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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine mit einem stufenlosen Getriebe, wobei Drehzahl und Drehmoment unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert werden.
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Bei Brennkraftmaschinen hat sich zur Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Emissionswerte eine katalytische Nachbehandlung der Abgase durchgesetzt. Moderne Brennkraftmaschinen arbeiten zur Erhöhung des Wirkungsgrades häufig mit mageren Brennstoff-Luft-Gemischen mit einem Sauerstoffüberschuss. Anfallende Stickoxide können im mageren Betrieb nicht reduziert werden, da ihre katalytische Reduktion nur in einem stöchiometrisch bis fetten Betrieb möglich ist. Die Stickoxide im Abgas werden daher im mageren Betrieb in einem Stickoxidspeicherkatalysator, auch als Mager-NOx-Falle (lean NOx trap, LNT) bezeichnet, zwischengespeichert. Ist die Aufnahmekapazität des LNT erschöpft, wird zur Regeneration des LNT ein Zyklus mit einem fetten Abgasgemisch eingestellt. Eine solche Regeneration wird auch als Rich Purge bezeichnet. In diesem Zyklus werden die zwischengespeicherten Stickoxide zu Stickstoff reduziert und der Katalysator für die Speicherung von Stickoxiden wieder frei.
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Zur Regeneration von Abgasreinigungseinrichtungen wird in der Druckschrift
US 2010 / 0 313 551 A1 ein Verfahren beschrieben, in dem Mindestgrößen bestimmter mit der Brennkraftmaschine und dem Abgas assoziierter Parameter erreicht werden müssen, bevor eine Regeneration gestartet wird.
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Der LNT ist Alterungs- und Umwelteinflüssen ausgesetzt. Zur Diagnose des Zustands von LNTs mittels einer Steuerungseinrichtung und für die Erfüllung von gesetzlichen Kriterien zur On-Board-Diagnose (OBD) werden NOx-Sensoren und Lambdasensoren verwendet. Die gesetzlichen Kriterien erfordern ein Minimum an Überwachungsereignissen während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs. Es ist jedoch häufig schwierig, die gesetzlichen Vorgaben zu treffen, da die Katalysatorleistung von seinem Betriebszustand, besonders von Faktoren wie der Temperatur und der Raumgeschwindigkeit, abhängt. Verschiedene Alterungszustände können nicht mit unterschiedlichen Methoden über die gesamte Spannbreite des Betriebszustandes bestimmt werden. So wird häufig nur ein ausgewähltes
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Fenster an Betriebszuständen genutzt, in dem verschiedene Alterungszustände gut erkannt werden. So ist aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 936 140 A1 ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei stromaufwärts und stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems jeweils eine Lambdasonde angeordnet wird und zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Abgasnachbehandlungs-systems die Brennkraftmaschine in einen Betrieb überführt wird, in dem die Abgase eine hohe Konzentration an unverbrannten Kohlenwasserstoffen aufweisen. In der Druckschrift
DE 10 2014 202 035 A1 wird zur Überwachung eines LNT ein mit einer Welligkeit eines Sauerstoffsignales aufweisender Abgassensor verwendet, wobei die Ausprägung der Welligkeit zum Bewerten des Alterungszustandes des LNT verwendet wird. Weitere Druckschriften mit Bezug auf eine Regeneration von Abgasnachbehandlungseinrichtungen sind die
US 2009 / 0 099 758 A1 und
EP 1 437 492 A1 . Ein Überprüfen der Funktionsfähigkeit in einem Fettbetrieb ist auch aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2012 218 728 A1 bekannt. Eine Schwierigkeit besteht jedoch darin, innerhalb eines Regenerationszyklus alle notwendigen Messungen durchzuführen, da der dafür notwendige Betrieb mit einem fetten Abgasgemisch für einige Sekunden aufrecht erhalten werden muss. Die Betriebszustände hängen von der Fahrsituation, z.B. Fahrweise und Getriebeschaltung, ab. Eine raue oder aggressive Fahrweise führt zu einer vorzeitigen Unterbrechung der Regeneration, so dass keine effektiven Messungen zur Diagnose des LNT durchgeführt werden können. Es besteht darum die Aufgabe, Abgasbedingungen für eine ausreichende Zeitdauer zur Durchführung einer Diagnose eines LNT bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen, den Figuren und den Ausführungsbeispielen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines LNT, der im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem stufenlosen Getriebe angeordnet ist, mit folgenden Schritten:
- - S1) Erfassen der Stickoxidbeladung des LNT, und wenn die Stickoxidbeladung einen Grenzwert der verfügbaren Speicherkapazität übersteigt,
- - S2) Messen eines Temperaturwertes in dem LNT,
