AT519529A1 - Verfahren zur überwachung eines abgasnachbehandlungsbauteils - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines in einem Abgasstrang (2) einer Brennkraftmaschine (1) angeordneten Abgasnachbehandlungsbauteils (3), insbesondere eines Oxidationskatalysators, wobei der Temperaturverlauf im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) gemessen wird. Um zuverlässig den Zustand des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) ohne Überschreiten von gesetzlichen Emissionslimits beurteilen zu können, wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Temperaturmodell für zumindest einen Gutteil und zumindest einen Grenzbauteil des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) in einer Datenbank (19) hinterlegt wird, dass der ermittelte aktuelle Temperaturverlauf des Abgasnachbehandlungsbauteil (3) mit in der Datenbank hinterlegten Temperaturverläufen für zumindest einen Gutteil und zumindest einen Grenzbauteil verglichen wird, wobei vorzugsweise die Ermittlung des aktuellen Temperaturverlaufes und der Vergleich kontinuierlich durchgeführt wird, und dass auf Grund des Vergleiches der Abgasnachbehandlungsbauteil (3) als Gutteil oder Grenzbauteil eingestuft wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasnachbehandlungsbauteils, insbesondere eines Oxidationskatalysators, wobei der Temperaturverlauf im Abgasnachbehandlungsbauteil gemessen wird.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um während des Betriebes einer Brennkraftmaschine eine Unterscheidung zwischen funktionierenden Abgasnachbehandlungsbauteilen - zum Beispiel Katalysatoren - und nicht mehr ausreichend funktionierenden Bauteilen zu erreichen. Dazu wird beispielsweise ein Katalysator verwendet, welcher im Eingangsbereich und im Austrittsbereich einen Temperatursensor aufweist.

Bei passiven Verfahren wird im Zuge einer Dieselpartikelfilterregeneration durch Messung der Temperatur im Austrittsbereich des Katalysators geprüft, ob die Energiefreisetzung im Katalysator ausreichend und der Katalysator voll funktionsfähig ist.

Bei aktiven Verfahren wird mittels zusätzlicher Einspritzungen von Kraftstoff durch Messen der Temperaturen am Ein- und Austritt des Katalysators die Energiefreisetzung im Katalysator geprüft.

Bei beiden Verfahren geben die Messwerte der Temperatursonden am Eintritt und Austritt nur bedingt Auskunft über die tatsächliche Beschaffenheit des Abgasnachbehandlungsbauteils, sondern zeigen primär nur eine Temperaturentwicklung im Inneren des Abgasnachbehandlungsbauteils, ohne genauere örtliche Rückschlüsse zu erlauben.

Die beschriebenen Verfahren haben außerdem den Nachteil, dass es zu hohen Emissionen kommt. Die Präzision bekannter Verfahren reicht aus, um einen totalen Ausfall des Abgasnachbehandlungsbauteils zu erkennen, genügt allerdings nicht den Ansprüchen strenger gesetzlicher Emissionslimits, deren Erfüllung schon durch nur eingeschränkt funktionsfähige Abgasnachbehandlungselemente nicht mehr gegeben sein kann.

Aus der DE 103 03 911 Al ist ein Verfahren zur Überwachung des Anspringverhaltens eines Abgaskatalysatorsystems anhand des

Konvertierungsvermögens in einem die Warmlaufemissionen maßgeblich beeinflussenden Anspringbereich des Abgaskatalysatorsystems bekannt. Ein dem Anspringbereich im Warmlauf bis zu einem Zeitpunkt mit dem Abgas zugeführter Wärmeenergieeintrag wird als Kriterium für das sukzessive Einsetzen der Konvertierung in stromab hintereinander liegenden Teilvolumina des Anspringbereichs herangezogen. Die Funktionsfähigkeit mindestens eines der stromab nacheinander ausreichend aufgeheizten Teilvolumina wird zum jeweiligen Zeitpunkt des Anspringens einzeln geprüft und beurteilt. Dabei wird ein Temperatursensor im Eintrittsbereich, ein Temperatursensor im Zentralbereich und ein Temperatursensor im Austrittsbereich eingesetzt.

