Magerlauffähige Brennkraftmaschinen, die zumindest abschnittsweise zusammenhängend mager betrieben werden und im Gesamtmittel einer jeden, nicht unterbrochenen Magerphase eine NOx-Masse von mindestens 0,1 g emittieren, werden im folgenden kurz Magerbrennkraftmaschine genannt. In der Praxis verwendete Katalysatorsysteme zur Reinigung des Abgases der Magerbrennkraftmaschine umfassen wenigstens einen NOx-Speicherkatalysator sowie einen stromauf des NOX- Speicherkatalysators angeordneten Vorkatalysator. Der Vorkatalysator kann beispielsweise ein 3-Wege-Katalysator sein, unterstützt aber zumindest eine exotherme Oxidation von während eines Verbrennungsvorganges in der Magerbrennkraftmaschine gebildeten Reduktionsmitteln, wie CO, HC oder H2.

Während des Verbrennungsvorganges eines Luft-Kraftstoff-Gemisches entstehen neben den Reduktionsmitteln Stickoxide NOX. An dem NOx-Speicherkatalysator kann das NOX mit Hilfe der Reduktionsmittel wieder zu Stickstoff reduziert werden. Befindet sich die Magerbrennkraftmaschine jedoch in einem verbrauchsgünstigen Magerbetrieb mit), > 1, so überwiegt ein Sauerstoffanteil einen Kraftstoffanteil im Luft-Kraftstoff-Gemisch, und infolgedessen ist auch ein Anteil der Reduktionsmittel am Abgas gemindert. Zur Abhilfe wird das NOX während des Magerbetriebes im NOx-Speicherkatalysator als Nitrat chemiesorbiert, bis eine NOx-Desorptionstemperatur überschritten oder ein maximaler NOx-Beladungszustand des NOx-Speicherkatalysators erreicht wird. Vor diesem Zeitpunkt muß der Katalysator regeneriert werden, das heißt, es muß ein Wechsel eines Arbeitsmodus der Magerbrennkraftmaschine von dem Magerbetrieb in einen Fettbetrieb oder stöchiometrischen Betrieb mit X < 1 erfolgen.

Gängige Kraftstoffe beinhalten in wechselnden Anteilen schwefelhaltige Verbindungen, die während des Verbrennungsvorganges zur Bildung von Schwefeloxiden SOX führen.

Das SOx wird neben dem NOX vom NOx-Speicherkatalysator als Sulfat absorbiert.

Damit ist eine NOx-Speicherkapazität des NOx-Speicherkatalysators gemindert, und der Katalysator muß in regelmäßigen Abständen SOx-regeneriert (entschwefelt) werden.

Allerdings ist eine thermodynamische Stabilität des Sulfats größer als die des Nitrat, und unter den üblichen NOx-Regenerationsparametern ist demnach häufig noch nicht eine notwendige Mindestentschwefelungstemperatur zur SOx-Desorption erreicht.

Infolgedessen müssen für die Entschwefelung zusatzliche, eine Abgatemperatur erhöhende Maßnahmen ergriffen werden.

Derartige Maßnahmen zur Erhöhung der Abgastemperatur können beispielsweise eine Spätzündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, eine Nacheinspritzung während oder nach Ende des Verbrennungsvorganges oder auch bereits ein Wechsel des Arbeitsmodus der Magerbrennkraftmaschine von > 1 in X < 1 sein, da in der Regel die Abgastemperatur im Magerbetrieb geringer ist. Nachteilig bei den genannten Maßnahmen ist jedoch, daß sie zu einer Änderung einer Gesamtenergieabgabe der Magerbrennkraftmaschine führen können. Infolgedessen kann es während der Entschwefelung zu unerwünschten Fahrsituationen bei einem Antrieb eines Kraftfahrzeuges durch die Magerbrennkraftmaschine kommen. Beispielhaft seien hier Vibrationen einer Fahrzeugkarosserie oder Schubverzögerungen genannt.