- - S3a) Bei einer Temperatur oberhalb eines festgelegten Temperaturbereichs Verringern der Last und Erhöhen der Drehzahl der Brennkraftmaschine, bis die Temperatur in einen optimalen Bereich fällt,
- - S3b) Bei einer Temperatur unterhalb eines festgelegten Temperaturbereichs Erhöhen der Last und Verringern der Drehzahl der Brennkraftmaschine, bis die Temperatur in einen optimalen Bereich steigt,
- - S3c) Bei einer Temperatur innerhalb eines festgelegten Temperaturbereichs Weiterführen des Verfahrens,
- - S4) Prüfen der Abgasbedingungen,
- - S5) Einstellen der Abgasbedingungen, so dass die Regeneration gestartet wird,
- - S6) Messen eines Wertes eines durch den LNT (5) strömenden Abgasvolumenstroms, und Ändern des Abgasvolumenstroms durch Ändern der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1), wenn er von einem vorher festgelegten optimalen Bereich für das Messen einer Konzentration mindestens eines bestimmten Bestandteils des Abgases abweicht,
- - S7) Messen der Konzentration des bestimmten Bestandteils des Abgases durch mindestens einen ersten stromabwärts des Stickoxidspeicherkatalysators stromabwärts des LNT angeordneten ersten Sensor zu einem ersten Zeitpunkt t1,
- - S8) Messen der Konzentration des bestimmten Bestandteils durch den ersten Sensor zu einem zweiten Zeitpunkt t2,
- - S9) Ermitteln des Zustands des LNT aus den gemessenen Werten,
wobei die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mittels des stufenlosen Getriebes unabhängig von den Drehzahl- und/oder Drehmomentänderungen gesteuert wird.
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Das Verfahren ist vorteilhaft, weil durch das stufenlose Getriebe, das mit der Brennkraftmaschine gekoppelt ist und eine kontinuierliche Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der Brennkraftmaschine auf die Räder ermöglicht wird, die durch ein konventionelles automatisches Getriebe, bedingt durch festgelegte Schaltstufen, nur in sehr begrenztem Umfange möglich wäre. Das stufenlose Getriebe garantiert also stabile Bedingungen zum Erfassen des Zustands des LNT. Im Vergleich zu einem konventionellen Getriebe bietet das stufenlose Getriebe eine nahezu unbegrenzte Zahl an Übersetzungsmöglichkeiten. Mittels des stufenlosen Getriebes kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechend den Anforderungen des Betriebszustands ohne Abstufung geändert werden kann, während die Geschwindigkeit der Räder und damit des Kraftfahrzeugs gleich bleibt. Weiterhin kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einem den Anforderungen einer Messung entsprechenden Niveau gehalten werden, besonders für einen optimalen Volumenfluss, während die Geschwindigkeit der Räder unabhängig davon geändert werden kann. Durch die Regulation der Drehzahl kann bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorteilhaft im Laufe eines Zeitraums Δt eine unterschiedliche Menge an Abgas durch die Brennkraftmaschine erzeugt werden, wodurch sich auch die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases ändert.
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Der festgelegte Temperaturbereich entspricht einem für eine Regeneration eines LNT geeigneten Temperaturbereich.
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Die Änderung des Drehmoments wirkt sich besonders auf die Abgastemperatur und damit auch die Temperatur des Katalysators aus. Somit kann bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorzugsweise durch die Einstellung des Drehmoments der Brennkraftmaschine gesteuert werden. Dabei kann z.B. vorteilhaft rechtzeitig vor einer geplanten Messung, z.B. während einer Regeneration des LNT, die Temperatur des Katalysators erhöht oder verringert werden, falls sie zu niedrig oder zu hoch ist.
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Das Messen von Temperatur, des Abgasvolumenstroms und der Konzentration des bestimmten Bestandteils und Ermitteln von entsprechenden Änderungen im zeitlichen Verlauf von t1 nach t2 erfolgt auf eine dem Fachmann bekannte Art und Weise. Dem Fachmann ist auch bekannt, wie aus den Werten und Änderungen der Konzentration des bestimmten Bestandteils auf den Alterungszustand des NOx-Speicherkatalysators geschlossen werden kann.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Brennkraftmaschine für einen Zeitraum Δt, der die Zeitpunkte t1 und t2 umfasst, in einen unterstöchiometrischen Betrieb (λ<1) überführt. Mit anderen Worten wird die Brennkraftmaschine für den Zeitraum Δt mit einem fetten Brennstoff-LuftGemisch betrieben, wodurch ein fettes Abgasgemisch durch den Abgastrakt und damit durch den Katalysator strömt. Auf diese Weise kann vorteilhaft der Alterungszustand des Katalysators während eines Rich Purge erfasst werden.
