DE102005007830A1 - Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung - Google Patents

Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung Download PDF

Info

Publication number
DE102005007830A1
DE102005007830A1 DE102005007830A DE102005007830A DE102005007830A1 DE 102005007830 A1 DE102005007830 A1 DE 102005007830A1 DE 102005007830 A DE102005007830 A DE 102005007830A DE 102005007830 A DE102005007830 A DE 102005007830A DE 102005007830 A1 DE102005007830 A1 DE 102005007830A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxygen
osc
dynamic storage
dyn
storage capacity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102005007830A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005007830B4 (de
Inventor
Bodo Odendall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102005007830A priority Critical patent/DE102005007830B4/de
Publication of DE102005007830A1 publication Critical patent/DE102005007830A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005007830B4 publication Critical patent/DE102005007830B4/de
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0864Oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/03Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

Bei einem Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator 3 mit einem Sauerstoffspeicher 4 geleisteten Konvertierung der im Abgas einer Brennkraftmaschine 1 enthaltenen Schadstoffkomponenten, basierend auf der dynamischen Speicherfähigkeit OSC¶dyn¶ des Abgaskatalysators 3 für Sauerstoff, wird vorgeschlagen, dass die dynamische Speicherfähigkeit OSC¶dyn/ein¶ für den Eintrag von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher 4 und die dynamische Speicherfähigkeit OSC¶dyn/aus¶ für den Austrag von Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher 4 separat voneinander bestimmt werden und anhand der dynamischen Speicherfähigkeit OSC¶dyn/ein¶ für den Eintrag von Sauerstoff die bezüglich der Reduktion der Schadstoffkomponenten geleistete Konvertierung ermittelt wird bzw. anhand der dynamischen Speicherfähigkeit OSC¶dyn/aus¶ für den Austrag von Sauerstoff die bezüglich der Oxidation der Schadstoffkomponenten geleistete Konvertierung ermittelt wird. Vorschlagsgemäß können auch künftige strengere Abgasvorschriften erfüllt werden, welche bei der On-Board-Diagnose von Kraftfahrzeugen eine Differenzierung zwischen der reduzierenden und der oxidierenden Konvertierungsleistung des Abgaskatalysators 3 vorsehen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung der im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen Schadstoffkomponenten basierend auf der dynamischen Speicherfähigkeit des Abgaskatalysators für Sauerstoff.
  • Für die geleistete Konvertierung der im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen Schadstoffkomponenten, nämlich Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoff (HC), Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) stellt die statische und insbesondere die dynamische Speicherfähigkeit des Abgaskatalysators eine charakteristische Größe dar.
  • Die statische Speicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers eines Abgaskatalysators wird bestimmt, indem der Sauerstoffspeicher zyklisch befüllt und entleert wird. Aus der Zeitverzögerung zwischen dem Signal einer ersten stromauf des Katalysators angeordneten Lambdasonde und dem Signal einer zweiten stromab des Katalysators angeordneten Lambdasonde kann die von dem Sauerstoffspeicher maximal aufgenommene bzw. abgegebene Sauerstoffmenge errechnet werden. Bei der Bestimmung der statischen Speicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers wird jedoch nicht berücksichtigt, dass die dynamische Speicherfähigkeit je nach der Geschwindigkeit des Eintrags und/oder Austrags von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher stark variiert. Denn bei einer zu hohen Geschwindigkeit kann der Sauerstoffspeicher nur durch einen Teil des Sauerstoffs befüllt bzw. entleert werden, so dass die Bestimmung der statischen Speicherfähigkeit wenig aussagekräftig ist.
  • Die dynamische Speicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers eines Abgaskatalysators wird beispielsweise gemäß der nicht vorveröffentlichten Druckschrift DE 102004066035 bestimmt, indem im stationären oder instationären Betrieb der Brennkraftmaschine das Spannungssignal einer dem Abgaskatalysator nachgeschalteten Lambdasonde überwacht bzw. ausgewertet wird. So zeigt das Spannungssignal bei einer Variation des Lambdawertes mit verschiedenen Phasenlängen und Amplituden ein Verhalten, welches auf die dynamische Speicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers schließen lässt. Oder das Spannungssignal zeigt bei einer ausgeprägten Störung, wie Schubbetrieb, d.h. voller Sauerstoffspeicher oder Volllastbetrieb, d.h. leerer Sauerstoffspeicher und einer anschließenden Wiedereinregelung auf eine mittlere Befüllung des Sauerstoffspeichers einen Verlauf, der eine Bestimmung der dynamische Speicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers ermöglicht.
