DE10153769A1 - Verfahren und Einrichtung zur Überwachung des Schädigungsgrades eines Katalysators - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Überwachung des Schädigungsgrades eines Katalysators

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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Einrichtung zur Schätzung des Schädigungsgrades einer Emissionsbegrenzungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Katalysator (52), der Stickoxide während eines mageren Kraftstoff/Luft-Betriebs speichert und diese während eines stöchiometrischen oder angereicherten Kraftstoff/Luft-Betriebs freisetzt, werden eine Vielzahl von NO¶x¶-Niveauwerten stromabwärts des Katalysators (52) über einen Zeitraum bestimmt. Aus diesen NO¶x¶-Niveauwerten wird eine Änderungsrate oder eine "Steigung" berechnet. Der Schädigungsgrad des Katalysators (52) kann dann, basierend auf der Änderungsrate oder der "Steigung" der NO¶x¶-Niveaus in dem Abgas, abgeschätzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung des Schädigungsgrades eines Katalysators in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schätzen des Grads der Katalysatorschädigung basierend auf einer Rate, bei der es stromabwärts des Katalysators zu einem NOx-Durchbruch kommt.
Bekanntlich erzeugen die in Kraftfahrzeugen verwendeten Ver­ brennungsmotoren im Abgasstrom NOx-Emissionen, wenn das den Motorzylindern zugeführte Kraftstoff/Luft-Verhältnis (K/L) hinsichtlich der Stöchiometrie mager ist. Um die Emissionen von NOx in die Atmosphäre zu steuern und zu begrenzen, weisen Fahrzeuge mit Magerbetrieb im Allgemeinen ein oder mehrere Emissionsbegrenzungsvorrichtungen wie zum Beispiel Dreiwege­ katalysatoren oder NOx-Fallen in der Abgasanlage des Fahr­ zeugs auf. Derartige Emissionsbegrenzungseinrichtungen bein­ halten Katalysatoren, die eine begrenzte Menge an NOx spei­ chern können, wenn der Motor mit einem mageren K/L- Verhältnis betrieben wird. Somit werden Dreiwegekatalysato­ ren manchmal als NOx-Absorber bezeichnet. Insbesondere wenn der Motor mit einem mageren K/L-Verhältnis betrieben wird, speichert ein stromabwärtiger Katalysator NOx bis zu einer bestimmten Kapazität, oberhalb derer die NOx-Emissionen den Katalysator "durchbrechen".
Es ist bekannt, dass sich der Wirkungsgrad - bezogen auf die Fähigkeit eines Katalysators, NOx zu speichern - als Funktion der Zeit und der Verwendung verschlechtert. Folglich ist es wünschenswert, den Wirkungsgrad eines Katalysators zu über­ wachen und den Schädigungsgrad des Katalysators abschätzen zu können. Abgesehen davon, dass die Vorschriften erfüllt werden, ermöglicht es eine Überwachung der Schädigung des Katalysators (bzw. der Katalysatoren) einer Abgasanlage, dass in dem Fahrzeug verschiedene Motorsteuerungsstrategien abhängig vom Ausmaß der Katalysatorschädigung eingesetzt werden können.
Aus der US 571 31 99 ist ein Verfahren zur Erkennung der Schädigung eines NOx-Absorptionsmittels in einer Emissionsbe­ grenzungsvorrichtung bekannt, bei dem eine Schätzung der Speicherkapazität des NOx-Absorptionsmittels vorgenommen wird. Insbesondere beinhaltet das beschriebene Verfahren das Füllen des NOx-Absorptionsmittels mit Sauerstoff und/oder NOx entsprechend seiner Kapazität und das anschließende Abschät­ zen der verstrichenen Zeit, die das NOx-Absorptionsmittel be­ nötigt, um sich selber völlig von dem gespeicherten Sauer­ stoff/NOx zu reinigen. Dieses Verfahren erfordert eine rela­ tiv lange Durchführungszeit, da es erforderlich ist, dass die Anlage zunächst das NOx-Absorptionsmittel völlig füllt, bevor dieses gespült wird, um die relative Schädigung ab­ schätzen zu können. Weiterhin ist das in der US 571 31 99 beschriebene Verfahren im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung hinsichtlich der Voraussage der Schädigung des NOx-Absorptionsmittels re­ lativ ungenau.