Die DE 197 14 293 CI beschreibt ein Verfahren zum Überprüfen der Konvertierungsfähigkeit eines Katalysators. Dabei wird nach einem Temperaturmodell die in einem nicht katalytisch beschichteten Referenzkatalysator erzeugte Wärmeenergie berechnet und mit der in dem untersuchten Katalysator erzeugten Wärmeenergie verglichen, die über einen im Eintrittsbereich des Katalysators angeordneten ersten und einen im Zentralbereich des Katalysators angeordneten zweiten Temperatursensor gemessen wird. Aus der Differenz wird ein Maß für die Konvertierungsfähigkeit des Katalysators ermittelt, das mit einem vergleichswert verglichen wird. Der Katalysator weist eine ausreichende Konvertierungsfähigkeit auf, wenn die Differenz über dem Vergleichswert liegt.

Ein On-Board-Monitoring-System zur Abschätzung des Wirkungsgrades der Kohlen Wasserstoff kon version eines Katalysators ist aus der US 5,626,014 A bekannt. Das On-Board-Monitoring-System erhält Temperatursignale von mehreren in Strömungsrichtung entlang des Katalysators mit Abstand voneinander positionierten Temperatursensoren, um den Temperaturverlauf im Katalysator zu ermitteln. Ein Gesamtenergiewert für die im Katalysator über eine bestimmte Messperiode freigesetzte Wärmeenergie wird ermittelt und mit einem definierten Sollwert verglichen. Ist die Differenz zwischen dem ermittelten Gesamtenergiewert vom definierten Sollwert größer als eine erlaubte Abweichung, so wird auf eine Fehlfunktion des Katalysators geschlossen.

Die WO 94/11622 Al offenbart einen Katalysator, weichereinen langgestreckten Temperatursensor aufweist, der mit dem Katalysatorblock an mehreren Punkten entlang seiner Länge im Kontakt steht. Über den Sensor können entweder einheitliche Temperaturen oder heiße Bereiche innerhalb des Katalysatorblocks entdeckt werden.

Die WO 92/03642 Al beschreibt ein Verfahren zur Überwachung der katalytischen Aktivität eines Katalysators im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, wobei aus Signalen von Temperaturmessfühlern, welche im Eintrittsbereich, im Zentralbereich und im Austrittsbereich des Katalysators angeordnet sind, eine Temperaturmessgröße gebildet wird, die entweder zur Bildung eines Mittelwertes unter Einbeziehung einer Vielzahl von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine über einen längeren Zeitraum beobachtet oder unter Einbeziehung weiterer Messgrößen auf eine vom jeweiligen Betriebszustand unabhängige Aussage reduziert und weiter mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden. Ist die Temperaturmessgröße kleiner als der Grenzwert, wird eine Meldung zur Anzeige eines Defektes des Katalysators veranlasst.

Nachteilig an den genannten Lösungen ist insbesondere, dass sie zum einen aufwändig zu implementieren sind und andererseits die für die heute zunehmend strenger werdenden Emissionslimits notwendige Genauigkeit nicht garantieren können.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu auszuräumen und ein Verfahren bereit zu stellen, mit welchem zuverlässig der Zustand des Abgasnachbehandlungsbauteils ohne Überschreiten von gesetzlichen Emissionslimits beurteilt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein eingangs genanntes Verfahren erfindungsgemäß gelöst, dass zumindest ein Temperaturmodell für zumindest einen Gutteil und zumindest ein Grenzbauteil des Abgasnachbehandlungsbauteils in einer Datenbank hinterlegt wird, der ermittelte aktuelle Temperaturverlauf des Abgasnachbehandlungsbauteils mit in der Datenbank hinterlegten Temperaturverläufen für zumindest ein Gutteil und zumindest ein Grenzbauteil verglichen wird, und auf Grund des Vergleiches das Abgasnachbehandlungsbauteil als Gutteil oder Grenzbauteil eingestuft wird.

