DE102016005968A1 - Method and device for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Katalysators (14) eines Fahrzeugs, bei welchem eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromabwärts des Katalysators (14) gemessen wird, wobei in wenigstens einem ersten Schritt (30) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt wird, bei welcher der Katalysator (14) Stickoxide absorbiert. In wenigstens einem zweiten Schritt (36) wird eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt, bei welcher eine Desorption der Stickoxide von dem Katalysator (14) stattfindet. Zum Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators (14) wird das Verhalten des Katalysators (14) zumindest bei der Desorption der Stickoxide berücksichtigt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Katalysators (14) eines Fahrzeugs.The invention relates to a method for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter (14) of a vehicle, in which a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas downstream of the catalyst (14) is measured, wherein in at least a first step (30) a concentration of nitrogen oxides in Is adjusted exhaust gas at which the catalyst (14) absorbs nitrogen oxides. In at least a second step (36), a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set at which desorption of the nitrogen oxides from the catalyst (14) takes place. For determining the nitrogen oxide storage capacity of the catalytic converter (14), the behavior of the catalytic converter (14) is taken into account, at least during the desorption of the nitrogen oxides. Furthermore, the invention relates to a device for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter (14) of a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Katalysators eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird eine Konzentration eines Stickoxids im Abgas stromabwärts des Katalysators gemessen.The invention relates to a method and a device for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter of a vehicle. In the method, a concentration of a nitrogen oxide in the exhaust gas downstream of the catalyst is measured.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Performance eines Katalysators mit Stickoxid-Speicherfähigkeit im Hinblick auf die Verringerung von Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeug durch speziell eingeleitete Maßnahmen zu ermitteln. Hierzu zählen beispielsweise eine extra herbeigeführte Exothermie, also ein Aufheizen des Katalysators, oder ein Fettsprung, also ein Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch.From the prior art, it is known to determine the performance of a catalyst with nitrogen oxide storage capability with regard to the reduction of hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine of a vehicle by means of specially introduced measures. These include, for example, an extra induced exotherm, ie a heating of the catalyst, or a fat jump, ie an operation of the internal combustion engine with a rich air-fuel mixture.

Des Weiteren beschreibt die DE 198 52 240 A1 ein Verfahren zur Überwachung eines NOx-Speicherkatalysators, bei welchem der NOx-Speicherwirkungsgrad des Katalysators aus der NOx-Abgaskonzentration vor und nach dem NOx-Speicherkatalysator ermittelt wird. Die NOx-Abgaskonzentrationen vor und nach dem NOx-Speicherkatalysator werden in NOx-Massenströme umgerechnet, und aus diesen Werten wird der NOx-Speicherwirkungsgrad ermittelt.Furthermore, the describes DE 198 52 240 A1 a method for monitoring a NOx storage catalyst, wherein the NOx storage efficiency of the catalyst from the NOx exhaust concentration is determined before and after the NOx storage catalyst. The NOx exhaust gas concentrations before and after the NOx storage catalyst are converted into NOx mass flows, and from these values, the NOx storage efficiency is determined.

Die DE 103 18 116 B4 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei welchem ein Speicherkatalysator regeneriert wird. Hierbei wird eine Speicherkapazität im Wendepunkt eines zeitlichen Signalverlaufs eines NOx-Massenstroms nach dem Speicherkatalysator vorgegeben.The DE 103 18 116 B4 describes a method for operating an internal combustion engine, in which a storage catalytic converter is regenerated. In this case, a storage capacity at the point of inflection of a temporal signal curve of a NOx mass flow downstream of the storage catalytic converter is predetermined.

Die DE 10 2006 055 238 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der NOx-Speicherfähigkeit eines NOx-Speicherkatalysators, bei welchem das Abgas zwei parallel angeordneten NOx-Speicherkatalysatoren zugeführt wird. Es wird eine unterschiedlich große Beladung beider Speicherkatalysatoren erzeugt. Danach werden beide Speicherkatalysatoren zeitlich parallel mit Stickoxiden beladen, bis das Signal eines NOx-Sensors eine Erschöpfung der Aufnahmefähigkeit eines der Speicherkatalysatoren signalisiert.The DE 10 2006 055 238 A1 describes a method for determining the NOx storage capability of a NOx storage catalytic converter, in which the exhaust gas is supplied to two parallel NOx storage catalytic converters. There is generated a different size loading of both storage catalytic converters. Thereafter, both storage catalysts are loaded parallel in time with nitrogen oxides until the signal of a NOx sensor signals a depletion of the capacity of one of the storage catalytic converters.

Bei dem Katalysator mit NOx-Speicherfähigkeit kann es sich um einen NOx-Speicher-Katalysator (NSK) oder einen Diesel-Oxidations-Katalysator (DOC) handeln. Sowohl das Herbeiführen einer Exothermie als auch das Vorsehen eines Fettsprungs sind mit einem Kraftstoffmehrverbrauch verbunden. Daher werden derartige Maßnahmen vorteilhafterweise nur dann angewendet, wenn sie zur Reduzierung der Schadstoffe im Abgas benötigt werden. Die Häufigkeit der Überwachungsereignisse, also der jeweiligen Ermittlungen der Stickoxidspeicherfähigkeit des Katalysators, ist somit begrenzt. Soll im Rahmen einer On-Board-Diagnose (OBD) die NOx-Speicherfähigkeit des Katalysators festgestellt werden, so ist diese Diagnose nur in diesem Abstand möglich oder unter Inkaufnahme eines Kraftstoffmehrverbrauchs, wenn die Überwachungsereignisse zusätzlich angefordert werden. Beispielsweise wird die Diagnose bei einem DOC mithilfe der Exothermie im Rahmen einer Partikelfilter-Regeneration durchgeführt. Diese erfolgt in der Regel in einem Intervall zwischen 500 Kilometern und 1500 Kilometern einer mit dem Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke. Bei dieser Überwachungsform wird eine Information über die Performance des DOC im Hinblick auf das Verringern der Kohlenwasserstoffe und des Kohlenmonoxids im Abgas erreicht.The NOx trapping catalyst may be a NOx storage catalyst (NSK) or a Diesel Oxidation Catalyst (DOC). Both the generation of an exotherm and the provision of a fat jump are associated with an additional fuel consumption. Therefore, such measures are advantageously applied only if they are needed to reduce the pollutants in the exhaust. The frequency of the monitoring events, ie the respective investigations of the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst, is thus limited. If the NOx storage capability of the catalytic converter is to be determined in the context of an on-board diagnosis (OBD), then this diagnosis is only possible at this interval or at the expense of additional fuel consumption if the monitoring events are additionally requested. For example, the diagnosis of a DOC using exothermicity is carried out as part of a particle filter regeneration. This is usually done in an interval between 500 kilometers and 1500 kilometers of driving distance traveled by the vehicle. In this form of monitoring, information about the performance of the DOC is obtained in terms of reducing hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas.

Bei einem Stickoxid-Speicherkatalysator wird die Diagnose häufiger durchgeführt. Eine solche Diagnose erfolgt nämlich in der Regel mithilfe eines Fettsprungs. Zu einem solchen Ereignis kommt es daher in der Regel in einem Intervall zwischen 1 Kilometer und 5 Kilometer einer mit dem Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke.With a nitrogen oxide storage catalyst, the diagnosis is performed more frequently. Such a diagnosis is usually done with the help of a fat jump. Therefore, such an event usually occurs in an interval between 1 kilometer and 5 kilometers of a distance traveled by the vehicle.

Diese Überwachungsform gibt eine Rückmeldung über die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators. Aus der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators kann wiederum auf die Leistungsfähigkeit im Hinblick auf die Verringerung des Gehalts an Kohlenwasserstoffen beziehungsweise Kohlenmonoxid im Abgas geschlossen werden.This form of monitoring provides feedback on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst. From the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst can in turn be concluded on the performance in terms of reducing the content of hydrocarbons or carbon monoxide in the exhaust gas.

Insbesondere bei neuartigen Katalysatortechnologien wie beispielsweise einem passiven Stickoxidabsorber (PNA), einem DOC oder einem passiv betriebenen NSK können jedoch keine oder zumindest deutlich weniger Fettsprünge vorgesehen sein. Entsprechend sind hier Diagnoseereignisse nur durch die Exothermie im Rahmen der Regeneration des Partikelfilters möglich oder durch extra angeforderte Diagnosen. Diese haben jedoch wiederum einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge.However, in particular with novel catalyst technologies such as, for example, a passive nitrogen oxide absorber (PNA), a DOC or a passively operated NSK, no or at least significantly less fat jumps can be provided. Correspondingly, diagnostic events are only possible here by the exothermic reaction in the context of the regeneration of the particulate filter or by extra-requested diagnoses. However, these in turn result in increased fuel consumption.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.Object of the present invention is therefore to provide an improved method and an improved device of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a device having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Katalysators eines Fahrzeugs ermittelt. Hierbei wird eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromabwärts des Katalysators gemessen. In wenigstens einem ersten Schritt wird eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt, bei welcher der Katalysator Stickoxide absorbiert. In wenigstens einem zweiten Schritt wird eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt, bei welcher eine Desorption der Stickoxide von dem Katalysator stattfindet. Zum Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators wird das Verhalten des Katalysators zumindest bei der Desorption der Stickoxide berücksichtigt.In the method according to the invention, the nitrogen oxide storage capacity of a catalytic converter of a vehicle is determined. Here is a Concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas measured downstream of the catalyst. In at least a first step, a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set at which the catalyst absorbs nitrogen oxides. In at least a second step, a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set at which desorption of the nitrogen oxides from the catalyst takes place. To determine the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst, the behavior of the catalyst is taken into account, at least during the desorption of the nitrogen oxides.