  • Laut künftig geltender Abgasvorschriften wird bei Kraftfahrzeugen ein Verfahren zur On-Board-Diagnose (OBD) der von einem Abgaskatalysator geleisteten Konvertierung gefordert, welches im Gegensatz zum Stand der Technik nicht nur die Konvertierung von Kohlenwasserstoff (HC) überwacht, sondern zusätzlich auch die Konvertierung von Stickoxiden (NOx) überwacht. Dabei ist problematisch, dass ein Abgaskatalysator, der Kohlenwasserstoff noch hinreichend gut konvertiert nicht automatisch auch Stickoxide noch ausreichend gut konvertiert und umgekehrt. Zudem weist die Umsetzung dieser beiden Schadstoffkomponenten auch keine Korrelation zueinander auf, so dass von dem Konvertierungsgrad des Kohlenwasserstoffs nicht auf den Konvertierungsgrad der Stickoxide geschlossen werden kann oder umgekehrt. Denn die Konvertierung dieser Schadstoffe wird in höchst komplexer Weise zum Beispiel von der thermischen Alterung und der Vergiftung des Abgaskatalysators bestimmt.
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung bereitzustellen, um eine differenzierte Aussage bezüglich der Konvertierung verschiedener Schadstoffkomponenten, nämlich Stickoxide und Kohlenwasserstoff zu erhalten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe, indem die dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher und die dynamische Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher separat voneinander bestimmt werden, und indem anhand der dynamischen Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff auf die bezüglich der Reduktion der Schadstoffkomponenten, nämlich Stickoxide (NOx) geleistete Konvertierung geschlossen wird bzw. anhand der dynamischen Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff auf die bezüglich der Oxidation der Schadstoffkomponenten, nämlich insbesondere Kohlenwasserstoff (HC) geleistete Konvertierung geschlossen wird.
  • Denn sinkt mit der Alterung des Abgaskatalysators die dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff, so beeinträchtigt dies die mit dem Eintrag von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher gekoppelte Sauerstoff freisetzende Reaktion bzw. Reduktion von Stickoxiden (NOx) gemäß der chemischen Strukturformel: 2 NOx → N2 + X O2.
  • Und sinkt mit der Alterung des Abgaskatalysators die dynamische Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff, so beeinträchtigt dies die mit dem Austrag von Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher gekoppelte Sauerstoff bindende Reaktion bzw. Oxidation von Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) gemäß den chemischen Strukturformel: 2 HC + O2 → H2O + CO, 2 CO + O2 → 2 CO2 und 2 H2 + O2 → 2 H2O.
  • Dabei enthält das Abgas einer Brennkraftmaschine Kohlenwasserstoff, der aufgrund der Grenzwertlage im Abgastest besonders kritisch ist, Kohlenmonoxid, das aufgrund der Grenzwertlage im Abgastest jedoch eher unkritisch ist und Wasserstoff, der im Abgastest unerheblich ist.
  • Folglich kann durch eine separate Betrachtung der dynamischen Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff und für den Austrag von Sauerstoff eine separate Diagnose der von dem Abgaskatalysator geleisteten reduzierenden oder oxidierenden Konvertierung der verschiedenen Schadstoffkomponenten, nämlich Stickoxide bzw. Kohlenwasserstoff, und gegebenenfalls Kohlenmonoxid und Wasserstoff realisiert werden, so dass nunmehr auch die Vorgaben strengerer Abgasvorschriften erfüllt werden können.
  • Gemäß einer besonderen Weiterbildung findet bei der Ermittlung der bezüglich der Oxidation der Schadstoffkomponenten geleisteten Konvertierung eine Priorisierung der parallel zueinander ablaufenden Oxidationen statt. Denn die oxidierenden Reaktionen konkurrieren miteinander, wobei die Reaktionen bestimmter Schadstoffkomponenten, nämlich des Kohlenwasserstoffs eine höhere Priorität aufweisen und die Reaktionen anderer Schadstoffkomponenten, nämlich des Kohlenmonoxids und des Wasserstoffs eine geringere Priorität aufweisen. Diese unterschiedlichen Prioritäten sollten bei der Ermittlung der geleisteten Konvertierung entsprechend berücksichtigt werden.