Mit der vorliegenden Erfindung soll daher im Allgemeinen ein neuartiges, verbessertes Verfahren und eine neuartige, ver­ besserte Einrichtung zur Überwachung eines Katalysators be­ reitgestellt werden, um dessen Schädigungsgrad abzuschätzen. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass die Schädigung eines Katalysators mit der Rate, bei der ein NOx-Durchbruch auftritt, in Beziehung steht. Insbesondere zeigt ein wirksa­ mer Katalysator eine langsamere NOx-Durchbruchrate, während ein geschädigter Katalysator einen plötzlicheren NOx- Durchbruch aufweist. Somit wird der Anstieg der stromabwär­ tigen NOx-Werte, die über einen Zeitraum graphisch darge­ stellt werden, bei einem geschädigten Katalysator im Ver­ gleich zu einem intakten Katalysator steiler sein. Diese Entdeckung ist in den Fig. 3A (wirksamer Katalysator) und 3B (geschädigter Katalysator) verdeutlicht. Demnach schätzen die hier beschriebene neuartige Einrichtung und das hier be­ schriebene neuartige Verfahren den Grad der Katalysatorschä­ digung basierend auf der Änderungsrate des NOx-Niveaus im Ab­ gasstrom über einen Zeitraum ab.
Die Einrichtung schließt eine Emissionsbegrenzungsvorrich­ tung ein, wie zum Beispiel einen Dreiwegekatalysator, die bzw. der im Abgasstrom des Motors positioniert ist. Stromab­ wärts des Katalysators ist ein NOx-Sensor angeordnet. Der NOx-Sensor liefert ein Signal, das das tatsächliche Niveau des in dem stromabwärtigen Abgas enthaltenen NOx anzeigt. Der NOx-Sensor steht mit einer elektronischen Regeleinrichtung in Verbindung, die, basierend auf den Signalen des NOx-Sensors, den Schädigungsgrad des Katalysators abschätzt.
Die Regeleinrichtung empfängt eine Vielzahl von Signalen von dem NOx-Sensor, die jeweils das NOx-Niveau in dem Abgasstrom zu einem bestimmten Zeitpunkt anzeigen. Aus diesen Signalen berechnet die Regeleinrichtung eine Änderungsrate der NOx- Niveaus in dem Abgasstrom über einen Zeitraum. Die Ände­ rungsrate stellt im Wesentlichen eine Steigung (slope) zwi­ schen einer Vielzahl von NOx-Niveaus dar, die über einen Zeitraum hinweg graphisch dargestellt werden. Die Regelein­ richtung vergleicht die Änderungsrate des NOx-Niveaus oder die Steigung mit einem geeichten Referenzwert. Die Regelein­ richtung bestimmt aufgrund dieses Vergleichs, ob der Kataly­ sator bis zu einem inakzeptablen Niveau geschädigt wurde. Insbesondere dann, wenn die Änderungsrate des NOx-Niveaus größer ist als der geeichte Referenzwert, entscheidet die Regeleinrichtung, dass der Katalysator auf ein inakzeptables Niveau geschädigt wurde.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen repräsentativen Verbrennungsmotor und eine Katalysator-Überwachungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Flussdiagramm, das die Schritte einer bevor­ zugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens erläutert;
Fig. 3A ein beispielhaftes Diagramm, in dem die Signalaus­ gaben über einen Zeitraum eines stromabwärts eines relativ wirksamen Katalysators positionierten NOx- Sensors dargestellt sind;
Fig. 3B ein beispielhaftes Diagramm, in dem die Signalaus­ gaben über einen Zeitraum eines stromabwärts eines relativ geschädigten Katalysators positionierten NOx-Sensors erläutert sind.