Als Gutteil wird ein fehlerfreies und in seiner Funktion nicht eingeschränktes Abgasnachbehandlungsbauteil verstanden. Dabei kann es sich auch um ein Bauteil handeln, welches den Anforderungen gerade noch genügt, also schlechter ist als ein voll funktionsfähiges Bauteil, aber dessen Werte einen festgelegten Grenzwert, beispielsweise einen Grenzwert aus der OBD-Gesetzgebung (OBD=On Board Diagnostic), noch nicht überschreiten. Als Grenzbauteile werden fehlerbehaftete und/oder gealterte Abgasnachbehandlungsbauteile wie zum Beispiel Katalysatoren bezeichnet, deren Funktion in irgendeiner Weise eingeschränkt ist. Beispielsweise können Grenzbauteile - im Vergleich zu Gutteilen - eine verzögertes Ansprechverhalten (Light Off) aufweisen. Dabei kann es sich auch um ein Bauteil handeln, welches gerade nicht mehr den Anforderungen genügt, das heißt, die Werte des Bauteils sind größer oder gleich dem festgelegten Grenzwert.

Vorzugsweise werden die Ermittlung des aktuellen Temperaturverlaufes und der Vergleich kontinuierlich durchgeführt.

In einer Variante der Erfindung kann zumindest ein hinterlegter Temperaturverlauf eines Gutteiles oder eines Grenzbauteils durch ein Temperaturmodell gebildet werden.

Bei einer Einstufung als Grenzbauteil wird in einer Variante der Erfindung eine temporäre exotherme Energiefreisetzung stromaufwärts des oder im Abgasnachbehandlungsbauteil initiiert und die thermische Auswirkung der Energiefreisetzung im Abgasnachbehandlungsbauteil gemessen.

Die exotherme Energiefreisetzung wird bevorzugt mittels zumindest eines intrusiven Vorganges, vorzugsweise durch kurzzeitigen Fettbetrieb der Brennkraftmaschine, durchgeführt.

Der intrusive Vorgang bzw. Schritt kann beispielsweise durch eine zusätzliche Kraftstoffeinspritzung über einen kurzen Zeitraum, zum Beispiel einige Millisekunden, aber auch in Form von zusätzlich erzeugtem Kohlenmonoxid (CO) oder Kohlenwasserstoffen (HC) aus motorinternen Maßnahmen oder durch eine externe Vorrichtung zur Erhöhung des brennbaren Anteils im Abgas erfolgen.

Je nach dem gewählten Zeitpunkt für die exotherme Energiefreisetzung kommt es zu Spitzen bei den erzeugten Kohlenwasserstoffen (HC) oder beim erzeugten Kohlenmonoxid (CO). HC-Spitzen haben denn Nachteil, dass hohe Emissionswerte entstehen und dass die gesetzlichen Grenzwerte für nichtmethanische organische Gase (Non Methane organic gases NMOG = HC - CH4) bei weitem strenger sind, als bei CO. Durch Verwendung von Motoreinstellungen, die überwiegend CO bereitstellen, deren Auswirkung sich gut beobachten lassen, werden keine bzw. kaum höhere NMOG-Emissionen erzeugt. Der Zeitpunkt der exothermen Energiefreisetzung wird somit vorzugsweise so gewählt wird, dass die freigesetzten nichtmethanischen organischen Gase unterhalb der gesetzlichen Limits verbleiben. In einer Variante der Erfindung wird dazu als intrusiver Vorgang eine Kraftstoff-Nacheinspritzung unmittelbar nach einer Kraftstoff-Haupteinspritzung, vorzugsweise im Bereich des oberen Totpunktes der Verbrennung, durchgeführt.

Die Messung der thermischen Auswirkung im Abgasnachbehandlungsbauteil während der exothermen Energiefreisetzung kann mittels über die Lauflänge des Abgasnachbehandlungsbauteils verteilten, vorzugsweise innerhalb des Abgasnachbehandlungsbauteils angeordneten, Temperatursensoren erfolgen, indem die Temperatur in einem Eintrittsbereich des Abgasnachbehandlungsbauteils, in einem Zentralbereich des Abgasnachbehandlungsbauteil und in einem Austrittsbereich des Abgasnachbehandlungsbauteils über jeweils zumindest einen Temperatursensor gemessen wird.

In einer Variante der Erfindung wird die thermische Auswirkung während der exothermen Energiefreisetzung im Abgasnachbehandlungsbauteil gemessen, indem mit einem ersten Temperatursensor die Temperatur in einem Eintrittsbereich des Abgasnachbehandlungsbauteils, mit einem zweiten Temperatursensor die Temperatur in einem Abgasnachbehandlungsbauteilbereich mit maximaler exothermen Energiefreisetzung und mit einem dritten Temperatursensor die Temperatur in einem Austrittsbereich des Abgasnachbehandlungsbauteils ermittelt wird. Der Bereich maximaler exothermer Energiefreisetzung wird dabei anhand von Modellen bzw. empirisch ermittelten Daten bestimmt und der zweite Temperatursensor entsprechend positioniert.