Auf diese Weise kann die Speicherfähigkeit des Katalysators qualitativ und indirekt auch quantitativ ohne speziell eingeleitete Maßnahmen ermittelt werden, welche einen Kraftstoffmehrverbrauch zur Folge haben. Hierbei können unterschiedliche Effekte beziehungsweise Mechanismen genutzt werden. Im Katalysator mit Stickoxid-Speicherfähigkeit kann eine Stickoxid-Sättigung hergestellt werden. Die maximale Speicherfähigkeit beziehungsweise gespeicherte Menge ist hierbei abhängig von dem aktuellen NOx-Partialdruck. Durch ein Absenken des NOx-Partialdrucks sinkt also auch die maximale Speicherfähigkeit beziehungsweise gespeicherte Menge an Stickoxiden, und NOx wird desorbiert. Umgekehrt steigt durch Anheben des NOx-Partialdrucks die maximale Speicherfähigkeit beziehungsweise gespeicherte Menge an Stickoxiden, und NOx wird wieder vom Katalysator absorbiert. Indem also das Verhalten des Katalysators zumindest während der bewusst herbeigeführten Desorption der Stickoxide beobachtet wird, kann auf verbesserte Weise auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators rückgeschlossen werden.In this way, the storage capacity of the catalyst can be qualitatively and indirectly determined quantitatively without specially initiated measures, which have a fuel consumption. In this case, different effects or mechanisms can be used. Nitrogen oxide saturation can be produced in the nitrogen oxide storage capacity catalyst. The maximum storage capacity or stored quantity is dependent on the current NOx partial pressure. By lowering the NOx partial pressure so also the maximum storage capacity or stored amount of nitrogen oxides decreases, and NOx is desorbed. Conversely, by raising the NOx partial pressure, the maximum storage capacity or stored amount of nitrogen oxides increases, and NOx is again absorbed by the catalyst. Thus, by observing the behavior of the catalyst at least during the deliberately induced desorption of the nitrogen oxides, the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst can be deduced in an improved manner.

Die Information im Hinblick auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators ermöglicht eine Diagnose des Katalysators hinsichtlich der HC/CO/NOx-Performance. Des Weiteren kann mit der Information betreffend die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators die Betriebsstrategie der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Motors des Fahrzeugs auf den aktuellen Zustand der Abgasanlage hin optimiert werden. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um einen Kraftwagen oder ein Nutzfahrzeug handeln. Des Weiteren ist eine Optimierung einer Strategie zum Entschwefeln des Katalysators (DeSOx-Strategie) möglich. Bei dem Katalysator wird davon ausgegangen, dass dieser eine NOx-Speicherfähigkeit besitzt, welche sich mit dem Alter der Abgasanlage beziehungsweise mit dem Alter des Katalysators verändert.The information regarding the nitrogen oxide storage capability of the catalyst enables a diagnosis of the catalyst with regard to the HC / CO / NOx performance. Furthermore, with the information regarding the nitrogen oxide storage capability of the catalytic converter, the operating strategy of the internal combustion engine or the engine of the vehicle can be optimized for the current state of the exhaust system. The vehicle may in particular be a motor vehicle or a commercial vehicle. Furthermore, it is possible to optimize a strategy for desulfurizing the catalyst (DeSOx strategy). The catalyst is considered to have a NOx storage capability that varies with the age of the exhaust system or with the age of the catalyst.

Bevorzugt wird in dem wenigstens einen ersten Schritt eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt, bei welcher der Katalysator die Stickoxide bis zu einer Sättigung des Katalysators mit Stickoxiden absorbiert.Preferably, in the at least one first step, a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set, at which the catalyst absorbs the nitrogen oxides up to a saturation of the catalyst with nitrogen oxides.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn nach dem Einstellen der Sättigung des Katalysators mit Stickoxiden ein Schubbetrieb des Fahrzeugs vorgenommen wird, welcher zu der Desorption der Stickoxide von dem Katalysator führt. Hierbei wird basierend auf einem zeitlichen Verlauf der Desorption der Stickoxide auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators geschlossen. Für die Ermittlung der NOx-Speicherfähigkeit kann man sich somit den oben genannten Mechanismus zunutze machen, dass eine NOx-Desorption im Schubbetrieb des Fahrzeugs beziehungsweise bei Betriebszuständen des Fahrzeugs vorliegt, bei welchen die Rohemission an Stickoxiden der Verbrennungskraftmaschine bevorzugt quasi Null ist.It has been shown to be advantageous if, after adjusting the saturation of the catalyst with nitrogen oxides, a coasting operation of the vehicle is carried out, which leads to the desorption of the nitrogen oxides from the catalyst. This is based on a time course of the desorption of nitrogen oxides on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst closed. For the determination of the NOx storage capacity can thus make the above mechanism advantage that a NOx desorption in overrun operation of the vehicle or in operating conditions of the vehicle is present, in which the raw emission of nitrogen oxides of the internal combustion engine is preferably virtually zero.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird in einer Mehrzahl von ersten Schritten eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt, bei welcher der Katalysator Stickoxide absorbiert. In einer Mehrzahl von zweiten Schritten wird eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt, bei welcher die Desorption der Stickoxide von dem Katalysator stattfindet. Basierend auf der über die Mehrzahl der ersten Schritte und der zweiten Schritte gespeicherten beziehungsweise abgegebenen Mengen der Stickoxide wird hierbei auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators geschlossen. Es können insbesondere die jeweils absorbierten Mengen an Stickoxiden und die jeweils desorbierten Mengen an Stickoxiden getrennt voneinander akkumuliert werden. Aus den Absorptionsmengen und den Desorptionsmengen kann dann auf die Speicherfähigkeit des Katalysators im Hinblick auf Stickoxide geschlossen werden.According to a further advantageous embodiment, a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set in a plurality of first steps, in which the catalyst absorbs nitrogen oxides. In a plurality of second steps, a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set, at which the desorption of the nitrogen oxides takes place from the catalyst. Based on the quantities of the nitrogen oxides stored or discharged via the majority of the first steps and the second steps, the nitrogen oxide storage capacity of the catalytic converter is concluded here. In particular, the respectively absorbed amounts of nitrogen oxides and the respectively desorbed amounts of nitrogen oxides can be accumulated separately from one another. From the absorption amounts and the desorption can then be concluded that the storage capacity of the catalyst with respect to nitrogen oxides.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden während des wenigstens einen ersten Schritts jeweilige erste Gradienten eines zeitlichen Verlaufs der Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromaufwärts des Katalysators und stromabwärts des Katalysators ermittelt. Während des wenigstens einen zweiten Schritts werden jeweilige zweite Gradienten eines zeitlichen Verlaufs der Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromaufwärts des Katalysators und stromabwärts des Katalysators ermittelt. Basierend auf den Gradienten wird auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators geschlossen. Es wird also insbesondere anhand einer Stickoxid-Gradienten-Erkennung nach dem Katalysator, insbesondere Stickoxid-Speicherkatalysator, auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators geschlossen.According to a further advantageous embodiment, during the at least one first step, respective first gradients of a temporal course of the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas are determined upstream of the catalytic converter and downstream of the catalytic converter. During the at least one second step, respective second gradients of a time course of the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas are determined upstream of the catalytic converter and downstream of the catalytic converter. Based on the gradients, it is concluded that the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst. It is therefore in particular based on a nitrogen oxide gradient detection after the catalyst, in particular nitrogen oxide storage catalyst, closed on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst.

Bevorzugt wird hierbei aus einer Mehrzahl von Beträgen der ersten Gradienten und aus einer Mehrzahl von Beträgen der zweiten Gradienten ein Mittelwert gebildet. Basierend auf dem Mittelwert kann dann auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators geschlossen werden. Ein solches Verfahren ist im Hinblick auf die Auslegung einer entsprechenden Steuerungseinrichtung beziehungsweise eines Steuergeräts des Fahrzeugs für das Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators besonders einfach und aufwandsarm durchführbar.In this case, an average value is preferably formed from a plurality of amounts of the first gradients and from a plurality of amounts of the second gradients. Based on the average can then be concluded that the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst. Such With regard to the design of a corresponding control device or a control device of the vehicle for determining the nitrogen oxide storage capacity of the catalytic converter, the method can be carried out in a particularly simple and low-effort manner.

Bevorzugt wird die Stickoxid-Speicherfähigkeit eines passiven Stickoxidabsorbers des Fahrzeugs und/oder eines Oxidationskatalysators des Fahrzeugs und/oder eines passiv betriebenen Stickoxid-Speicherkatalysators des Fahrzeugs ermittelt. Bei einem passiven Stickoxidabsorber (PNA) erfolgt das Speichern beziehungsweise Sorbieren der Stickoxide beispielsweise im Zeolithmaterial des passiven Stickoxidabsorbers. Hierbei werden die Stickoxide jedoch nicht chemisch gebunden. Es ist daher auch kein Anfetten des Luft-Kraftstoff-Gemischs zum Reduzieren chemisch gebundener Stickoxide im Zuge einer chemischen Reaktion erforderlich. Vielmehr erfolgt beim passiven Stickoxidabsorber eine thermische Desorption der Stickoxide.Preferably, the nitrogen oxide storage capacity of a passive nitrogen oxide absorber of the vehicle and / or an oxidation catalytic converter of the vehicle and / or a passively operated nitrogen oxide storage catalytic converter of the vehicle is determined. In the case of a passive nitrogen oxide absorber (PNA), the storage or sorption of the nitrogen oxides takes place, for example, in the zeolite material of the passive nitrogen oxide absorber. However, the nitrogen oxides are not chemically bound. It is therefore not necessary to enrich the air-fuel mixture for reducing chemically bound nitrogen oxides in the course of a chemical reaction. Instead, the passive nitrogen oxide absorber undergoes thermal desorption of the nitrogen oxides.