  • Bevorzugt wird die Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff mit einem ersten vorgegebenen Grenzwert verglichen und wird die dynamische Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff mit einem zweiten vorgege benen Grenzwert verglichen und dass ab einer Unterschreitung dieses ersten und/oder zweiten Grenzwertes eine Störung der reduzierenden bzw. oxidierenden Konvertierung angezeigt wird. Durch die Wahl der zwei Grenzwerte kann berücksichtigt werden, dass die dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff und die dynamische Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff schon im Neuzustand eines Abgaskatalysators stark differierende Werte aufweisen können und mit zunehmender Alterung des Abgaskatalysators auch nicht in gleichem Maße abnehmen. Daher sollte der erste Grenzwert für Stickoxide und der zweite Grenzwert für Kohlenwasserstoff an die Abgastestgrenzwerte und an die Rohemissionswerte der Brennkraftmaschine angepasst sein, damit unter Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte die zulässigen Abgasemissionen nicht überschritten werden. Unterschreitet die dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag oder Austrag von Sauerstoff den ersten bzw. zweiten Grenzwert, so wird eine mangelnde Konvertierungsleistung bei der Oxidation bzw. Reduktion der im Abgas enthaltenen Schadstoffkomponenten, also Stickoxide oder Kohlenwasserstoff diagnostiziert und wird der Katalysator als defekt eingestuft.
  • Zweckmäßig wird die dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff und die dynamische Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff sowie der erste Grenzwert und der zweite Grenzwert in Abhängigkeit von dem aktuellen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers betrachtet. Denn die dynamische Speicherfähigkeit hängt sowohl beim Eintrag von Sauerstoff wie auch beim Austrag von Sauerstoff von dem aktuellen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers ab. Somit kann Sauerstoff bei einem leeren Sauerstoffspeicher schnell bzw. leicht eingetragen werden und bei einem zunehmend gefüllten Sauerstoffspeicher kann der Sauerstoff immer weniger schnell und schließlich gar nicht mehr eingetragen werden. Umgekehrt kann Sauerstoff bei einem leeren Sauerstoffspeicher nicht ausgetragen werden und bei einem zunehmend gefüllten Sauerstoffspeicher immer leichter bzw. schneller ausgetragen werden. Diese Abhängigkeit der dynamischen Speicherfähigkeit von dem aktuellen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers wird durch die Alterung des Abgaskatalysators ebenfalls beeinflusst.
  • Der aktuelle Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers kann mittels einer Modellberechnung ermittelt werden. Eine solche Modellberechnung führt eine Bilanzierung des Eintrags und Austrags von Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher des Abgaskatalysator durch und könnte außerdem bei einer Störung, wie zum Beispiel nach einem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine auf eine maximale Befüllung des Sauerstoffspeichers korrigiert werden oder nach einem längeren Volllastbetrieb auf eine vollständige Entleerung des Sauerstoffspeichers korrigiert werden.
  • Vorteilhaft wird die dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag oder Austrag von Sauerstoff in Abhängigkeit von der maximalen Geschwindigkeit für den Eintrag bzw. Austrag von Sauerstoff bestimmt.