In einer weiteren Variante der Erfindung wird mit einem vierten Temperatursensor die Temperatur in einem unmittelbar stromaufwärts des Austrittsbereichs des Abgasnachbehandlungsbauteils gelegenen Abgasnachbehandlungsendbereich ermittelt. Damit lässt sich die Genauigkeit der Effizienzbewertung des Abgasnachbehandlungsbauteils erhöhen.

Durch das zusätzliche Einbringen von Energie mittels der Intrusion werden Temperaturunterschiede im Abgasnachbehandlungsbauteil ersichtlich, die je nach dem Abgasnachbehandlungsbauteilzustand unterschiedlich ausgeprägt sind. Dabei können für die Beurteilung des Abgasnachbehandlungsbauteils einerseits die Absolutwerte der einzelnen Temperatursensoren, als auch Differenzwerte zwischen den über die Lauflänge verteilten Temperatursensoren herangezogen werden. Günstigerweise wird der gemessene aktuelle Temperaturverlauf im Abgasnachbehandlungsbauteil während der exothermen Energiefreisetzung mit den hinterlegten Temperaturverlaufen für zumindest ein Gutteil oder zumindest ein Grenzbauteil verglichen. Wenn der gemessene aktuelle Temperaturverlauf im Abgasnachbehandlungsbauteil während der exothermen Energiefreisetzung -vorzugsweise innerhalb eines definierten Grenzbereichs - dem hinterlegten Temperaturverlauf für den zumindest einen Grenzbauteil entspricht, so kann dem Abgasnachbehandlungsbauteil ein Schadzustand zugeordnet werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine ausschnittsweise Ansicht eines Abgasstrangs einer Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein Diagramm mit Temperaturen für Gutteile und Grenzbauteile von Abgasnachbehandlungsbauteilen während einer Anspringphase des Abgasnachbehandlungsbauteils,

Fig. 3 Diagramm mit einem Vergleich der axialen Temperaturverteilungen im Abgasnachbehandlungsbauteil für ein Gutteil und ein Grenzbauteil bei unterschiedlichen Temperaturniveaus,

Fig. 4 ein Diagramm mit Temperaturen verschiedener Abschnittes eines Gutteiles eines Abgasnachbehandlungsbauteils bei Anwendung eines intrusiven Vorgangs, und

Fig. 5 die Temperaturen verschiedener Abschnittes eines Grenzbauteiles eines Abgasnachbehandlungsbauteils bei Anwendung eines intrusiven Vorgangs und

Fig. 6 ein Diagramm mit einer Gegenüberstellung des Temperaturverlaufs in einem Gut- und einem Grenzbauteil.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasstrang 2, in welche ein als Oxidationskatalysator ausgebildetes Abgasnachbehandlungsbauteil 3 (nachfolgend auch als „Katalysator" bezeichnet) angeordnet ist. Die Funktionsfähigkeit bzw. Konformität des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 der Brennkraftmaschine 1 ist zu überwachen, beispielsweise über dessen Temperaturverlauf.

Zur Überwachung des Temperaturverlaufes sind zumindest drei, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Temperatursensoren 4, 5, 6, 8 vorgesehen, wobei ein erster Temperatursensor 4 im Eintrittsbereich 3a, ein zweiter Temperatursensor 5 in einem Zentralbereich 3b, 3c, 3d, 3e und ein dritter Temperatursensor 8 im Austrittsbereich 3f des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 angeordnet ist. Der Zentralbereich 3b, 3c, 3d, 3e umfasst dabei einen Abgasnachbehandlungsbauteilbereich 3b, in dem es zu einer maximalen exothermen Energiefreisetzung kommen kann (siehe nachfolgend), einen unmittelbar stromaufwärts des Austrittsbereichs 3f angeordneten Abgasnachbehandlungsendbereich 3e und einen dazwischen angeordneten Bereich 3d. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Abgasnachbehandlungsendbereich 3e ein vierter Temperatursensor 6 angeordnet.