Gemäß Fig. 1 wird eine Kraftstoffzufuhreinrichtung 11 eines herkömmlichen Kraftfahrzeugverbrennungsmotors 13 durch eine elektronische Regeleinrichtung 15 wie eine elektronische Mo­ torregelung (EEC) oder eine Antriebsstrangsteuerung (PCM) geregelt. Der Motor 13 weist Kraftstoffeinspritzdüsen 18, die mit einem Verteilerrohr 22 kommunizieren, um Kraftstoff in die Zylinder (nicht gezeigt) des Motors 13 einzuspritzen, und einen Temperaturfühler 132 zum Abtasten der Temperatur des Motors 13 auf. Die Kraftstoffzufuhreinrichtung 11 weist ein Verteilerrohr 22, einen Verteilerrohr-Drucksensor 33, der mit dem Verteilerrohr 22 verbunden ist, eine Kraft­ stoffleitung 40, die über eine Kupplung 41 an das Verteiler­ rohr 22 gekoppelt ist, und eine Kraftstoffzufuhreinrich­ tung 42 auf, die innerhalb des Kraftstofftanks 44 angeordnet ist, um dem Verteilerrohr 22 über die Kraftstoffleitung 40 selektiv Kraftstoff zuzuführen.
Der Motor 13 weist weiterhin einen Auspuffkrümmer 48 auf, der mit den Auslasskanälen des Motors (nicht gezeigt) ver­ bunden ist. Ein Katalysator 52 ist stromabwärts des Auspuff­ krümmers 48 beabstandet von diesem angekoppelt. Der Kataly­ sator kann ein herkömmlicher Dreiwegekatalysator, ein NOx- Katalysator oder eine andere Emissionsbegrenzungsvorrichtung sein, die einen Katalysator aufweist, der während eines ma­ geren Kraftstoff-Luft-Betriebs des Motors NOx speichern und während eines stöchiometrischen oder angereicherten Kraft­ stoff-Luft-Betriebs des Motors NOx freisetzen kann. Ein Ab­ gassauerstoff(EGO)-Sensor 54 befindet sich stromaufwärts des Katalysators 52 in dem Auspuffkrümmer 48. Der Motor 13 weist weiterhin einen Ansaugkrümmer 56 auf, der mit dem Drossel­ klappengehäuse 58 mit einer darin angeordneten Drosselklap­ penplatte 60 verbunden ist. Der Ansaugkrümmer 56 ist weiter­ hin mit einer Gaspendelungseinrichtung 70 verbunden. Ein herkömmlicher NOx-Sensor 53 befindet sich stromabwärts des Katalysators 52 in dem Auspuffendrohr 49. Der NOx-Sensor 53 kann aus einer Vielzahl bekannter Typen ausgewählt werden, vorausgesetzt, dass die Ausgangsspannung des NOx-Sensors im Wesentlichen proportional zu dem Niveau des in dem Auspuf­ fendrohr 49 enthaltenen NOx ist. Beispiele für brauchbare NOx-Sensoren sind NOx-Sensoren vom Typ NTK-030 und NGK-1022.
Die Gaspendelungseinrichtung 70 weist einen Aktivkohlebehäl­ ter 72 auf, der mit dem Kraftstofftank 44 über eine Kraft­ stofftankverbindungsleitung 74 verbunden ist. Die Gaspende­ lungseinrichtung 70 weist weiterhin ein Gassteuerventil 78 auf, das sich in der Ansauggasleitung 76 zwischen dem An­ saugkrümmer 56 und dem Aktivkohlebehälter 72 befindet.