Auch ein Oxidationskatalysator, insbesondere Dieseloxidationskatalysator (DOC), hat eine Sorptionsfähigkeit beziehungsweise Absorptionsfähigkeit für Stickoxide etwa durch die Verwendung von Zeolithen als Trägermaterialien der katalytisch wirksamen Substanzen des Oxidationskatalysators. Auch hier kann also eine Desorption von Stickoxiden stattfinden, ohne dass hierfür ein Anfetten des Luft-Kraftstoff-Gemisches, also das Einstellen eines Luftverhältnisses λ von größer als 1, vorgenommen zu werden braucht.An oxidation catalyst, in particular diesel oxidation catalyst (DOC), also has a sorption capacity or absorption capacity for nitrogen oxides, for example, through the use of zeolites as support materials of the catalytically active substances of the oxidation catalyst. Again, therefore, a desorption of nitrogen oxides take place without the need for enrichment of the air-fuel mixture, ie the setting of an air ratio λ greater than 1, needs to be made.

Des Weiteren kann ein Stickoxid-Speicherkatalysator passiv betrieben werden, bei welchem die Stickoxide chemisch an ein entsprechendes Material des Stickoxid-Speicherkatalysators gebunden werden. Auch dieses chemisch gebundene NOx lässt sich nämlich thermisch desorbieren, etwa indem die Temperatur des passiv betriebenen Stickoxid-Speicherkatalysators angehoben wird.Furthermore, a nitrogen oxide storage catalyst can be operated passively, in which the nitrogen oxides are chemically bonded to a corresponding material of the nitrogen oxide storage catalyst. This chemically bound NOx can also be thermally desorbed, for example by raising the temperature of the passively operated nitrogen oxide storage catalytic converter.

Insbesondere bei derartigen Katalysatoren, bei welchen kein Fettsprung im Luft-Kraftstoff-Gemisch eingestellt wird, um eine Verringerung des Gehalts der Stickoxide im Katalysator zu erreichen, ist daher das vorstehend beschriebene Verfahren besonders vorteilhaft einsetzbar.In particular, in such catalysts, in which no fat jump in the air-fuel mixture is adjusted in order to achieve a reduction in the content of nitrogen oxides in the catalyst, therefore, the method described above is particularly advantageously used.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln einer Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Katalysators eines Fahrzeugs umfasst einen Sensor zum Messen einer Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromabwärts des Katalysators. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren eine Steuerungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem ersten Schritt eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas einzustellen, bei welcher der Katalysator Stickoxide absorbiert. Die Steuerungseinrichtung ist des Weiteren dazu ausgebildet, in wenigstens einem zweiten Schritt eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas einzustellen, bei welcher eine Desorption der Stickoxide von dem Katalysator stattfindet. Weiter ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, zum Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators das Verhalten des Katalysators zumindest bei der Desorption der Stickoxide zu berücksichtigen.The device according to the invention for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter of a vehicle comprises a sensor for measuring a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas downstream of the catalytic converter. The device further comprises a control device, which is designed to set in at least a first step, a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas, wherein the catalyst absorbs nitrogen oxides. The control device is further configured to adjust a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas in at least a second step, in which a desorption of the nitrogen oxides takes place from the catalyst. Furthermore, the control device is designed to take into account the behavior of the catalytic converter, at least during the desorption of the nitrogen oxides, in order to determine the nitrogen oxide storage capability of the catalytic converter.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply to the device according to the invention and vice versa.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Thus, embodiments are also included and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Thus, embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed which do not have all the features of an originally formulated independent claim.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:

1 den zeitlichen Verlauf der Stickoxidkonzentrationen stromaufwärts eines Oxidationskatalysators und stromabwärts des Oxidationskatalysators während eines Schubbetriebs eines Fahrzeugs, welcher im Anschluss an eine Sättigung des Oxidationskatalysators mit Stickoxiden stattfindet; 1 the time course of the nitrogen oxide concentrations upstream of an oxidation catalyst and downstream of the oxidation catalyst during a coasting operation of a vehicle, which takes place following saturation of the oxidation catalyst with nitrogen oxides;

2 den zeitlichen Verlauf der NOx-Massenströme stromaufwärts und stromabwärts des Oxidationskatalysators sowie die jeweiligen Summen der innerhalb der betrachteten Zeitspanne absorbierten beziehungsweise desorbierten Mengen an Stickoxiden; und 2 the time course of the NOx mass flows upstream and downstream of the oxidation catalyst and the respective sums of the absorbed or desorbed within the considered time amounts of nitrogen oxides; and

3 die verlangsamte Sprungantwort der Stickoxidkonzentration im Abgas stromabwärts des Oxidationskatalysators bei Veränderungen der Stickoxid-Rohemissionen. 3 the slow step response of the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas downstream of the oxidation catalyst with changes in the raw nitrogen oxide emissions.

Von einem Fahrzeug wie etwa einem Personenkraftwagen oder einem Nutzfahrzeug ist in 1 schematisch und ausschnittsweise eine Abgasanlage 10 gezeigt. Die Abgasanlage 10 umfasst einen Abgasstrang 12, in welchem ein Katalysator 14 angeordnet ist, welcher eine Stickoxid-Speicherfähigkeit besitzt. Bei dem Katalysator 14 kann es sich beispielsweise um einen Oxidationskatalysator, insbesondere einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) handeln. Im Abgasstrang 12 können dem Katalysator 14 ein Partikelfilter 16 und/oder ein SCR-Katalysator 18 nachgeschaltet sein. Der Partikelfilter 16 kann des Weiteren insbesondere als SCR-beschichteter Partikelfilter 16 ausgebildet sein. Zum Reduzieren von Stickoxiden in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion können in dem SCR-Katalysator 18 (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) Stickoxide aus dem Abgas mit Ammoniak zu Wasser und Stickstoff umgesetzt werden. Hierfür kann mittels einer Dosiereinrichtung 20 beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung in den Abgasstrang 12 eingebracht werden, wobei aus dem Harnstoff im Abgas der Ammoniak gebildet wird.From a vehicle such as a passenger car or a commercial vehicle is in 1 schematically and in part one exhaust system 10 shown. The exhaust system 10 includes an exhaust system 12 in which a catalyst 14 is arranged, which has a nitrogen oxide storage capacity. With the catalyst 14 it may be, for example, an oxidation catalyst, in particular a diesel oxidation catalyst (DOC). In the exhaust system 12 can the catalyst 14 a particle filter 16 and / or an SCR catalyst 18 be downstream. The particle filter 16 Furthermore, it can be used in particular as an SCR-coated particle filter 16 be educated. For reducing nitrogen oxides in a selective catalytic reduction reaction, in the SCR catalyst 18 (SCR = selective catalytic reduction, selective catalytic reduction) nitrogen oxides from the exhaust gas with ammonia are converted to water and nitrogen. For this purpose, by means of a metering device 20 For example, an aqueous urea solution in the exhaust system 12 are introduced, wherein the ammonia is formed from the urea in the exhaust gas.

Stromabwärts des Katalysators 14 und vorliegend stromaufwärts der Dosiereinrichtung 20 ist in dem Abgasstrang 12 ein Sensor 22 angeordnet, mittels welchem sich die Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromabwärts des Katalysators 14 messen lässt.Downstream of the catalyst 14 and in the present case upstream of the metering device 20 is in the exhaust system 12 a sensor 22 arranged, by means of which the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas downstream of the catalyst 14 can measure.

Eine entsprechende Kurve 24 in der 1 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der Konzentration an Stickoxiden (NOx) im Abgas stromabwärts des Katalysators 14. Eine weitere Kurve 26 in 1 veranschaulicht die Stickoxid-Rohemission, also die Konzentration an Stickoxiden im Abgas, wie sie aufgrund des Betriebs einer (nicht gezeigten) Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs stromaufwärts des Katalysators 14 vorliegen. Die NOx-Rohemission stromaufwärts des Katalysators 14 können mittels eines Sensors erfasst oder aufgrund eines Modells ermittelt werden. Eine Steuerungseinrichtung etwa in Form eines Steuergeräts 28 des Fahrzeugs wird vorliegend zum Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 genutzt.A corresponding curve 24 in the 1 illustrates the time course of the concentration of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas downstream of the catalyst 14 , Another curve 26 in 1 illustrates the raw nitrogen oxide, ie the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas, as due to the operation of an internal combustion engine (not shown) of the vehicle upstream of the catalyst 14 available. The NOx raw emission upstream of the catalyst 14 can be detected by means of a sensor or determined on the basis of a model. A control device approximately in the form of a control device 28 the vehicle is present to determine the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 used.

Bei dem anhand von 1 zu veranschaulichenden Verfahren wird eine Desorption der Stickoxide von dem Katalysator 14 bevorzugt im Schubbetrieb des Fahrzeugs betrachtet, um die NOx-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 zu ermitteln. Die NOx-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 verändert sich nämlich mit der Alterung der Abgasanlage 10, wobei die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 üblicherweise mit zunehmendem Alter der Abgasanlage 10 abnimmt.In the case of 1 Illustrative methods include desorption of the nitrogen oxides from the catalyst 14 preferably considered in the overrun mode of the vehicle to the NOx storage capacity of the catalyst 14 to investigate. The NOx storage capacity of the catalyst 14 namely, changes with the aging of the exhaust system 10 wherein the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 usually with increasing age of the exhaust system 10 decreases.