Die Temperatursensoren 4, 5, 6, 8 stehen mit einer Steuereinheit 7 in Verbindung, welche aus den Messsignalen der Temperatursensoren 4, 5, 6, 8 einen Temperaturverlauf entlang der Längsrichtung x des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 ermittelt.

In Fig. 2 sind für Gutteile und Grenzbauteile des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 die Verläufe der Temperatur T über der Zeit t aufgetragen, wobei die Linie 7 die Abgastemperatur stromaufwärts des Abgasnachbehandlungsbauteils 3, die Linie 8 den Temperaturverlauf eines Gutteiles und die Linie 9 den Temperaturverlauf eines Grenzbauteiles des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 zeigen. Linie 10 zeigt den Temperaturverlaufes eines Grenzbauteiles mit Totalausfall. Das Fenster 11 stellt den Bereich der Ansprechphase (Light Off) des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 dar. Die erkennbare exotherme Reaktion ist auf Heizmaßnahmen in einem nicht weiter dargestellten vorgelagerten SCR-Katalysator zurückzuführen.

Wie erkennbar ist, treten während der Ansprechphase 11 Temperaturunterschiede in den Exothermen des Gutteils und des Grenzbauteiles (siehe Linien 8, 9) auf, welche für eine grobe Unterscheidung zwischen Gutteil und Grenzbauteil und Einstufung des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 herangezogen werden können. Ein Totalausfall kann ab dem Beginn der Ansprechphase 11 detektiert werden.

In Fig. 3 ist ein Vergleich zwischen dem stationären Temperaturverlauf eines Gutteiles mit dem stationären Temperaturverlauf eines Grenzbauteils, für unterschiedliche Temperaturbereiche des Abgasnachbehandlungsbauteils 3, entlang der dimensionslosen axialen Lauflänge x/L mit der Gesamtlänge L des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 dargestellt, wobei mit 12 jeweils der Temperaturverlauf des Gutteils und mit 13 jeweils der Temperaturverlauf des Grenzbauteils bezeichnet ist. Insbesondere bei den gezeigten oberen beiden Temperaturbereichen mit den Ausgangstemperaturen 250° und 300° C sind große Unterschiede erkennbar, da ein nahezu vollständiger Umsatz (Exotherme) der unverbrannten Kohlenwasserstoffe erfolgt. Die maximale Temperaturdifferenz 14 zwischen Gutteil- und Grenzbauteil tritt jeweils im austrittsseitigen Drittel des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 auf.

Somit kann zur groben Beurteilung und Einstufung des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 die Fläche zwischen einem aktuellen Temperaturverlauf des untersuchten Abgasnachbehandlungsbauteils 3 und einem modellierten Grenzbauteil verglichen werden. Dazu werden Temperaturmodelle für Grenzbauteile in einem Datenspeicher bzw. einer Datenbank hinterlegt. Der Datenspeicher kann beispielsweise in die Steuereinheit 7 integriert sein (Fig. 1). Ergibt dieser Vergleich, dass der gemessene Temperaturverlauf des betrachteten Abgasnachbehandlungsbauteils 3 eher dem Temperaturverlauf eines Grenzbauteils als dem Temperaturverlauf eines Gutteils entspricht, so wird die kontinuierliche passive Überwachung durch aktive Verfahrensschritte erweitert.

Diese aktiven Verfahrensschritte sehen eine exotherme Energiefreisetzung stromaufwärts des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 vor, welche beispielsweise durch zumindest einen intrusiven Vorgang erfolgen kann. Der intrusive Vorgang bzw. Schritt kann beispielsweise durch eine motorinterne, nicht oder nur teilweise verfeuerte Kraftstoffnacheinspritzung über einige Sekunden, aber auch in Form von zusätzlich erzeugtem CO oder HC aus motorinternen Maßnahmen oder durch eine in den Abgasstrang mündende externe Einspritzvorrichtung zur Erhöhung des brennbaren Anteils im Abgas erfolgen. Ein durch angelagerte, teilweise brennende Nacheinspritzung gebildeter intrusiver Vorgang ist besonders von Vorteil, da damit die Exotherme vorwiegend mit CO hergestellt wird.