Die Regeleinrichtung 15 weist eine CPU 114, einen RAM- Speicher 116 (RAM), ein Computer-Speichermedium 118 (ROM) mit einem darin codierten computerlesbaren Code, das in die­ sem Beispiel ein elektronisch programmierbarer Chip ist, und einen Eingabe/Ausgabe-(E/A)-Bus 120 auf. Die Regeleinrich­ tung 15 regelt den Motor 13, indem diese über den E/A- Bus 120 verschiedene Eingangssignale empfängt, wie zum Bei­ spiel den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzufuhreinrich­ tung 11, der vom Drucksensor 33 abgetastet wird, das relati­ ve Kraftstoff/Luft-Verhältnis im Abgas, das von einem EGO- Sensor 54 und dem NOx-Sensor 53 abgetastet wird, die Tempera­ tur des Motors 13, die von dem Temperaturfühler 132 erfühlt wird, das Maß der angesaugten Luftmasse (MAF) von einem Luftmassensensor 158, die Motordrehzahl (RPM) von einem Drehzahlgeber 160 und die Signale verschiedener anderer Sen­ soren 156. Die Regeleinrichtung 15 gibt weiterhin verschie­ dene Ausgangssignale über den E/A-Bus 120 aus, um die ver­ schiedenen Komponenten der Motorregeleinrichtung zu betäti­ gen. Derartige Komponenten schließen Kraftstoffeinspritz­ düsen 18, die Kraftstoffzufuhreinrichtung 42 und das Gassteuerventil 78 ein. Der Kraftstoff kann flüssiger Kraft­ stoff sein, in welchem Fall die Kraftstoffzufuhreinrich­ tung 42 eine elektronische Kraftstoffpumpe ist.
Die Regeleinrichtung 42 für die Kraftstoffzufuhr pumpt auf Anforderung des Motors 13 und unter Regelung der Regelein­ richtung 15 Kraftstoff von dem Kraftstofftank 44 durch die Kraftstoffleitung 40 in das Druckverteilerrohr 22 zur Ver­ teilung auf die Kraftstoffeinspritzdüsen während des her­ kömmlichen Betriebs. Die Regeleinrichtung 15 regelt die Kraftstoffeinspritzdüsen 18 so, dass ein gewünschtes Kraft­ stoff/Luft-Verhältnis (K/L) aufrechterhalten bleibt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird im Allgemeinen die Ausgangsspannung des NOx-Sensors 53 eingesetzt, um den Schä­ digungsgrad des Katalysators 52 abzuschätzen. Die Erfinder dieser Erfindung haben entdeckt, dass für eine gegebene Men­ ge an NOX, die dem Katalysator 52 von dem Motor 13 zugeführt wird (d. h. eine gegebene NOx-Menge im Abgas), die Rate, bei der ein NOx-Durchbruch in dem Katalysator erfolgt, mit dem Schädigungsgrad des Katalysators in Zusammenhang steht. Die dem Katalysator 52 zugeführte NOx-Menge im Abgas kann basie­ rend auf verschiedenen Parametern, wie zum Beispiel der Mo­ tordrehzahl und -last, abgeschätzt werden. Die vorliegende Erfindung verwendet die Rate beim NOx-Durchbruch, um den Schädigungsgrad des Katalysators abzuschätzen und zu bestim­ men, wann der Wirkungsgrad des Katalysators sich auf ein in­ akzeptables Niveau verschlechtert hat.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. In Schritt 200 wird das Verfahren zur Überwachung des Katalysa­ torwirkungsgrads gemäß der vorliegenden Erfindung gestartet. In Schritt 202 bestimmt die Regeleinrichtung 15 basierend auf verschiedenen Eingangsgrößen, ob der Katalysator 52 der­ art gespült wurde, dass alle oder die meisten der während des vorherigen mageren K/L-Betriebszyklus in dem Katalysator gespeicherten Stickoxide aus dem Katalysator gelöst wurden. Verfahren zur Spülung bzw. Regeneration eines Katalysators sind im Stand der Technik bekannt. Wenn bestimmt wird, dass der Katalysator 52 gespült wurde, entscheidet die Regelein­ richtung 15, ob die Betriebsvoraussetzungen erfüllt sind, damit das Fahrzeug in einem mageren K/L-Modus arbeiten kann. Diese Bestimmung ist in Schritt 204 in Fig. 2 gezeigt. Ver­ schiedene Algorithmen und Parameter sind in der Technik be­ kannt, um wünschenswerte Bedingungen zu bestimmen, unter de­ nen das Fahrzeug in einem mageren K/L-Modus betrieben werden sollte, und all diese Verfahren liegen im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung.