Bei dem anhand von 1 veranschaulichten Verfahren wird in einem ersten Schritt 30 eine Sättigung des Katalysators 14 mit Stickoxiden hergestellt. Dass eine zumindest weitgehende Sättigung des Speichers beziehungsweise Katalysators 14 vorliegt, lässt sich daran erkennen, dass in dem Zeitintervall des Schritts 30, in welchem die NOx-Sättigung hergestellt wird, die NOx-Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine (Kurve 26) dem Gehalt an Stickoxiden im Abgas stromabwärts des Katalysators 14 (Kurve 24) gleich sind.In the case of 1 illustrated method is in a first step 30 a saturation of the catalyst 14 made with nitrogen oxides. That an at least substantial saturation of the memory or catalyst 14 is present, it can be seen that in the time interval of the step 30 , in which the NOx saturation is established, the NOx raw emissions of the internal combustion engine (curve 26 ) the content of nitrogen oxides in the exhaust gas downstream of the catalyst 14 (Curve 24 ) are the same.

In einem auf einer Zeitachse 32 in 1 aufgetragenen Zeitpunkt 34 wird beispielsweise mittels des Steuergeräts 28 ein Betrieb der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Motors eingestellt, in welchem die NOx-Rohemission Null ist. Dies ist vorteilhaft, weil dann die Rohemission ohne Messfehler bekannt ist. Ein solcher Zustand tritt beispielsweise im Schubbetrieb des Fahrzeugs auf. Der Schubbetrieb kann auch durch einen Elektromotor des Fahrzeugs unterstützt werden, sodass Lastanforderungen auch ohne eine verbrennungsmotorische Unterstützung erfüllt werden können.In one on a timeline 32 in 1 applied time 34 is for example by means of the controller 28 set an operation of the internal combustion engine or the engine in which the NOx raw emissions is zero. This is advantageous because then the raw emission is known without measurement error. Such a condition occurs, for example, during overrun of the vehicle. The overrun operation can also be assisted by an electric motor of the vehicle, so that load requirements can be met even without an engine assist.

Während eines zweiten Schritts 36, welcher sich an den Zeitpunkt 34 unmittelbar anschließt, findet eine Desorption der Stickoxide von dem Katalysator 14 statt. Entsprechend beträgt die Stickoxidkonzentration im Abgas stromabwärts des Katalysators 14 (Kurve 24) in dem auf den Zeitpunkt 34 folgenden Zeitraum nicht Null, jedoch sinkt die Konzentration ab. Das Verhalten des Katalysators 14 während dieser Desorption der Stickoxide wird dazu herangezogen, die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 zu ermitteln.During a second step 36 which is at the time 34 immediately followed, finds a desorption of nitrogen oxides from the catalyst 14 instead of. Accordingly, the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst 14 (Curve 24 ) in which at the time 34 non-zero for the following period, but the concentration decreases. The behavior of the catalyst 14 During this desorption of the nitrogen oxides is used to the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 to investigate.

Vorzugsweise sind die hierbei zu erfüllenden Voraussetzungen, dass der NOx-Speicher, also der Katalysator 14, gesättigt ist und dass die Temperaturen vor dem Katalysator 14 und nach dem Katalysator 14 weder stark steigen noch stark fallen. Es ist nämlich vorteilhaft, wenn der Temperaturgradient nicht zu groß ist. Dies liegt daran, dass die NOx-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 in der Regel auch von der Temperatur abhängig ist. Bei zumindest im Wesentlichen gleichbleibender Temperatur wird also der gewünschte Effekt der Desorption nicht zu stark durch den Temperatureffekt überlagert.Preferably, the conditions to be met in this case are that of the NOx storage, that is, the catalyst 14 , is saturated and that the temperatures are in front of the catalyst 14 and after the catalyst 14 neither rise strongly nor fall sharply. It is advantageous if the temperature gradient is not too large. This is because the NOx storage capability of the catalyst 14 usually also depends on the temperature. At at least substantially constant temperature, therefore, the desired effect of the desorption is not superimposed too strongly by the temperature effect.

Falls bei der Abgasanlage 10 eine Abgasrückführung, insbesondere Hochdruck-Abgasrückführung, vorgesehen ist, sollte im Schubbetrieb vorteilhafterweise auf die Abgasrückführung verzichtet werden. Anderenfalls zirkulieren nämlich Stickoxidemissionen der Verbrennungskraftmaschine im Kreis, und die Rohemissionen sinken entsprechend langsamer ab. Sobald jedoch die NOx-Rohemission vom Motor den Wert Null erreicht (Zeitpunkt 34), kann auch wieder die Abgasrückführung vorgenommen, insbesondere die Hochdruck-Abgasrückführungsrate erhöht werden.If at the exhaust system 10 an exhaust gas recirculation, in particular high-pressure exhaust gas recirculation is provided, should be dispensed with in the overrun advantageously the exhaust gas recirculation. Otherwise, nitrogen oxide emissions from the internal combustion engine circulate in a circle and the raw emissions decrease correspondingly more slowly. However, as soon as the NOx raw emissions from the engine reaches zero (time 34 ), the exhaust gas recirculation can again made, in particular the high-pressure exhaust gas recirculation rate can be increased.

Um die Desorption zu verstärken, kann des Weiteren der Abgasmassenstrom durch den Katalysator 14 durch geeignete motorische Maßnahmen verändert werden. Insbesondere kann der Abgasmassenstrom verringert werden, um die Messgenauigkeit beim Erfassen der Stickoxidkonzentration mittels des Sensors 22 zu erhöhen. Das Verändern des Abgasmassenstroms kann beispielsweise über ein entsprechendes Einstellen der Motordrehzahl und/oder durch Betätigen einer Drosselklappe und/oder durch Verändern einer Hochdruck-Abgasrückführungsrate beziehungsweise Niederdruck-Abgasrückführungsrate vorgenommen werden.In order to enhance the desorption, further the exhaust gas mass flow through the catalyst 14 be changed by suitable motor measures. In particular, the exhaust gas mass flow can be reduced to the measurement accuracy when detecting the nitrogen oxide concentration by means of the sensor 22 to increase. The changing of the exhaust gas mass flow can be carried out, for example, by means of a corresponding setting of the engine speed and / or by actuating a throttle valve and / or by changing a high-pressure exhaust gas recirculation rate or low-pressure exhaust gas recirculation rate.

Bevorzugt wird dann, wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, mithilfe des Stickoxid-Sensors 22 die Stickoxid-Konzentration hinter dem Katalysator 14 gemessen. Falls der Katalysator 14 überhaupt noch eine Stickoxid-Speicherfähigkeit besitzt, so sinkt die Stickoxid-Konzentration hinter dem Katalysator 14, also stromabwärts des Katalysators 14, langsamer als vor dem Katalysator 14, also als stromaufwärts des Katalysators 14. Es findet also im Schubbetrieb eine Desorption von Stickoxiden vom Katalysator 14 statt.If these prerequisites are met, preference is given to using the nitrogen oxide sensor 22 the nitrogen oxide concentration behind the catalyst 14 measured. If the catalyst 14 even has a nitrogen oxide storage capacity, so the nitrogen oxide concentration drops behind the catalyst 14 that is, downstream of the catalyst 14 , slower than before the catalyst 14 , so as upstream of the catalyst 14 , So it finds in the overrun a desorption of nitrogen oxides from the catalyst 14 instead of.

Bevorzugt wird die desorbierte Menge an Stickoxiden mit einer modellierten, also erwarteten Stickoxidmenge abgeglichen. Ein solches Modell kann also angeben, wie sich die Stickoxidkonzentration im Abgas stromabwärts des Katalysators 14 beim Vorliegen einer Stickoxid-Rohemission von Null verringern sollte. Das Modell kann also etwa das Abklingen der Messungen des Sensors 22 beziehungsweise das Vorhandensein von weniger gut von Abgas durchströmten Bereichen der Abgasanlage 10 berücksichtigen, welche dementsprechend zu einem Verlangsamen der Abnahme der Stickoxidkonzentration stromabwärts des Katalysators 14 führen können. Des Weiteren ist in dem Modell bevorzugt die Alterung der Abgasanlage 10, insbesondere des Katalysators 14, berücksichtigt.Preferably, the desorbed amount of nitrogen oxides with a modeled, so expected nitrogen oxide amount is adjusted. Such a model can thus indicate how the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst 14 in the presence of zero NOx emissions. So the model can be about the decay of the measurements of the sensor 22 or the presence of less well exhaust gas flow through areas of the exhaust system 10 Accordingly, which accordingly slows down the decrease of the nitrogen oxide concentration downstream of the catalyst 14 being able to lead. Furthermore, the aging of the exhaust system is preferred in the model 10 , in particular the catalyst 14 , considered.

Weicht der tatsächlich gemessene Verlauf der Abnahme der Stickoxid-Konzentration stromabwärts des Katalysators 14 von der erwarteten NOx-Abklingkurve ab, so kann auf eine entsprechende Veränderung, insbesondere Verringerung, der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 geschlossen werden.The actually measured course of the decrease of the nitrogen oxide concentration deviates downstream of the catalyst 14 from the expected NOx decay curve, so may a corresponding change, in particular reduction, of the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 getting closed.

