in einer AGR-Leitung (externer AGR) als auch durch Veränderung von Ventilüberschneidungen von Ein-und Auslassventilen der Zylinder (interne AGR) erreicht werden. Vorzugsweise wird die AGR- Rate um einen Faktor 1,1 bis 2,5, optimal um einen Faktor 1,3 bis 1,6, gegenüber üblichen homogenen Applikationen (10 bis 30 % AGR-Rate) angehoben.

Zur Vermeidung von Fahrverhaltensproblemen kann die Anhebung der AGR-Rate von einer Laufruhe beziehungsweise einer Laufunruhe der Verbrennungskraftmaschine abhängig

gemacht werden. Dazu wird die AGR-Rate während der Magerphase um schrittweise oder stufenlos so lange angehoben, bis eine vorgebbare maximale Soll-AGR-Rate überschritten wird oder bis eine durch Anhebung der AGR-Rate bedingte Zunahme der Laufunruhe eine vorgebbare Schwelle überschreiet. In diesem Fall kann die AGR-Rate zunächst zurückgenommen werden. Anschließend kann erneut eine Anhebung der AGR-Rate erfolgen, um während der Magerphase TM eine motorindividuelle maximale AGR-Rate fahren zu können. Bei Unterschreiten einer laufunruheabhängigen minimalen AGR-Zunahme kann die Magerbeaufschlagung unterdrückt werden.

Insgesamt wird durch das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher Weise und ohne dass ein Kraftstoffmehrverbrauch in Kauf genommen werden muss, eine Emission von unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und Kohlenmonoxid CO während der Warmlaufphase eines Katalysatorsystems reduziert. Die verschiedenen vorteilhaften Ausführungsbeispiele ermöglichen dabei, eine NOx-Mehremission-abgestimmt auf die vorliegende Betriebssituation-zu minimieren. Das Verfahren lässt sich mit sehr geringem Aufwand in übliche Motorsteuerungen integrieren.

BEZUGSZEICHENLISTE 10 Verbrennungskraftmaschine 12 Abgaskanal 14 Vorkatalysator 16 Hauptkatalysator 18 Lambdasonde 20 NOx-Sensor oder Lambdasonde 22 Temperatursensor 24 Motorsteuergerät Luft-Kraftstoff-Verhältnis Lambda Lu9, =, Anspringtemperatur bei Lambda = 1 LOi, 1 Anspringtemperatur bei Lambda > 1 t Zeit tE Warmlaufende TK, t Katalysatortemperatur TVK Vorkatalysatortemperatur THK Hauptkatalysatortemperatur Aufheizphase TM Magerphase stöchiometrische Phase Vpzg Fahrzeuggeschwindigkeit W kumulierter Wärmestromeintrag Ws Wärmestromschwelle