Wenn bestimmt wird, dass die Voraussetzungen erfüllt sind, um das Fahrzeug in einem mageren K/L-Modus zu betreiben, er­ möglicht die Regeleinrichtung 15 einen mageren K/L- Betriebsmodus, wie in Schritt 206 gezeigt. Hierfür regelt die Regeleinrichtung 15 im Allgemeinen die Kraftstoffein­ spritzdüsen 18, um ein relativ mageres K/L-Verhältnis in den Motorzylindern zu erhalten. Hierzu sind verschiedene spezi­ fische Verfahren im Stand der Technik bekannt, um einen Fahrzeugmotor in einem mageren durchschnittlichen K/L-Modus zu betreiben, wobei sämtliche dieser Verfahren im Rahmen dieser Erfindung liegen.
Wie in Schritt 207 gezeigt, bestimmt die Regeleinrichtung 15 basierend auf verschiedenen Eingangsgrößen die aktuelle Mo­ tordrehzahl und Motorlast. Zur Durchführung dieser Bestim­ mungen sind verschiedene Verfahren bekannt. In der bevor­ zugten Ausführungsform dieser Erfindung wird die Motordrehzahl vom Drehzahlgeber 160 bestimmt, und die Motorlast wird aus dem Ausgangssignal des Luftmassensensors 158 bestimmt.
Dann bestimmt - wie in Schritt 208 gezeigt - die Regelein­ richtung 15, ob die aktuelle NOx-Menge im Abgas zum Katalysa­ tor derart ist, dass es wünschenswert ist, die Änderungsrate der Ausgangsspannung des NOx-Sensors 53 zu verwenden, um den Schädigungsgrad des Katalysators 52 zu bestimmen. Dieser Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wünschenswert, da der Referenzschwellenwert (wie nachfolgend beschrieben), mit dem die Änderungsrate des NOx-Niveaus verglichen wird, basierend auf einer bekannten NOx-Menge im Abgas geeicht ist. Die Motordrehzahl, die Motorlast und das Kraftstoff/Luft- Verhältnis im Motor sind wichtige Einflußgrößen für die NOx- Menge im Abgas, die von dem Motor ausgestoßen wird. Da der Motor in einem mageren K/L-Modus mit einem bekannten Kraft­ stoff/Luft-Verhältnis betrieben wird, ist es möglich, die Menge an NOx im Abgas basierend auf der Motordrehzahl und -last abzuschätzen. Daher bestimmt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Regeleinrichtung, ob die aktuellen Motordrehzahl- und -lastwerte innerhalb eines de­ finierten Drehzahl/Last-"Fensters" liegen, das in Kombinati­ on mit dem bekannten mageren K/L-Verhältnis eine NOx-Menge im Abgas erzeugen würde, die dem geeichten Referenzschwellen­ wert entspricht. Das Drehzahl/Last-Fenster kann auf mehrere Arten definiert werden, die alle im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen. Zum Beispiel kann das Drehzahl/Last- "Fenster" bestimmt werden, indem die aktuelle Motordrehzahl mit einem bestimmten akzeptablen Drehzahlbereich verglichen wird und unabhängig die aktuelle Motorlast mit einem be­ stimmten akzeptablen Lastbereich verglichen wird. Wenn die aktuelle Motordrehzahl und Motorlast beide in ihren jeweili­ gen akzeptablen Bereichen liegen, entscheidet die Regelein­ richtung, dass die aktuelle Motordrehzahl/-last innerhalb des Drehzahl/Last-"Fensters" liegt. Die akzeptablen Dreh­ zahl- und Lastbereiche können vorbestimmt werden oder können variabel durch die Regeleinrichtung 15 basierend auf einer Vielfalt von Parametern bestimmt werden. Zum Beispiel kann der akzeptable Drehzahlbereich basierend auf der aktuellen Motorlast variabel bestimmt werden, und der akzeptable Last­ bereich kann basierend auf der aktuellen Motordrehzahl va­ riabel bestimmt werden. Ein Fachmann wird eine Vielfalt von anderen Verfahren und Parametern erkennen, die verwendet werden können, um eine akzeptable NOx-Menge im Abgas zu schätzen, um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lö­ sen. Wie weiterhin in Schritt 208 gezeigt, beginnt der ge­ samte Algorithmus von vorn und das Verfahren beginnt wieder bei Schritt 200, wenn die aktuelle NOx-Menge im Abgas nicht auf einem geeigneten Niveau liegt.