Insbesondere kann aus der desorbierten Stickoxidmenge im Schubbetrieb sowie dem Gradienten der Stickoxid-Abklingkurve im Schubbetrieb anhand eines Modells auf die absolute Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 geschlossen werden. Die in einem aktuell verwendeten Modell zugrundegelegte Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 wird dann nach oben oder unten korrigiert, wenn die gemessene Stickoxid-Abklingkurve von der Soll-NOx-Abklingkurve abweicht.In particular, from the desorbed amount of nitrogen oxide in the overrun mode and the gradient of the nitrogen oxide decay curve in overrun mode based on a model on the absolute nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 getting closed. The nitrogen oxide storage capacity of the catalyst used in a currently used model 14 is then corrected up or down when the measured nitrogen oxide decay curve deviates from the target NOx decay curve.

Anstelle der Betrachtung der NOx-Sättigung und der NOx-Desorption im Schubbetrieb können auch die bei einer Mehrzahl von Absorptionsvorgängen beziehungsweise Desorptionsvorgängen akkumulierten Mengen betrachtet werden. Dies soll unter Bezug auf 2 veranschaulicht werden.Instead of considering the NOx saturation and the NOx desorption in the overrun operation, the amounts accumulated in a plurality of absorption processes or desorption processes can also be considered. This should be explained with reference to 2 be illustrated.

Dieser Variante liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Absenken und Anheben des NOx-Partialdrucks im Bereich des Katalysators 14 kontinuierlich kleine Absorptionsvorgänge und Desorptionsvorgänge auftreten. Derartige Variationen des NOx-Partialdrucks kommen beispielsweise bei dynamischen Fahrsituationen vor, wenn also aufgrund unterschiedlicher Lastanforderungen an die Verbrennungskraftmaschine die NOx-Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine variieren. Bevorzugt werden hierbei die jeweiligen NOx-Mengen getrennt voneinander akkumuliert. Die insgesamt absorbierte Menge an Stickoxiden und die insgesamt desorbierte Menge an Stickoxiden werden dann mit gemäß einem Modell erwarteten Mengen verglichen.This variant is based on the finding that by lowering and raising the NOx partial pressure in the region of the catalyst 14 continuously small absorption processes and desorption occur. Such variations in the NOx partial pressure occur, for example, in dynamic driving situations, that is to say when the raw NOx emissions of the internal combustion engine vary as a result of different load requirements on the internal combustion engine. Preferably, the respective amounts of NOx are accumulated separately. The total amount of nitrogen oxides absorbed and the total amount of nitrogen oxides desorbed are then compared to expected levels according to a model.

In 2 ist auf einer ersten Ordinate 38 der NOx-Massenstrom stromaufwärts beziehungsweise stromabwärts des Katalysators 14 als Funktion der Zeit t aufgetragen, welche auf der Zeitachse 32 angegeben ist. Eine erste Kurve 40 veranschaulicht demgemäß den NOx-Massenstrom stromaufwärts des Katalysators 14 und eine zweite Kurve 42 den NOx-Massenstrom stromabwärts des Katalysators 14. In einer Mehrzahl von ersten Schritten 44 sind die Emissionen vor dem Katalysator 14 höher als die Emissionen nach dem Katalysator 14. Entsprechend kommt es hier zu einer Absorption von Stickoxiden. In analoger Weise findet in einer Mehrzahl von zweiten Schritten 46 eine Desorption der Stickoxide vom Katalysator 14 statt. Dies ist dann der Fall, wenn die Emissionen stromabwärts des Katalysators 14 höher sind als die Emissionen stromaufwärts des Katalysators 14.In 2 is on a first ordinate 38 the NOx mass flow upstream or downstream of the catalyst 14 plotted as a function of time t, which is on the time axis 32 is specified. A first turn 40 thus illustrates the NOx mass flow upstream of the catalyst 14 and a second curve 42 the NOx mass flow downstream of the catalyst 14 , In a number of first steps 44 are the emissions before the catalyst 14 higher than the emissions after the catalyst 14 , Accordingly, it comes here to an absorption of nitrogen oxides. Analogously, it takes place in a plurality of second steps 46 a desorption of the nitrogen oxides from the catalyst 14 instead of. This is the case when the emissions downstream of the catalyst 14 are higher than the emissions upstream of the catalyst 14 ,

In einem weiteren Graphen in 2 sind auf einer weiteren Ordinate 48 die jeweiligen Summen der über die Zeit t akkumulierten Mengen der Stickoxide aufgetragen. Eine Kurve 50 veranschaulicht die Akkumulation der Absorption und eine Kurve 52 die Akkumulation der Desorption. Die Zeit t ist wiederum auf der Zeitachse 32 in dem zweiten Graphen in 2 aufgetragen. Innerhalb der betrachteten Zeitspanne ergibt sich eine Differenz 54 zwischen den aufsummierten Absorptionsmengen und den aufsummierten Desorptionsmengen. Diese Differenz 54 wird mit einem Sollwert verglichen, und basierend auf dem Vergleich wird auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 geschlossen.In another graph in 2 are on another ordinate 48 the respective sums of the amounts of nitrogen oxides accumulated over time t are plotted. A curve 50 illustrates the accumulation of absorption and a curve 52 the accumulation of desorption. The time t is again on the time axis 32 in the second graph in 2 applied. Within the period of time considered a difference results 54 between the accumulated absorption amounts and the summed desorption quantities. This difference 54 is compared with a setpoint, and based on the comparison is based on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 closed.

Um die Stickoxidmengen möglichst korrekt zu bestimmen, ist es wichtig, dass die NOx-Konzentrationen vor dem Katalysator 14 beziehungsweise nach dem Katalysator 14 mit geringen Fehlertoleranzen bekannt sind. Falls Messfehler vorliegen, sollten diese Fehler vor dem Katalysator 14 und nach dem Katalysator 14 in die gleiche Richtung tendieren. Das Vorliegen von Fehlern kann beispielsweise durch Beobachten von Zuständen erfasst werden, in welchen keine Speicherung von Stickoxiden in dem Katalysator 14 auftritt. Dann sollten die Messwerte stromaufwärts des Katalysators 14 beziehungsweise stromabwärts des Katalysators 14 einander entsprechen beziehungsweise der modellierte Wert stromaufwärts des Katalysators 14 dem mit dem Sensor 22 gemessenen Wert stromabwärts des Katalysators 14 entsprechen. Weiterhin sollten die Stickoxid-Konzentrationen zum richtigen Zeitpunkt vorliegen. Hierfür können die Werte der Sensoren vor dem Katalysator 14 beziehungsweise nach dem Katalysator 14 (beziehungsweise die von dem Rohemissionsmodell gelieferten Werte und die von dem Sensor 22 nach dem Katalysator 14 gelieferten Werte) zeitlich aufeinander abgestimmt werden. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt.In order to determine the nitrogen oxide quantities as correctly as possible, it is important that the NOx concentrations in front of the catalyst 14 or after the catalyst 14 with low fault tolerances are known. If there are measurement errors, these errors should be in front of the catalyst 14 and after the catalyst 14 in the same direction. The presence of errors can be detected, for example, by observing conditions in which there is no storage of nitrogen oxides in the catalyst 14 occurs. Then the readings should be upstream of the catalyst 14 or downstream of the catalyst 14 correspond respectively or the modeled value upstream of the catalyst 14 with the sensor 22 measured value downstream of the catalyst 14 correspond. Furthermore, the nitrogen oxide concentrations should be present at the right time. For this, the values of the sensors before the catalyst 14 or after the catalyst 14 (or the values provided by the raw emission model and those of the sensor 22 after the catalyst 14 supplied values) are timed to each other. Corresponding methods are known to the person skilled in the art.

Um die Absorptionsvorgänge und Desorptionsvorgänge zu bestimmen, wird kontinuierlich die Stickoxidabsorption und die Stickoxid-Desorption des Katalysators 14 ermittelt. Dies erfolgt durch Subtraktion der Stickoxid-Massenströme vor dem Katalysator 14 und der Stickoxid-Massenströme nach dem Katalysator 14 voneinander. Zum Ermitteln des NOx-Massenstroms stromabwärts des Katalysators 14 ist der NOx-Sensor 22 vorgesehen. Für die Ermittlung des NOx-Massenstroms vor dem Katalysator 14 kann auch ein Emissionsmodell verwendet werden.In order to determine the absorption processes and desorption processes, the nitrogen oxide absorption and the nitrogen oxide desorption of the catalyst continuously become continuous 14 determined. This is done by subtracting the nitrogen oxide mass flows upstream of the catalyst 14 and the nitrogen oxide mass flows after the catalyst 14 from each other. To determine the NOx mass flow downstream of the catalyst 14 is the NOx sensor 22 intended. For the determination of the NOx mass flow upstream of the catalytic converter 14 An emission model can also be used.

Die Stickoxid-Absorptionsmassenströme und die Stickoxid-Desorptionsmassenströme werden getrennt voneinander akkumuliert beziehungsweise aufsummiert. Des Weiteren wird die Stickoxid-Rohemission der Verbrennungskraftmaschine akkumuliert. Zudem wird bevorzugt ein Kennwert ermittelt, welcher repräsentativ für den gemittelten Stickoxid-Gradienten stromaufwärts des Katalysators 14 ist, welcher also die gemittelte Steigung einer Kurve angibt, welche die Stickoxid-Rohemissionen der Verbrennungskraftmaschine darstellt. Ein solcher Kennwert kann insbesondere in ppmNOx pro Sekunde berechnet oder angegeben werden. Ein hoher Kennwert liegt dementsprechend bei starken Änderungen der Rohemissionen vor. Demgegenüber weist ein niedrigerer Kennwert auf weniger starke Schwankungen der Stickoxid-Rohemissionen hin.The nitrogen oxide absorption mass flows and the nitrogen oxide desorption mass flows are accumulated or added up separately. Furthermore, the raw nitrogen oxide emission of the internal combustion engine is accumulated. In addition, a characteristic value is preferably determined which is representative of the averaged nitrogen oxide gradient upstream of the catalyst 14 is, which therefore indicates the average slope of a curve representing the raw nitrogen oxide emissions of the internal combustion engine. Such a characteristic value can in particular be calculated or specified in ppm NOx per second. A high characteristic value is accordingly present in the case of strong changes in the raw emissions. In contrast, a lower characteristic value indicates less pronounced fluctuations in the raw emissions of nitrogen oxides.