  • Besonders vorteilhaft wird die maximale Geschwindigkeit für den Eintrag oder Austrag von Sauerstoff in Abhängigkeit von dem Verlauf des Spannungssignals einer dem Abgaskatalysator nachgeschalteten Lambdasonde ermittelt. Denn der Verlauf des Spannungssignals der Lambdasonde zeigt je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Überschwingen an oder einen Durchbruch der Stickoxide bzw. des Kohlenwasserstoffs an, wenn die maximale Geschwindigkeit für den Eintrag oder Austrag von Sauerstoff überschritten wurde.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 Eine schematische Abbildung einer Brennkraftmaschine mit Abgaskatalysator;
  • 2a eine erste Darstellung der dynamischen Speicherfähigkeit des Eintrags von Sauerstoff bei einem neuen Abgaskatalysator über der Abgasmasse und der Änderungsgeschwindigkeit des Eintrags von Sauerstoff;
  • 2b eine zweite Darstellung der dynamischen Speicherfähigkeit des Eintrags von Sauerstoff bei einem gealterten Abgaskatalysator über der Abgasmasse und der Änderungsgeschwindigkeit des Eintrags von Sauerstoff;
  • 3a eine erste Darstellung der dynamischen Speicherfähigkeit des Austrags von Sauerstoff bei einem neuen Abgaskatalysator über der Abgasmasse und der Änderungsgeschwindigkeit des Austrags von Sauerstoff;
  • 3b eine zweite Darstellung der dynamischen Speicherfähigkeit des Austrags von Sauerstoff bei einem gealterten Abgaskatalysator über der Abgasmasse und der Änderungsgeschwindigkeit des Austrags von Sauerstoff; und
  • 4 eine Abbildung der dynamischen Speicherfähigkeit des Eintrags und des Austrags von Sauerstoff in Abhängigkeit von dem aktuellen Befüllungsgrad des Sauerstoffspeichers.
  • Der in 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1 weist einen im Abgasstrang 2 angeordneten Abgaskatalysator 3 mit einem integrierten Sauerstoffspeicher 4 und eine dem Abgaskatalysator nachgeschaltete Lambdasonde 5 auf. Bei der Konvertierung von im Abgas enthaltenen Schadstoffkomponenten nimmt der Sauerstoffspeicher 4 Sauerstoff (O2) auf oder gibt der Sauerstoffspeicher 4 Sauerstoff (O2) ab. So wird bei der Reduktion von Stickoxiden (NOx) Sauerstoff in den Sauerstoffspeicher eingetragen und wird bei der Oxidation von Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) Sauerstoff aus dem Sauerstoffspeicher ausgetragen.
  • Die Qualität der Konvertierung wird durch die statische Speicherfähigkeit OSCstat sowie durch die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn des Sauerstoffspeichers 4 des Abgaskatalysators 3 charakterisiert, welche sich mit zunehmender Alterung des Abgaskatalysators 3 verschlechtern.
  • Die statische Speicherfähigkeit OSCstat von Sauerstoff (O2) besagt, welche Menge an Sauerstoff (O2) in den Sauerstoffspeicher 4 eingetragen bzw. aus dem Sauerstoffspeicher 4 ausgetragen werden kann bzw. wie groß der Sauerstoffspeicher 4 ist.
  • Und die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn von Sauerstoff (O2) in den Sauerstoffspeicher 4 besagt, welche Menge an Sauerstoff (O2) pro Zeit in den Sauerstoffspeicher 4 eingetragen bzw. aus dem Sauerstoffspeicher 4 ausgetragen werden kann bzw. wie schnell der Sauerstoffspeicher 4 auf Änderungen der Abgaszusammensetzung reagieren kann, um eine hinreichend gute Konvertierung zu ermöglichen.
  • Die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn von Sauerstoff (O2) in den Sauerstoffspeicher 4 des Abgaskatalysators 3 hängt von der den Abgaskatalysator 3 durchströmenden Abgasmasse m . sowie von der im Abgas befindlichen Schadstoffmasse bzw. der Änderung der Beladung ΔOSC des Sauerstoffspeichers 4 pro Zeit ab. Denn eine zunehmende Abgasmasse m . und eine zunehmende Änderung der Beladung ΔOSC des Sauerstoffspeichers 4 pro Zeit verschlechtern die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein, OSCdyn/aus von Sauerstoff (O2), während eine abnehmende Abgasmasse m . und eine abnehmende Änderung der Beladung ΔOSC des Sauerstoffspeichers 4 pro Zeit die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein, OSCdyn/aus von Sauerstoff (O2) verbessern. Dieser Zusammenhang ist in den 2a, 2b, 3a und 3b dargestellt. Dabei zeigen die 2a und 2b jeweils die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein/neu, OSCdyn/ein/alt für den Eintrag von Sauerstoff (O2), zeigen die 3a und 3b jeweils die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/aus/neu OSCdyn/aus/alt für den Austrag von Sauerstoff (O2), wobei die 2a und 3a jeweils die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein/neu, OSCdyn/aus/neu für einen neuen Abgaskatalysator 3 und die 2b und 3b jeweils die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein/alt, OSCdyn/aus/alt für einen gealterten Abgaskatalysator 3 zeigen.