Nachdem die Regeleinrichtung 15 bestimmt hat, dass der aktu­ elle Betriebszustand des Fahrzeugs derart ist, dass die NOx- Menge im Abgas innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, analysiert die Regeleinrichtung 15 die Änderungsrate der Spannungsausgabe des NOx-Sensors 53 über einen bestimmten Zeitraum, um den Schädigungsgrad des Katalysators 52 zu be­ stimmen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung berechnet die Regeleinrichtung 15 eine oder mehrere Steigun­ gen der Spannungsausgaben des NOx-Sensors 53 über einen Zeit­ raum. Insbesondere kann eine einzige Steigung der Spannungs­ ausgaben durch die Regeleinrichtung basierend auf zwei Ab­ tastwerten der Ausgangsspannungen des NOx-Sensors und den entsprechenden Zeiten, zu denen diese Muster von dem NOx- Sensor gemessen wurden, berechnet werden. Dann kann die Re­ geleinrichtung dieses berechneten Steigungen verwenden, um den Schädigungsgrad des Katalysators 52 zu bestimmen. Alter­ nativ können viele Steigungen der Spannungsausgaben unter Verwendung des beschriebenen Verfahrens berechnet werden, wobei dann ein Durchschnitt dieser Gefälle berechnet werden kann. Dann würde die Regeleinrichtung 15 das berechnete durchschnittliche Gefälle verwenden, um den Schädigungsgrad des Katalysators 52 zu bestimmen.
Unabhängig von dem Verfahren, das verwendet wird, um das Spannungsgefälle zu berechnen, vergleicht dann die Regelein­ richtung 15 das Gefälle (oder den Durchschnitt der Gefälle) der Ausgangsspannungen über einen Zeitraum mit einem Schwel­ lenreferenzwert, um den Schädigungsgrad des Katalysators zu bestimmen (Schritt 212). In einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung ist der Schwellenreferenzwert ein vorbe­ stimmter Wert, der relativ zu einem bestimmten bekannten Be­ reich von NOx-Mengen im Abgas geeicht wurde. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann der Schwellenreferenz­ wert von der Regeleinrichtung 15 basierend auf einer Viel­ zahl von Betriebsfaktoren, wie zum Beispiel der Motortempe­ ratur, der Drehzahl, der Last usw. variabel bestimmt werden. Wenn das berechnete Spannungsgefälle (oder der Durchschnitt der Gefälle) geringer ist als der Schwellenreferenzwert, entscheidet die Regeleinrichtung, dass der Wirkungsgrad des Katalysators 52 noch innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt. Wenn der Wirkungsgrad des Katalysators 52 noch inner­ halb eines akzeptablen Bereichs liegt, wird der Algorithmus zurück zum Anfang (zu Schritt 200) geführt. Wenn anderer­ seits das berechnete Spannungsgefälle (oder der Durchschnitt der Gefälle) größer ist als der Schwellenreferenzwert, wird entschieden, dass der Katalysator 52 auf ein inakzeptables Niveau geschädigt wurde und dass dieser nicht mehr ausrei­ chend wirksam ist. In diesem Fall aktiviert die Regelein­ richtung einen Fehlercode, wie in Schritt 214 erläutert, und der Algorithmus endet (Schritt 216). Ein Fachmann wird ver­ stehen, dass verschiedene Aktionen als Reaktion auf den Feh­ lercode vorgenommen werden können, einschließlich einer Änderung der Kraftstoff/Luft-Relungsstratedie im Motor, der Begrenzung oder Ausschaltung der Verwendung des Kataly­ sators 52, der Aktivierung einer Sichtanzeige, um den Fahrer auf den versagenden Katalysator aufmerksam zu machen, usw..