Des Weiteren ist die Differenz zwischen der insgesamt absorbierten Menge an Stickoxiden und der insgesamt desorbierten Menge an Stickoxiden abhängig vom Temperaturverlauf und von der Rohemission während des Auswertezeitraums. Beispielsweise steigt die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 in der Regel, wenn die Temperatur des Katalysators 14 fällt. Entsprechend ist die akkumulierte Menge an absorbiertem Stickoxid größer als die akkumulierte Menge an desorbiertem Stickoxid. Umgekehrt führt eine steigende Temperatur des Katalysators 14 dazu, dass die akkumulierte Desorption in der Regel größer ist als die akkumulierte Absorption.Furthermore, the difference between the total absorbed amount of nitrogen oxides and the total desorbed amount of nitrogen oxides depends on the temperature profile and on the raw emission during the evaluation period. For example, the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst increases 14 usually when the temperature of the catalyst 14 falls. Accordingly, the accumulated amount of absorbed nitrogen oxide is larger than the accumulated amount of desorbed nitrogen oxide. Conversely, an increasing temperature of the catalyst 14 that the accumulated desorption is usually greater than the accumulated absorption.

Die am Ende des betrachteten Auswertezeitraums vorliegenden Differenz 54 wird mit einer erwarteten, modellierten Differenz verglichen. Ist die Differenz 54 größer oder kleiner als die erwartete Differenz, kann dies auf eine Drift des Emissionsmodells oder des Sensors 22 hindeuten. Dies kann durch eine entsprechende neue Kalibrierung des Emissionsmodells beziehungsweise des Sensors 22 kompensiert werden. Falls keine solche Drift vorliegt, kann basierend auf der Differenz 54 auf die NOx-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 rückgeschlossen werden.The difference at the end of the considered evaluation period 54 is compared to an expected, modeled difference. Is the difference 54 greater or smaller than the expected difference, this may be due to drift of the emission model or the sensor 22 indicate. This can be done by a corresponding new calibration of the emission model or the sensor 22 be compensated. If there is no such drift, based on the difference 54 on the NOx storage capacity of the catalyst 14 be inferred.

Die Diagnose wird bevorzugt unter Betrachtung eines zurückliegenden Zeitintervalls durchgeführt. So kann nämlich sichergestellt werden, dass innerhalb des Zeitintervalls vorbestimmte Randbedingungen vorgelegen haben. Als eine dieser Randbedingungen kann vorgesehen sein, dass der NOx-Speicher, also der Katalysator 14, in dem betrachteten, zurückliegenden Zeitintervall ausreichend mit Stickoxiden gesättigt war. Beispielsweise kann eine Sättigung von mindestens 80 Prozent vorgesehen sein. Des Weiteren wird bevorzugt ein Zeitintervall betrachtet, in welchem die Temperatur ausreichend stabil war und sich in einem zugelassenen Bereich befand. Hierfür kann beispielsweise in Betracht gezogen werden, ob bei einer Temperaturänderung des Abgases stromaufwärts des Katalysators 14 es zu keiner oder allenfalls einer geringen Temperaturänderung stromabwärts des Katalysators 14 gekommen ist. Das Vorgeben dieser Randbedingung liegt wiederum in der Temperaturabhängigkeit der Desorption begründet.The diagnosis is preferably carried out considering a past time interval. This is because it can be ensured that predetermined boundary conditions have been present within the time interval. As one of these boundary conditions can be provided that the NOx storage, so the catalyst 14 , in the considered, past time interval was sufficiently saturated with nitrogen oxides. For example, a saturation of at least 80 percent may be provided. Furthermore, it is preferable to consider a time interval in which the temperature was sufficiently stable and within an allowable range. For this purpose, for example, it may be considered whether a temperature change of the exhaust gas upstream of the catalyst 14 there is no or at most a slight change in temperature downstream of the catalyst 14 has come. The specification of this boundary condition is in turn based on the temperature dependence of the desorption.

Als weitere Randbedingung kann vorgesehen sein, dass der Kennwert für den Stickoxid-Gradienten stromaufwärts des Katalysators 14 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs lag. Dieser Bereich sollte nicht zu klein sein. Ansonsten sind nämlich die Absorptionseffekte und die Desorptionseffekte sehr gering, sodass sie messtechnisch nicht gut erfasst werden können. Ist der Bereich hingegen zu groß, so können die Toleranzen des Emissionsmodells und die Toleranzen des Sensors 22 zu groß werden. Des Weiteren kann als Randbedingung überprüft werden, ob die Differenz zwischen der Absorption und der Desorption in dem zurückliegenden Zeitintervall plausibel ist. Dies kann insbesondere unter Heranziehung eines Modells überprüft werden.As a further boundary condition it can be provided that the parameter for the nitrogen oxide gradient upstream of the catalyst 14 within a given range. This area should not be too small. Otherwise, the absorption effects and the desorption effects are very low, so that they can not be detected well by measurement. If the range is too large, however, the tolerances of the emission model and the tolerances of the sensor 22 get too big. Furthermore, it can be checked as a boundary condition whether the difference between the absorption and the desorption in the past time interval is plausible. This can be checked in particular by using a model.

Für die Auswertung der Diagnose werden die Höhe der akkumulierten Absorption und die Höhe der akkumulierten Desorption mit der modellierten Absorption und der modellierten Desorption verglichen. Ist die Differenz der akkumulierten Absorptionsmenge und der akkumulierten Desorptionsmenge geringer als die modellierte Differenz beziehungsweise als die modellierte Menge, so ist dies ein Zeichen für eine reduzierte Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14. Aus den Absorptionsmengen und den Desorptionsmengen kann demnach über ein Modell auf die absolute Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 geschlossen werden. Bevorzugt umfasst das Modell für die gegebenen Rahmenbedingungen in dem gegebenen Zeitraum einen Sollwert für die Absorptionsmenge und einen Sollwert für die Desorptionsmenge. Diese Sollwerte sind eine Funktion der Temperatur, des Kennwerts des NOx-Gradienten, des Abgasmassenstroms und der Summe der Stickoxid-Rohemissionen. Die aktuell modellierte Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 kann nach oben oder nach unten korrigiert werden, wenn die gemessene Absorptionsmenge und die gemessene Desorptionsmenge von der Soll-Absorptionsmenge und Soll-Desorptionsmenge abweicht.For the evaluation of the diagnosis the height of the accumulated absorption and the amount of accumulated desorption are compared with the modeled absorption and the modeled desorption. If the difference between the accumulated absorption amount and the accumulated desorption amount is less than the modeled difference or the modeled quantity, this is an indication of a reduced nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 , From the absorption amounts and the Desorptionsmengen can therefore a model on the absolute nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 getting closed. In the given period, the model preferably includes a setpoint value for the absorption amount and a setpoint value for the desorption amount for the given boundary conditions. These setpoint values are a function of the temperature, the characteristic value of the NOx gradient, the exhaust gas mass flow and the sum of the raw nitrogen oxide emissions. The currently modeled nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 may be corrected upwards or downwards if the measured absorption amount and the measured desorption amount deviate from the target absorption amount and the target desorption amount.

Eine weitere Möglichkeit, die Desorption der Stickoxide von dem Katalysator 14 in Abhängigkeit von der Konzentration an Stickoxiden im Abgas zum Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 zu berücksichtigen, soll mit Bezug auf 3 veranschaulicht werden. Hier ist in einem Graphen auf einer Ordinate 56 die Stickoxidkonzentration aufgetragen und auf der Zeitachse 32 wiederum die Zeit t. Eine erste Kurve 58 stellt den Verlauf der Rohemission als Funktion der Zeit dar, und eine zweite Kurve 60 die Konzentration der Stickoxide im Abgas stromabwärts des Katalysators 14, welche mittels des Sensors 22 erfasst wird. Auch hier macht man sich den Effekt zunutze, dass durch Absenken und Anheben beziehungsweise durch Variationen des Stickoxid-Partialdrucks, wie sie bei dynamischen Fahrsituationen üblich sind, es zu resultierenden kontinuierlichen kleinen Absorptionsvorgängen und Desorptionsvorgängen kommt. Aufgrund dieser Absorptionsvorgänge und Desorptionsvorgänge ändert sich jedoch die Stickoxid-Konzentration nach dem Katalysator 14 langsamer als die Stickoxid-Konzentration vor dem Katalysator 14. Die entsprechende Sprungantwort, also die Änderung der Stickoxid-Konzentration stromabwärts des Katalysators 14, welche aus einer entsprechenden Änderung der Stickoxid-Konzentration stromaufwärts des Katalysators 14 resultiert, wird mit einer von einem Modell erwarteten Sprungantwort verglichen. Insbesondere über eine statistische Auswertung von mehreren solchen Sprungantworten kann mittels eines Modells auf die absolute Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 geschlossen werden.Another possibility, the desorption of nitrogen oxides from the catalyst 14 as a function of the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas for determining the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 to consider with respect to 3 be illustrated. Here is a graph on an ordinate 56 the nitric oxide concentration is plotted and on the time axis 32 turn the time t. A first turn 58 represents the course of the raw emission as a function of time, and a second curve 60 the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas downstream of the catalyst 14 , which by means of the sensor 22 is detected. Here, too, the effect is taken advantage of that resulting by lowering and raising or by variations in the nitrogen oxide partial pressure, as is common in dynamic driving situations, resulting in continuous small absorption processes and desorption processes. Due to these absorption processes and desorption processes, however, the nitrogen oxide concentration after the catalyst changes 14 slower than the nitrogen oxide concentration before the catalyst 14 , The corresponding step response, ie the change in the nitrogen oxide concentration downstream of the catalyst 14 resulting from a corresponding change in the nitrogen oxide concentration upstream of the catalyst 14 results is compared to a step response expected by a model. In particular via a statistical evaluation of several such step responses can by means of a model on the absolute nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 getting closed.