Fig. 4 zeigt die Temperaturen eines Gutteiles bei Durchführung eines intrusiven Vorgangs bzw. Schrittes in verschiedenen Abschnitten des Abgasnachbehandlungsbauteils 3, wobei mit Bezugszeichen 15 die über den zweiten Temperatursensor 5 ermittelte Temperatur im Punkt x/L=0.5 (also zur Hälfte der Lauflänge L des Abgasnachbehandlungsbauteils 3) und mit Bezugszeichen 16 die über den dritten Temperatursensor 8 ermittelte Temperatur im Punkt x/L=l (also dem Austrittsbereich 3f des Abgasnachbehandlungsbauteils 3) bezeichnet ist. Mit 15a bzw. 16a sind die zu Folge der CO-Exothermen auftretenden Temperaturspitzen bezeichnet. Vorteilhafterweise wird der zweite Temperatursensor 5 an einer Position angeordnet, an der es zu einer maximalen exothermen Energiefreisetzung kommt, die im vorliegenden Fall bei x/L=0,5 auftritt, aber je nach intrusivem Schritt bzw. Vorgang auch anderswo angeordnet sein kann.

In Fig. 5 sind nun die Temperaturen eines Grenzbauteils bei Durchführung eines intrusiven Schrittes in verschiedenen Abschnitten des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 über der Zeit t dargestellt, wobei mit Bezugszeichen 17 die über den zweiten Temperatursensor 5 ermittelte Temperatur im Punkt x/L=0.5 und mit Bezugszeichen 18 die über den dritten Temperatursensor 8 ermittelte Temperatur im Punkt x/L=l bezeichnet ist. Mit 17a bzw. 19a sind die zu Folge der CO-Exothermen auftretenden Temperaturspitzen bezeichnet.

Ein Vergleich zwischen Fig. 4 und 5 zeigt, dass einerseits auch bei den aktiven Verfahrensschritten beim Grenzbauteil deutlich geringere Temperaturen als beim Gutteil zu beobachten sind und dass andererseits die zu Folge der CO-Exothermen auftretenden Temperaturspitzen im Austrittsbereich 3c des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 auch bei dem Grenzbauteil erhalten bleiben.

Fig. 6 zeigt eine weitere Gegenüberstellung des Temperaturverlaufs über die Zeit in einem Gut- und einem Grenzbauteil in Reaktion auf einen intrusiven Vorgang, erkennbar an der Intrusivlinie 20. Dazu werden die Messwerte eines zweiten Temperatursensors 5 etwa im Abgasnachbehandlungsbauteilbereich 3b im ersten

Drittel des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 (siehe Fig. 1), wo es zu einer maximalen exothermen Energiefreisetzung kommt, mit den Werten eines dritten Temperatursensors 8 im Austrittsbereich 3f des Abgasnachbehandlungsteils 3 herangezogen.

Der erste Gutteiltemperaturverlauf 100 des zweiten Temperatursensors 5 und der zweite Gutteiltemperaturverlauf 101 des dritten Temperatursensors 8 sind mit durchgezogenen Linien dargestellt, wobei der Gutteiltemperaturunterschied 102 ebenfalls eingezeichnet ist.

Der erste Grenzbauteiltemperaturverlauf 200 des zweiten Temperatursensors 5 und der zweite Grenzbauteiltemperaturverlauf 201 des dritten Temperatursensors 8 sind mit strichlierten Linien dargestellt - auch hier ist der Grenzbauteiltemperaturunterschied 202 vermerkt.

Im unteren Bereich des Diagramms sind nun jeweils die Verläufe der Temperaturunterschiede dargestellt - der Gutteilunterschiedsverlauf 110 unterscheidet sich dabei nach dem intrusiven Vorgang deutlich vom Grenzbauteilunterschiedsverlauf 210, so dass durch den Bauteilunterschied 300 als Differenz der jeweiligen Temperaturunterschiede eine klare Unterscheidung zwischen Grenzbau- und Gutteil möglich ist.