  • In 4 ist darüber hinaus der Zusammenhang zwischen der dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn/ein/neu, OSCdyn/ein/alt, OSCdyn/aus/neu, OSCdyn/aus/alt für den Eintrag oder Austrag von Sauerstoff (O2) und der aktuellen Beladung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 mit Sauerstoff (O2) über der Alterung dargestellt. Dies veranschaulicht, dass die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein für den Eintrag von Sauerstoff (O2) bei einem leeren Sauerstoffspeicher 4 maximal ist, mit zunehmender Befüllung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 abnimmt und bei vollständiger Beladung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 schließlich zum Erliegen kommt. Umgekehrt ist die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff (O2) bei einem leeren Sauerstoffspeicher 4 gleich Null, steigt mit zunehmender Beladung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 langsam an und ist bei einer vollständigen Befüllung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 maximal. Durch die Alterung des Abgaskatalysators 3 nimmt sowohl die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein für den Eintrag von Sauerstoff (O2) als auch die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff (O2) in individueller Weise ab, wobei die Abhängigkeit von der Beladung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 ebenfalls beeinflusst wird.
  • Basierend auf der dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn für Sauerstoff (O2) wird die von dem Abgaskatalysator 3 geleistete Konvertierung diagnostiziert.
  • Dabei wird erfindungsgemäß zwischen der dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn/ein für den Eintrag von Sauerstoff (O2) und der dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff (O2) differenziert, um eine Unterscheidung zwischen der an den Eintrag von Sauerstoff (O2) gekoppelten reduzierenden Konvertierungsleistung und der an den Austrag von Sauerstoff (O2) gekoppelten oxidierenden Konvertierungsleistung zu realisieren. Denn sinkt mit der Alterung die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein für den Eintrag von Sauerstoff (O2), so wird die damit einhergehende reduzierende Konvertierung von Stickoxiden (NOx) beeinträchtigt und ist ab einem bestimmten ersten Grenzwert Limein der dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn/ein für den Eintrag nicht mehr ausreichend. Und sinkt mit der Alterung die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff (O2), so wird die damit einhergehende oxidierende Konvertierung von Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) beeinträchtigt und ist ab einem bestimmten zweiten Grenzwert Limaus für die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff (O2) nicht mehr ausreichend.
  • Der erste Grenzwert Limein und der zweite Grenzwert Limaus können stark voneinander abweichen und als Funktion der Beladung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 variieren. Diese Funktion der Grenzwerte Limein, Limaus in Abhängigkeit von der Beladung OSCakt des Sauerstoffspeichers 4 kann zuvor erfasst und in einem Kennfeld abgelegt werden.
  • Das Verfahren zur Diagnose der von dem Abgaskatalysator 3 geleisteten Konvertierung sieht nun eine Überwachung der separat voneinander ermittelten dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn/ein für den Eintrag von Sauerstoff (O2) und der ermittelten dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff (O2) vor. Anhand der dynamischen Speicherfähigkeit OSCdyn/ein, OSCdyn/aus für den Eintrag oder Austrag wird dann die bezüglich der Reduktion bzw. Oxidation der Schadstoffkomponenten geleistete Konvertierung ermittelt.
  • Dann wird die ermittelte dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein für den Eintrag von Sauerstoff (O2) mit dem vorgegebenen ersten Grenzwert Limein verglichen. Unterschreitet die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/ein den ersten Grenzwert Limein, so wird eine mangelhafte reduzierende Konvertierung bzw. zu hohe Anteile an Stickoxiden (NOx) erkannt und angezeigt.
  • Und die ermittelte dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff (O2) wird mit dem zweiten Grenzwert Limein verglichen. Unterschreitet die dynamische Speicherfähigkeit OSCdyn/aus für den Austrag von Sauerstoff den zweiten Grenzwert Limaus, so wird eine mangelhafte oxidierende Konvertierung bzw. zu hohe Anteile an Kohlenwasserstoff (HC) erkannt und angezeigt.