Ferner ist bekannt, der Magerbrennkraftmaschine Mittel zur Steuerung wenigstens eines Zylinders zuzuordnen. Damit kann eine selektive Vertrimmung des wenigstens einen Zylinders während eines Betriebes der Magerbrennkraftmaschine erfolgen. Daneben ist es bekannt, in dem Abgaskanal geeignete Sensoren anzuordnen, die beispielsweise die Abgastemperatur oder einen Anteil ausgewählter Gaskomponenten am Gasgemisch erfassen können. Ebenso können in bekannter Weise mit Hilfe von Modellen derartige Betriebsparameter berechnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Maßnahme zur Erhöhung der Abgastemperatur zur Verfügung zu stellen, die es auch erlaubt, die Temperaturerhöhung weitestgehend ohne eine Änderung der Gesamtenergieabgabe der Magerbrennkraftmaschine durchzuführen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Regelung der Abgastemperatur mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß (a) die Abgastemperatur gemessen und/oder berechnet und mit einer Mindestentschwefelungstemperatur verglichen wird und (b) sofern die Abgastemperatur unterhalb der Mindestentschwefelungstemperatur liegt eine Temperaturerhöhung des Abgases durch eine selektive Vertrimmung wenigstens eines Zylinders der Magerbrennkraftmaschine erfolgt, kann die Abgastemperatur wirkungsvoll erhöht werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Verlauf einer Gesamtenergieabgabe der Magerbrennkraftmaschine während der Entschwefelung erfaßt und die selektive Vertrimmung wenigstens eines Zylinders derart gesteuert, daß die Gesamtenergieabgabe der Magerbrennkraftmaschine weitestgehend konstant gehal- ten wird. Es ist demnach über die erfindungsgemäße Maßnahme möglich, die Entschwefelung so weit es geht drehmomentsneutral, das heißt ohne Einfluß auf die jeweilige Fahrsituation, durchzuführen.

Erfolgt während der Maßnahme zur Erhöhung der Abgastemperatur eine Änderung der Gesamtenergieabgabe durch eine erhöhte Lastanforderung an die Magerbrennkraftmaschine, so kann die selektive Vertrimmung wenigstens eines Zylinders unterbrochen werden. Die Lastanforderung führt in diesem Fall von sich aus bereits zu einer Erhöhung der Abgastemperatur, und daher ist eine zusätzliche Maßnahme nicht mehr notwendig.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die eine schematische Schnittansicht durch ein Katalysatorsystem für eine Magerbrennkraftmaschine zeigt, näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Anordnung eines Katalysatorsystems 10 zur Reinigung eines Abgases einer Magerbrennkraftmaschine 12. Dabei ist das Katalysatorsystem 10 innerhalb eines Abgaskanals 14 angeordnet. Das Katalysatorsystem 10 umfaßt einen NOx-Speicherkatalysator 16 und einen Vorkatalysator 18. Der Vorkatalysator 18 kann als ein 3-Wege-Katalysator ausgelegt sein, das heißt, er kann einerseits eine Oxidation von Reduktionsmitteln, wie CO, HC oder H2, des Abgases ermöglichen als auch eine Reduktion von NOX katalysieren. Die Funktionsweise eines solchen Vorkatalysators 18 ist bekannt und soll im Rahmen dieser Beschreibung nicht weiter erläutert werden.

Die Magerbrennkraftmaschine 12 kann hinsichtlich eines Verhältnisses eines Sauerstoffanteils zu einem Kraftstoffanteil in insgesamt drei verschiedenen Arbeitsmodi betrieben werden. Liegt Sauerstoff im Überschuß vor, so ist X > 1 (Magerbetrieb).

Überwiegt hingegen der Kraftstoffanteil, so ist k < 1 (Fettbetrieb), und bei Vorliegen eines stöchiometrischen Gleichgewichts ist X = 1 (stöchiometrischer Betrieb).

Ein solcher Arbeitsmodus der Magerbrennkraftmaschine 12 kann in bekannter Weise mittels eines Motorsteuergerätes 20 reguliert werden. Dabei wird entsprechend einem geforderten Arbeitsmodus der Sauerstoffanteil in einem Saugrohr 22 vor einer Verbrennung eingestellt, beispielsweise indem über ein Abgasrückführventil 24 Abgas in das Saugrohr 22 geleitet wird und über eine Drosselklappe 26 ein Volumenstrom gesteuert wird. Eine Zusammensetzung des Abgases kann durch ein Gassensorelement 28 erfaßt werden. Ferner ist hier ein Gassensorelement 30 hinter dem NOX- Speicherkatalysator 16 angeordnet, und zudem ermöglichen Temperatursensoren 32, die in ausgewähiten Bereichen des Abgaskanals 14 angeordnet werden, eine Erfassung einer Abgastemperatur.