Damit lässt sich also auf eine einfache Weise ein Grenzbau- von einem Gutteil unterscheiden, ohne dass aufwändige Maßnahmen oder Sensorik verwendet werden müssen. Diese Möglichkeit besteht insbesondere dadurch, dass Temperaturmesswerte nicht von Anfang und Ende des Abgasnachbehandlungsbauteils, sondern dazwischen angeordneter Positionen herangezogen werden, so dass der Temperaturverlauf über die axiale Länge L des Abgasnachbehandlungsbauteils 3 berücksichtigt werden kann. Vorzugsweise wird dabei zumindest ein Temperatursensor an einer Stelle angeordnet, wo es bei einem intrusiven Vorgang der oben geschilderten Art zu einer maximalen exothermen Energiefreisetzung kommt.

Des Weiteren hat der intrusive Schritt bzw. Vorgang des vorgeschlagenen Verfahrens - sowohl beim Gutteil, als auch beim Grenzbauteil - nur geringen Einfluss auf die Emissionen und ermöglicht damit das Einhalten strengerer Abgasgesetze.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Überwachung eines in einem Abgasstrang (2) einer Brennkraftmaschine (1) angeordneten Abgasnachbehandlungsbauteils (3), insbesondere eines Oxidationskatalysators, wobei der Temperaturverlauf im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest ein Temperaturmodell für zumindest einen Gutteil und zumindest ein Grenzbauteil des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) in einer Datenbank (19) hinterlegt wird, - der ermittelte aktuelle Temperaturverlauf des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) mit in der Datenbank (19) hinterlegten Temperaturverläufen für zumindest ein Gutteil und zumindest ein Grenzbauteil verglichen wird, wobei vorzugsweise die Ermittlung des aktuellen Temperaturverlaufes und der Vergleich kontinuierlich durchgeführt wird, - auf Grund des Vergleiches der Abgasnachbehandlungsbauteil (3) als Gutteil oder Grenzbauteil eingestuft wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - bei Einstufung als Grenzbauteil - eine temporäre exotherme Energiefreisetzung stromaufwärts des oder im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) initiiert wird und die thermische Auswirkung der Energiefreisetzung im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) gemessen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt der exothermen Energiefreisetzung so gewählt wird, dass die freigesetzten nichtmethanischen organischen Gase unterhalb der gesetzlichen Limits verbleiben.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die exotherme Energiefreisetzung mittels zumindest eines intrusiven Vorgangs, vorzugsweise durch kurzzeitigen Fettbetrieb der Brennkraftmaschine (1), durchgeführt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als intrusiver Vorgang eine Kraftstoff-Nacheinspritzung unmittelbar nach einer Kraftstoff-Haupteinspritzung, vorzugsweise im Bereich des oberen Totpunktes zumindest eines Kolbens der Brennkraftmaschine, durchgeführt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Auswirkung während der exothermen Energiefreisetzung im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) gemessen wird, indem die Temperatur in einem Eintrittsbereich (3a) des Abgasnachbehandlungsbauteils (3), in einem Zentralbereich (3b, 3c, 3d, 3e) des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) und in einem Austrittsbereich (3f) des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) über jeweils zumindest einen Temperatursensor (4, 5, 8) gemessen wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Auswirkung während der exothermen Energiefreisetzung im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) gemessen wird, indem mit einem ersten Temperatursensor (4) die Temperatur in einem Eintrittsbereich (3a) des Abgasnachbehandlungsbauteils (3), mit einem zweiten Temperatursensor (5) die Temperatur in einem Abgasnachbehandlungsbauteilbereich (3b) mit maximaler exothermen Energiefreisetzung und mit einem dritten Temperatursensor (8) die Temperatur in einem Austrittsbereich (3f) des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) gemessen wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem vierten Temperatursensor (6) die Temperatur in einem unmittelbar stromaufwärts des Austrittsbereichs (3f) des Abgasnachbehandlungsbauteils (3) gelegenen Abgasnachbehandlungsendbereich (3e) ermittelt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessen aktuelle Temperaturverlauf im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) während der exothermen Energiefreisetzung mit den hinterlegten Temperaturverläufen für zumindest ein Gutteil oder zumindest ein Grenzbauteil verglichen wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgasnachbehandlungsbauteil (3) ein Schadzustand zugeordnet wird, wenn der gemessene aktuelle Temperaturverlauf im Abgasnachbehandlungsbauteil (3) während der exothermen Energiefreisetzung - vorzugsweise innerhalb eines definierten Grenzbereichs - dem hinterlegten Temperaturverlauf für den zumindest einen Grenzbauteil entspricht.