Vorzugsweise wird folgendermaßen vorgegangen, um den Kennwert für den NOx-Gradienten zu bestimmen. Zunächst wird ein Signalrauschen des Stickoxid-Sensors 22 nach dem Katalysator 14 sowie des (optionalen) Stickoxid-Sensors stromaufwärts des Katalysators 14 herausgemittelt. Der Gradient beziehungsweise die Steigung der Stickoxidkonzentration stromaufwärts des Katalysators 14 wird beispielsweise in ppmNOx pro Sekunde ermittelt. Als Grundlage dient hierfür ein (vorliegend nicht gezeigter) Stickoxid-Sensor stromaufwärts des Katalysators 14 beziehungsweise ein Stickoxid-Rohemissionsmodell. Des Weiteren wird der Gradient beziehungsweise die Steigung der Stickoxid-Konzentration stromabwärts des Katalysators 14 bevorzugt in ppmNOx pro Sekunde ermittelt. Als Grundlage hierfür dient der Stickoxid-Sensor 22.Preferably, the following procedure is used to determine the characteristic value for the NOx gradient. First, a signal noise of the nitrogen oxide sensor 22 after the catalyst 14 and the (optional) nitrogen oxide sensor upstream of the catalyst 14 averaged out. The gradient or slope of the nitrogen oxide concentration upstream of the catalyst 14 is determined, for example, in ppm NOx per second. The basis for this purpose is a (not shown here) nitrogen oxide sensor upstream of the catalyst 14 or a nitrogen oxide raw emission model. Furthermore, the gradient or the slope of the nitrogen oxide concentration downstream of the catalyst 14 preferably determined in ppm NOx per second. The basis for this is the nitrogen oxide sensor 22 ,

Anschließend wird für einen definierten Zeitraum von beispielsweise mindestens 100 Sekunden der Mittelwert aus den Beträgen der Stickoxidgradienten vor dem Katalysator 14 und nach dem Katalysator 14 gebildet. Dieser Mittelwert ist ein Kennwert, welcher repräsentativ für den Stickoxid-Gradienten ist.Subsequently, for a defined period of, for example, at least 100 seconds, the mean value of the amounts of the nitrogen oxide gradient before the catalyst 14 and after the catalyst 14 educated. This mean value is a characteristic which is representative of the nitrogen oxide gradient.

Gemäß 3 findet beispielsweise während eines ersten Schritts 62 eine Absorption von Stickoxiden im Katalysator 14 statt. Dies ist daran erkennbar, dass auf ein starkes Ansteigen der Rohemission (Kurve 58) ein deutlich langsameres Ansteigen der Stickoxid-Konzentration stromabwärts des Katalysators 14 (Kurve 60) auftritt. Umgekehrt kommt es beispielsweise in einem zweiten Schritt 64 zu einer Stickoxid-Desorption vom Katalysator 14. Hier sinkt entsprechend die Stickoxid-Rohemission (Kurve 58) rasch ab, während die Stickoxid-Konzentration stromabwärts des Katalysators 14 langsamer abnimmt. Aufgrund dieser langsameren Sprungantworten der Stickoxid-Konzentration stromabwärts des Katalysators 14, welcher mittels des Sensors 22 erfasst wird, kann auf das Vorliegen einer Absorption während einer Mehrzahl von ersten Schritten 62 beziehungsweise auf das Desorbieren während einer Mehrzahl von zweiten Schritten 64 geschlossen werden.According to 3 for example, during a first step 62 an absorption of nitrogen oxides in the catalyst 14 instead of. This can be seen from the fact that a strong increase in the raw emission (curve 58 ) a significantly slower increase in the nitrogen oxide concentration downstream of the catalyst 14 (Curve 60 ) occurs. Conversely, for example, it comes in a second step 64 to a nitrogen oxide desorption from the catalyst 14 , Here the nitrogen oxide raw emission decreases accordingly (curve 58 ) rapidly, while the nitrogen oxide concentration downstream of the catalyst 14 decreases more slowly. Because of these slower jump responses of the nitrogen oxide concentration downstream of the catalyst 14 , which by means of the sensor 22 can be detected on the presence of absorption during a plurality of first steps 62 or desorbing during a plurality of second steps 64 getting closed.

Auch bei der Erkennung der Stickoxid-Gradienten stromabwärts des Katalysators 14, welcher die Stickoxid-Speicherfähigkeit aufweist, wird bevorzugt die Diagnose auf ein zurückliegendes Zeitintervall durchgeführt. Als Randbedingung kann auch hier vorgesehen sein, dass der NOx-Speicher beziehungsweise der Katalysator 14 in dem zurückliegenden Zeitintervall ausreichend mit Stickoxiden gesättigt war. Des Weiteren wird bevorzugt detektiert, dass die Abgastemperatur in dem zurückliegenden Zeitintervall hinreichend stabil und im zugelassenen Bereich war. Bevorzugt lag des Weiteren der Kennwert für den Stickoxid-Gradienten stromaufwärts des Katalysators 14 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs. Wenn dieser Bereich zu klein ist, so sind die Toleranzen und das Rauschen der Sensoren zu dominant. Ist der Kennwert hingegen zu groß, so werden die Toleranzen des Emissionsmodells und die Toleranzen der Sensoren zu groß.Also in the detection of the nitrogen oxide gradient downstream of the catalyst 14 , which has the nitrogen oxide storage capability, the diagnosis is preferably performed on a past time interval. As a boundary condition can also be provided here that the NOx storage or the catalyst 14 was sufficiently saturated with nitrogen oxides in the past time interval. Furthermore, it is preferably detected that the exhaust gas temperature in the past time interval was sufficiently stable and in the permitted range. Furthermore, the parameter for the nitrogen oxide gradient was preferably upstream of the catalyst 14 within a given range. If this range is too small, the tolerances and noise of the sensors are too dominant. If the characteristic value is too large, then The tolerances of the emission model and the tolerances of the sensors become too large.

Aus dem Kennwert, welcher sich aus den Mittelwerten der Beträge der NOx-Gradienten vor dem Katalysator 14 und nach dem Katalysator 14 ermitteln lässt, kann über ein Modell auf die absolute Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 geschlossen werden. Das Modell hat bevorzugt für die gegebenen Rahmenbedingungen in dem gegebenen Zeitraum einen Sollwert für den Kennwert des Stickoxid-Gradienten nach dem Katalysator 14. Dieser ist jedoch eine Funktion der Temperatur, des Abgasmassenstroms, der Summe der Stickoxid-Rohemission und des Stickoxid-Gradienten vor dem Katalysator 14. Die aktuell modellierte Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 wird nach oben oder nach unten korrigiert, wenn der gemessene Kennwert des Stickoxid-Gradienten von dem Sollwert abweicht.From the characteristic value, which results from the mean values of the amounts of the NOx gradients before the catalyst 14 and after the catalyst 14 can determine via a model on the absolute nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 getting closed. For the given boundary conditions, the model preferably has a nominal value for the characteristic value of the nitrogen oxide gradient downstream of the catalyst in the given period of time 14 , However, this is a function of the temperature, the exhaust gas mass flow, the sum of the nitrogen oxide raw emission and the nitrogen oxide gradient upstream of the catalyst 14 , The currently modeled nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 is corrected upwards or downwards if the measured characteristic value of the nitrogen oxide gradient deviates from the nominal value.

Die Kenntnis über die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 kann für die Betriebsweise der Abgasanlage 10 verwendet werden. Beispielsweise kann über die Motorsteuerung die Stickoxid-Rohemission des Motors angepasst werden. Des Weiteren können eine Fettsprung-Dosierstrategie und/oder eine Harnstoff-Dosierstrategie angepasst werden, oder es können Heizmaßnahmen des Abgases vorgenommen werden.Knowledge about the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 can for the operation of the exhaust system 10 be used. For example, can be adjusted via the engine control, the raw nitrogen oxide emissions of the engine. Furthermore, a fat jump dosing strategy and / or a urea dosing strategy can be adapted, or heating measures of the exhaust gas can be made.

Aus der Speicherfähigkeit des Katalysators 14 kann des Weiteren auf die aktuelle Performance des Katalysators 14 im Hinblick auf das Verringern des Gehalts an Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) im Abgas geschlossen werden. Somit ist eine Diagnose des Katalysators 14 gemäß OBD möglich. Für die Diagnose kann bei Unterschreitung einer kritischen Stickoxid-Speicherfähigkeit beziehungsweise Speichermenge ein Fehler gemeldet werden. Dies kann zur Folge haben, dass beispielsweise eine Motorkontrolllampe aktiviert wird. Zusätzlich oder alternativ können weitere Diagnosemaßnahmen eingeleitet werden, etwa um das Ergebnis zu validieren. Solche Maßnahmen zur Validierung können gemäß dem Stand der Technik vorgenommen werden.From the storage capacity of the catalyst 14 can also look at the current performance of the catalyst 14 in view of reducing the content of hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. Thus, a diagnosis of the catalyst 14 according to OBD possible. For the diagnosis, an error can be reported when falling below a critical nitrogen oxide storage capacity or amount of storage. This can result in that, for example, an engine control lamp is activated. Additionally or alternatively, further diagnostic measures can be initiated, for example to validate the result. Such validation measures may be made according to the state of the art.