  • 1
    Brennkraftmaschine
    2
    Abgasstrang
    3
    Abgaskatalysator
    4
    Sauerstoffspeicher
    5
    Lambdasonde
    OSCstat
    statische Speicherfähigkeit
    OSCdyn
    dynamische Speicherfähigkeit
    OSCdyn/ein
    dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff
    OSCdyn/aus
    dynamische Speicherfähigkeit für den Austrag von Sauerstoff
    OSCdyn/ein/neu
    dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff
    Speichertähigkeit bei einem neuen Abgaskatalysator
    OSCdyn/aus/neu
    dynamische Speichertähigkeit für den Austrag von Sauerstoff
    Speicherfähigkeit bei einem neuen Abgaskatalysator
    OSCdyn/ein/aus
    dynamische Speicherfähigkeit für den Eintrag von Sauerstoff
    Speichertähigkeit bei einem alten Abgaskatalysator
    OSCdyn/aus/alt
    dynamische Speichertähigkeit für den Austrag von Sauerstoff
    Speichertähigkeit bei einem alten Abgaskatalysator
    OSCakt
    aktuelle Beladung des Sauerstoffspeichers
    ΔOSC
    Änderung der Beladung des Sauerstoffspeichers pro Zeit
    Limein
    erster Grenzwert
    Limein
    zweiter Grenzwert

Claims (7)

  1. Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung der im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen Schadstoffkomponenten basierend auf der dynamischen Speicherfähigkeit des Abgaskatalysators für Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Speicherfähigkeit (OSCdyn/ein) für den Eintrag von Sauerstoff (O2) in den Sauerstoffspeicher (4) und die dynamische Speicherfähigkeit (OSCdyn/aus) für den Austrag von Sauerstoff (O2) aus dem Sauerstoffspeicher (4) separat voneinander bestimmt werden, und anhand der dynamischen Speicherfähigkeit (OSCdyn/ein) für den Eintrag von Sauerstoff (O2) die bezüglich der Reduktion der Schadstoffkomponenten (NOx) geleistete Konvertierung ermittelt wird bzw. anhand der dynamischen Speicherfähigkeit (OSCdyn/aus) für den Austrag von Sauerstoff (O2) die bezüglich der Oxidation der Schadstoffkomponenten (HC, CO, H2) geleistete Konvertierung ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der bezüglich der Oxidation der Schadstoffkomponenten (HC, CO, H2) geleisteten Konvertierung eine Priorisierung der parallel zueinander ablaufenden Oxidationen stattfindet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Speicherfähigkeit (OSCdyn/ein) für den Eintrag von Sauerstoff (O2) mit einem ersten vorgegebenen Grenzwert (Limein) verglichen wird und die dynamische Speicherfähigkeit (OSCdyn/aus) für den Austrag von Sauerstoff (O2) mit einem zweiten vorgegebenen Grenzwert (Limaus) verglichen wird und dass ab einer Unterschreitung dieses ersten und/oder zweiten Grenzwertes (Limein, Limaus) eine Störung der reduzierenden bzw. oxidierenden Konvertierung angezeigt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Speicherfähigkeit (OSCdyn/ein) für den Eintrag von Sauerstoff (O2) und die dynamische Speicherfähigkeit (OSCdyn/aus) für den Austrag von Sauerstoff (O2) sowie der erste Grenzwert (Limein) und der zweite Grenzwert (Limaus) in Abhängigkeit von dem aktuellen Befüllungsgrad (OSCakt) des Sauerstoffspeichers (4) betrachtet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Befüllungsgrad (OSCakt) des Sauerstoffspeichers (4) mittels einer Modellberechnung ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Speicherfähigkeit (OSCdyn/ein, OSCdyn/aus) für den Eintrag oder Austrag von Sauerstoff (O2) in Abhängigkeit von der maximalen Geschwindigkeit für den Eintrag bzw. Austrag von Sauerstoff (O2) bestimmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Geschwindigkeit für den Eintrag bzw. Austrag von Sauerstoff (O2) in Abhängigkeit von dem Verlauf des Spannungssignals einer dem Abgaskatalysator (3) nachgeschalteten Lambdasonde (5) ermittelt wird.