Claims (18)

1. Verfahren zur Schätzung der Schädigung eines Katalysa­ tors (52), der in einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeu­ ges angeordnet ist, mit den Schritten:
Bestimmung einer Änderungsrate des NOx-Niveaus im Ab­ gasstrom über einen Zeitraum; und
Schätzung der Katalysatorschädigung basierend auf der Änderungsrate des NOx-Niveaus.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsrate des NOx-Niveaus durch Berechnung der Steigung einer Vielzahl von NOx-Niveauwerten über einen Zeitraum bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Niveauwerte durch Ausgangsspannungen eines NOx- Sensors (53) dargestellt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Schritt der Schätzung der Kata­ lysatorschädigung den Vergleich der Änderungsrate des NOx-Niveaus mit einem Referenzwert aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert ein vorbestimmter Wert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Schätzung der Katalysatorschädigung die Bestimmung, dass der Katalysator (52) bis auf ein inak­ zeptables Niveau geschädigt wurde, aufweist, wenn die Änderungsrate des NOx-Niveaus größer als der Referenz­ wert ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn­ zeichnet durch den Schritt der Bestimmung, ob eine NOx- Menge im Abgas innerhalb eines bestimmten Werteberei­ ches liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung, ob eine aktuelle NOx-Menge im Abgas innerhalb eines bestimmten Wertebereiches liegt, auf wenigstens einem Fahrzeugbetriebsparameter basiert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbetriebsparameter die Motordrehzahl und die Motorlast einschließen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahl und die Motorlast mit jeweiligen Re­ ferenzwertebereichen verglichen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzwertebereiche basierend auf den Fahr­ zeugbetriebsbedingungen variabel bestimmt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn­ zeichnet durch den Schritt der Änderung einer Motorre­ gelungsstrategie zum Regeln eines Kraftstoff/Luft- Verhältnisses im Motor (13) basierend auf dem geschätz­ ten Grad der Katalysatorschädigung.
13. Verfahren zur Schätzung der Schädigung eines Katalysa­ tors (52), der in einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeu­ ges angeordnet ist, mit den Schritten:
Bestimmung einer Änderungsrate des NOx-Niveaus über ei­ nen Zeitraum in dem Abgasstrom stromabwärts des Kataly­ sators (52);
Vergleich der Änderungsrate des NOx-Niveaus mit einem Referenzwert; und
Schätzung der Katalysatorschädigung basierend auf dem Vergleich der Änderungsrate des NOx-Niveaus mit dem Re­ ferenzwert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung einer Änderungsrate des NOx-Niveaus das Berechnen eines Steigungswertes auf­ weist, der aus den NOx-Niveauwerten über einen Zeitraum abgeleitet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt der Bestimmung, ob eine NOx-Menge im Abgas in­ nerhalb eines bestimmten Wertebereiches liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung, ob eine NOx-Menge im Abgas innerhalb eines bestimmten Wertebereiches liegt, die Bestimmung aufweist, ob die Motordrehzahl und die Motorlast innerhalb jeweiliger bestimmter Wertebereiche liegen.
17. Einrichtung zum Schätzen der Katalysatorschädigung in einem Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch
einen Katalysator (52), der sich in einem von einem Kraftfahrzeugmotor (13) ausgehenden Abgasstrom befin­ det;
einen NOx-Sensor (53), der sich stromabwärts des Kataly­ sators (52) befindet und der ein Signal für das NOx- Niveau liefert, das ein NOx-Niveau in dem Abgasstrom an­ zeigt; und
eine Regeleinrichtung (15) in Verbindung mit dem NOx- Sensor (53) zur Schätzung der Katalysatorschädigung ba­ sierend auf dem Signal für das NOx-Niveau.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (15) die Änderungsrate einer Mehrzahl der Signale für das NOx-Niveau bestimmt und die Änderungsrate mit einem Referenzwert vergleicht, um den Schädigungsgrad des Katalysators (52) zu abschätzen.
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