Aus der Veränderung der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators 14 innerhalb eines Zeitraums oder Intervalls, in welchem eine Entschwefelung des Katalysators 14 stattfindet, kann auch auf die aktuelle Schwefelkonzentration im Kraftstoff und auf die Schwefelbeladung des Katalysators 14 geschlossen werden. Es ist somit auch eine Optimierung einer DeSOx-Strategie möglich, also einer Strategie der Entschwefelung des Katalysators 14. Insbesondere können das Intervall beziehungsweise der Zeitraum zwischen zwei DeSOx-Maßnahmen und die DeSOx-Intensität optimiert werden. Die DeSOx-Intensität äußert sich insbesondere in einer Tiefe des Fettsprungs, also in dem Ausmaß beziehungsweise in der Intensität des Anfettens des Luft-Kraftstoff-Gemischs, in der Dauer des Fettsprungs und in der Anzahl von Fettsprüngen. Die Entschwefelung des Katalysators 14 kann insbesondere bei erhöhter Temperatur, beispielsweise im Rahmen einer Regeneration des Partikelfilters 16, durch entsprechende Fettsprünge bewerkstelligt werden.From the change in the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst 14 within a period or interval in which desulfurization of the catalyst 14 can also be based on the current sulfur concentration in the fuel and on the sulfur loading of the catalyst 14 getting closed. It is therefore also possible to optimize a DeSOx strategy, ie a strategy of desulfurization of the catalyst 14 , In particular, the interval or the period between two DeSOx measures and the DeSOx intensity can be optimized. The DeSOx intensity manifests itself in particular in a depth of the fat jump, that is to say in the extent or intensity of the enrichment of the air-fuel mixture, in the duration of the fat jump and in the number of fat leaps. Desulphurization of the catalyst 14 can in particular at elevated temperature, for example in the context of a regeneration of the particulate filter 16 , be accomplished by appropriate leaps in fat.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Abgasanlageexhaust system
1212
Abgasstrangexhaust gas line
1414
Katalysatorcatalyst
1616
Partikelfilterparticulate Filter
1818
SCR-KatalysatorSCR catalyst
2020
Dosiereinrichtungmetering
2222
Sensorsensor
2424
KurveCurve
2626
KurveCurve
2828
Steuergerätcontrol unit
3030
Schrittstep
3232
Zeitachsetimeline
3434
Zeitpunkttime
3636
Schrittstep
3838
Ordinateordinate
4040
KurveCurve
4242
KurveCurve
4444
Schrittstep
4646
Schrittstep
4848
Ordinateordinate
5050
KurveCurve
5252
KurveCurve
5454
Differenzdifference
5656
Ordinateordinate
5858
KurveCurve
6060
KurveCurve
6262
Schrittstep
6464
Schrittstep

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19852240 A1 [0003] DE 19852240 A1 [0003]
  • DE 10318116 B4 [0004] DE 10318116 B4 [0004]
  • DE 102006055238 A1 [0005] DE 102006055238 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zum Ermitteln einer Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Katalysators (14) eines Fahrzeugs, bei welchem eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromabwärts des Katalysators (14) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem ersten Schritt (30, 44, 62) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt wird, bei welcher der Katalysator (14) Stickoxide absorbiert, wobei in wenigstens einem zweiten Schritt (36, 46, 64) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt wird, bei welcher eine Desorption der Stickoxide von dem Katalysator (14) stattfindet, wobei zum Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators (14) das Verhalten des Katalysators (14) zumindest bei der Desorption der Stickoxide berücksichtigt wird.Method for determining a nitrogen oxide storage capacity of a catalyst ( 14 ) of a vehicle in which a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas downstream of the catalyst ( 14 ), characterized in that in at least a first step ( 30 . 44 . 62 ) a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set, at which the catalyst ( 14 ) Absorbs nitrogen oxides, wherein in at least a second step ( 36 . 46 . 64 ) a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set, in which a desorption of the nitrogen oxides from the catalyst ( 14 ), wherein to determine the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst ( 14 ) the behavior of the catalyst ( 14 ) is taken into account at least in the desorption of nitrogen oxides. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen ersten Schritt (30) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt wird, bei welcher der Katalysator (14) die Stickoxide bis zu einer Sättigung des Katalysators (14) mit Stickoxiden absorbiert.Method according to claim 1, characterized in that in the at least one first step ( 30 ) a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set, at which the catalyst ( 14 ) the nitrogen oxides up to a saturation of the catalyst ( 14 ) absorbed with nitrogen oxides. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einstellen der Sättigung des Katalysators (14) mit Stickoxiden ein Schubbetrieb des Fahrzeugs vorgenommen wird, welcher zu der Desorption der Stickoxide von dem Katalysator (14) führt, wobei basierend auf einem zeitlichen Verlauf der Desorption der Stickoxide auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators (14) geschlossen wird.A method according to claim 2, characterized in that after adjusting the saturation of the catalyst ( 14 ) is carried out with nitrogen oxides, a coasting operation of the vehicle, which to the desorption of nitrogen oxides from the catalyst ( 14 ), based on a time course of the desorption of the nitrogen oxides on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst ( 14 ) is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Mehrzahl von ersten Schritten (44) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt wird, bei welcher der Katalysator (14) Stickoxide absorbiert, und in einer Mehrzahl von zweiten Schritten (46) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas eingestellt wird, bei welcher die Desorption der Stickoxide von dem Katalysator stattfindet, wobei basierend auf der über die Mehrzahl der ersten Schritte (44) und zweiten Schritte (46) gespeicherten und abgegebenen Mengen der Stickoxide auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators (14) geschlossen wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a plurality of first steps ( 44 ) a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set, at which the catalyst ( 14 ) Absorbs nitrogen oxides, and in a plurality of second steps ( 46 ) a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is set, at which the desorption of the nitrogen oxides takes place from the catalyst, based on the over the majority of the first steps ( 44 ) and second steps ( 46 ) stored and discharged amounts of nitrogen oxides on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst ( 14 ) is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des wenigstens einen ersten Schritts (62) jeweilige erste Gradienten eines zeitlichen Verlaufs der Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromaufwärts des Katalysators (14) und stromabwärts des Katalysators (14) ermittelt werden, und während des wenigstens einen zweiten Schritts (64) jeweilige zweite Gradienten eines zeitlichen Verlaufs der Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromaufwärts des Katalysators (14) und stromabwärts des Katalysators (14) ermittelt werden, wobei basierend auf den Gradienten auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators (14) geschlossen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that during the at least one first step ( 62 ) respective first gradients of a time profile of the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas upstream of the catalyst ( 14 ) and downstream of the catalyst ( 14 ) and during the at least one second step ( 64 ) respective second gradients of a time profile of the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas upstream of the catalyst ( 14 ) and downstream of the catalyst ( 14 ), based on the gradients on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst ( 14 ) is closed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mehrzahl von Beträgen der ersten Gradienten und aus einer Mehrzahl von Beträgen der zweiten Gradienten ein Mittelwert gebildet wird, wobei basierend auf dem Mittelwert auf die Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators (14) geschlossen wird.A method according to claim 5, characterized in that an average value is formed from a plurality of amounts of the first gradient and a plurality of amounts of the second gradient, wherein based on the mean value on the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst ( 14 ) is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickoxid-Speicherfähigkeit eines passiven Stickoxidabsorbers des Fahrzeugs ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nitrogen oxide storage capacity of a passive nitrogen oxide absorber of the vehicle is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Oxidationskatalysators des Fahrzeugs ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the nitrogen oxide storage capacity of an oxidation catalyst of the vehicle is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickoxid-Speicherfähigkeit eines passiv betriebenen Stickoxid-Speicherkatalysators des Fahrzeugs ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the nitrogen oxide storage capacity of a passively operated nitrogen oxide storage catalytic converter of the vehicle is determined. Vorrichtung zum Ermitteln einer Stickoxid-Speicherfähigkeit eines Katalysators (14) eines Fahrzeugs, mit einem Sensor zum Messen einer Konzentration an Stickoxiden im Abgas stromabwärts des Katalysators (14), gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (28), welche dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem ersten Schritt (30, 44, 62) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas einzustellen, bei welcher der Katalysator (14) Stickoxide absorbiert, und dazu, in wenigstens einem zweiten Schritt (36, 46, 64) eine Konzentration an Stickoxiden im Abgas einzustellen, bei welcher eine Desorption der Stickoxide von dem Katalysator (14) stattfindet, und dazu, zum Ermitteln der Stickoxid-Speicherfähigkeit des Katalysators (14) das Verhalten des Katalysators (14) zumindest bei der Desorption der Stickoxide zu berücksichtigen.Device for determining a nitrogen oxide storage capacity of a catalyst ( 14 ) of a vehicle with a sensor for measuring a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas downstream of the catalyst ( 14 ), characterized by a control device ( 28 ), which is adapted to, in at least a first step ( 30 . 44 . 62 ) to adjust a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas at which the catalyst ( 14 ) Absorbs nitrogen oxides, and in at least a second step ( 36 . 46 . 64 ) to adjust a concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas, wherein a desorption of the nitrogen oxides from the catalyst ( 14 ), and to determine the nitrogen oxide storage capacity of the catalyst ( 14 ) the behavior of the catalyst ( 14 ) to be considered at least in the desorption of nitrogen oxides.
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