DE102005007830A 2005-02-21 2005-02-21 Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung Withdrawn - After Issue DE102005007830B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005007830A DE102005007830B4 (de) 2005-02-21 2005-02-21 Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005007830A DE102005007830B4 (de) 2005-02-21 2005-02-21 Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005007830A1 true DE102005007830A1 (de) 2006-08-24
DE102005007830B4 DE102005007830B4 (de) 2007-07-12

Family

ID=36776221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005007830A Withdrawn - After Issue DE102005007830B4 (de) 2005-02-21 2005-02-21 Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005007830B4 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007005684B3 (de) * 2007-02-05 2008-04-10 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007005680B3 (de) * 2007-02-05 2008-04-17 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007005682B3 (de) * 2007-02-05 2008-04-17 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007059139B3 (de) * 2007-12-07 2009-04-09 Audi Ag Verfahren zur Ermittlung wenigstens einer auf das Konvertierungsverhalten eines Kraftfahrzeugkatalysators bezogenen Information und zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1183455B1 (de) * 2000-02-24 2004-04-21 Nissan Motor Company, Limited Abgasreinigungsvorrichtung für brennkraftmaschine
DE102004061603B4 (de) * 2004-12-17 2008-05-15 Audi Ag Verfahren zur Bestimmung der dynamischen Speicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers eines Abgaskatalysators

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007005684B3 (de) * 2007-02-05 2008-04-10 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007005680B3 (de) * 2007-02-05 2008-04-17 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007005682B3 (de) * 2007-02-05 2008-04-17 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US7849844B2 (en) 2007-02-05 2010-12-14 Continental Automotive Gmbh Diagnostic method and device for operating an internal combustion engine
US8297040B2 (en) 2007-02-05 2012-10-30 Continental Automotive Gmbh Diagnostic method and device for operating an internal combustion engine
DE102007059139B3 (de) * 2007-12-07 2009-04-09 Audi Ag Verfahren zur Ermittlung wenigstens einer auf das Konvertierungsverhalten eines Kraftfahrzeugkatalysators bezogenen Information und zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005007830B4 (de) 2007-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19801626B4 (de) Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
EP1097299B1 (de) VERFAHREN ZUR ÜBERPRÜFUNG DES WIRKUNGSGRADES EINES NOx-SPEICHERKATALYSATORS
DE102017200145B4 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines NOx-Speicher-Katalysators sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage und Fahrzeug
EP2232255B1 (de) VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG DER RUßOXIDATIONSRATE VON IN EINEM PARTIKELFILTER ZURÜCKHALTENEM RUß
DE19801625A1 (de) Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
DE19816175A1 (de) Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Stickoxid-Speicherkatalysators
EP1131544A1 (de) ÜBERWACHUNGSVERFAHREN FÜR NOx SPEICHERKATALYSATOREN UND ABGASREINIGUNGSVORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DIESES VERFAHRENS
WO2000000728A1 (de) Verfahren zur überprüfung des dynamikverhaltens eines messaufnehmers im abgastrakt einer brennkraftmaschine
DE19843859A1 (de) Katalysatorregenerationsverfahren
DE19844178A1 (de) Katalysatordiagnoseverfahren
DE102013203495A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Stickoxid-Speicherkatalysators
DE102009046433A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage
DE10126455B4 (de) Verfahren zur Desulfatisierung eines Stickoxid-Speicherkatalysators
DE102011004557A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
EP1778963A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur diagnose einer abgasreinigungsanlage
EP2238321B1 (de) Verfahren und steuergerät zur überprüfung eines abgasnachbehandlungssystems eines verbrennungsmotors
EP2401485B1 (de) Verfahren zum betrieb eines abgassystems
DE102005007830B4 (de) Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung
DE102008008985B4 (de) Verfahren zur OSC-basierten Diagnose eines Katalysators
EP1138898B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abgasreinigung
DE102012201597A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dynamik-Diagnose eines Gas-Sensors
DE102013200623A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Partikelfilters
DE10125759A1 (de) Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines NOchi-Speicherkatalysators
DE102005011445B4 (de) Verfahren zur Diagnose des Sauerstoffspeichers eines Abgaskatalysators für eine Brennkraftmaschine
DE10036390B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R120 Application withdrawn or ip right abandoned
R120 Application withdrawn or ip right abandoned

Effective date: 20150219