Im verbrauchsgünstigen Magerbetrieb der Magerbrennkraftmaschine 12 ist der Anteil der Reduktionsmittel am Abgas gemindert und eine ausreichende Umsetzung von NOX findet nicht mehr statt. Zur Abhilfe wird das NOX in den NOx-Katalysator 16 als Nitrat absorbiert und zwar so lange, bis eine NOx-Speicherkapazität erschöpft oder eine NOX- Desorptionstemperatur überschritten wird. Neben der Absorption von NOX kann auch SOx absorbiert werden, das während des Verbrennungsvorganges entsteht. Durch diesen Prozeß wird die NOx-Speicherkapazität und eine katalytisch aktive Oberflache, an der bei X < 1 die katalytische Umsetzung des NOX stattfindet, verringert.

Entscheidend für eine hohe Langzeitaktivität des NOx-Speicherkatalysators 16 ist daher eine hinreichende Entschwefelung.

Ein Zeitpunkt, ab dem die Entschwefelung initiiert werden soll, kann durch einen Grenzwert vorgegeben werden, der ein Verhältnis der NOx-Konzentration stromauf und stromab des NOx-Speicherkatalysators 16 in Abhängigkeit von einer im NOx- Speicherkatalysator 16 eingelagerten NOx-Masse wiedergibt. Dazu genügt es häufig, mittels des Gassensorelementes 30 die NOx-Konzentration stromab des NOx- Speicherkatalysators 16 zu erfassen, und mit Hilfe von Erfahrungswerten kann dann eine Effizienz des NOx-Speicherkatalysators 16 und damit ein Verschwefelungsgrad ermittelt werden.

Um die Entschwefelung zu ermöglichen, müssen zumindest zwei Bedingungen erfüllt sein. Zum einen muß eine Mindestentschwefelungstemperatur im Bereich des NOx- Speicherkatalysators 16 erreicht werden und zum anderen muß der Arbeitsmodus der Magerbrennkraftmaschine 12 bei <1 liegen (SOx-Regenerationsparameter). Ist Lambda sehr viel kleiner als 1, so wird bei der Reduktion des Sulfats überwiegend H2S gebildet, während bei einem Arbeitsmodus um X = 1 überwiegend SO2 gebildet wird.

Häufig ist in einem dynamischen Betrieb der Magerbrennkraftmaschine 12 eine niedrigere Temperatur als die Mindestentschwefelungstemperatur gegeben, so daß durch geeignete Maßnahmen der NOx-Speicherkatalysator 16 aufgeheizt werden muß.

Ferner können der Magerbrennkraftmaschine 12 hier nicht dargestellte Mittel zugeordnet werden, die eine selektive Vertrimmung wenigstens eines Zylinders der Magerbrennkraftmaschine 12 erlauben. Eine Steuerung derartiger Mittel kann ebenfalls über das Motorsteuergerät 20 erfolgen. Durch eine zylinderselektive Vertrimmung der Magerbrennkraftmaschine 12 wird eine Emission der Reduktionsmittel erhöht. In dem Vorkatalysator 18, der zwischen der Magerbrennkraftmaschine 12 und dem NOx- Speicherkatalysator 16 liegt, werden die Reduktionsmittel zumindest zum Teil oxidiert, wobei diese Umsetzung exotherm ist und damit zu einer Erhöhung der Abgastemperatur führt.

In bevorzugter Weise kann die selektive Vertrimmung wenigstens eines Zylinders zur Erhöhung der Abgastemperatur derart erfolgen, daß eine Gesamtenergieabgabe der Magerbrennkraftmaschine 12 weitestgehend konstant verläuft. Dazu wird ein Verlauf der Gesamtenergieabgabe gemessen, beispielsweise anhand einer leistungsaquivalenten Größe, wie der aus Drehzahl, Einspritzmenge und Ansaugluftmasse oder einem anderen geeigneten Modell berechneten Leistung der Magerbrennkraftmaschine 12. Die selektive Vertrimmung wenigstens eines Zylinders erfolgt dann entsprechend dem Verlauf der Gesamtenergieabgabe. In bevorzugter Weise wird bei einer Änderung der Gesamtenergieabgabe infolge einer erhöhten Lastanforderung an die Magerbrennkraftmaschine 12 die selektive Vertrimmung des Zylinders abgebrochen, da die erhöhte Lastanforderung an sich bereits zu einer Abgastemperaturerhöhung führt.