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Vorzugsweise ist der bestimmte Bestandteil des Abgases Sauerstoff. Zum Messen der Sauerstoffkonzentration ist stromabwärts des LNT mindestens ein erster Sauerstoffsensor angeordnet. Optional kann durch einen zweiten, stromaufwärts des LNT angeordneten Sauerstoffsensor die Sauerstoffkonzentration stromaufwärts des LNT ermittelt werden. Als Sauerstoffsensoren werden, idealerweise, Lambdasonden verwendet. Durch die erste Lambdasonde kann vorteilhaft ein erstes Luftverhältnis λ1 ermittelt werden. Durch die zweite Lambdasonde kann vorteilhaft ein zweites Luftverhältnis λ2 ermittelt werden. Durch Vergleich mit Referenzwerten kann die alterungsabhängige Sauerstoffaufnahme des LNT ermittelt werden und damit auf den Alterungszustand des LNT geschlossen werden. Da die Sauerstoffaufnahme des LNT, die nach dem Ende der Regenerationsphase und dem Übergang zu einem Betrieb, bei dem der Abgasstrom einen Sauerstoffüberschuss aufweist, erfolgt, sich an einer Verringerung des Sauerstoffgehalts des Abgases beim Durchströmen des LNT zeigt, wird hierdurch vorteilhaft eine genaue Bestimmung der Sauerstoffaufnahme des LNT ermöglicht. Aus den gemessenen Werten lässt sich also vorteilhaft die Sauerstoffaufnahmekapazität des Katalysators und daraus auf den Alterungszustand und die Funktionsfähigkeit des Katalysators schließen. Alternativ lässt sich der Alterungszustand beispielsweise auch während eines Purge ermitteln.
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Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren als alternativer oder zusätzlicher Parameter zum Ermitteln des Zustands des LNT die Stickoxidkonzentration stromabwärts des LNT ermittelt. Mit anderen Worten kann der bestimmte Bestandteil des Abgases auch mindestens ein Stickoxid sein, d.h. mindestens ein Stickoxid aus einer Gruppe von verschiedenen Stickoxiden, z.B. Stickstoffmonoxid und/oder Stickstoffdioxid. Dazu ist mindestens ein erster Stickoxidsensor stromabwärts des LNT angeordnet. Optional kann durch einen zweiten, stromaufwärts des LNT angeordneten Stickoxidsensor die Stickoxidkonzentration stromaufwärts des LNT ermittelt werden. Besonders bevorzugt wird die Stickoxidkonzentration dabei während magerer Abgasbedingungen erfasst. Der Stickoxidsensor erlaubt eine direkte Messung der Stickoxid-Konzentration im Abgas. Aus der ebenfalls über den Zeitraum Δt ermittelten Änderung der Stickoxidkonzentration kann auf die Funktionsfähigkeit des LNT geschlossen werden. Die gemessenen Werte können also vorteilhaft zur Kontrolle der jeweils anderen gemessenen Werte verwendet werden. Dem Fachmann ist bekannt, wie aus den Werten und Änderungen der Stickoxidkonzentration auf den Alterungszustand des LNT geschlossen werden kann.
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Stehen keine entsprechenden Sensoren zur Verfügung, können die Werte der Sauerstoff- und/oder Stickstoffkonzentration auch auf der Basis eines Modells geschätzt werden.
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Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren die Übersetzung des stufenlosen Getriebes in Abhängigkeit von der erforderlichen Drehzahl und dem erforderlichen Drehmoment der Brennkraftmaschine derart gesteuert, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unverändert bleibt. Die Übersetzung des stufenlosen Getriebes kann natürlich auch so gesteuert werden, dass zeitgleich die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verändert wird, wenn ein entsprechender Bedarf besteht.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, umfassend eine Brennkraftmaschine, einen Abgastrakt, einen in dem Abgastrakt angeordnete Abgasnachbehandlungsanlage mit einem LNT, mindestens einen ersten, stromabwärts des LNT angeordneten Sensor für einen bestimmten Bestandteil des Abgases und eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, für die Messungen erforderlichen Werte an Drehzahl und Drehmoment der Brennkraftmaschine sowie die Übersetzung des stufenlosen Getriebes entsprechend der Fahrsituation einzustellen, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Die Fahrsituation bezieht sich vor allem auf Fahrweise und Geschwindigkeitsänderungen eines Kraftfahrzeugs. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Vorzugsweise ist in der erfindungsgemäßen Anordnung der Sensor mindestens ein erster Sauerstoffsensor und / oder ein erster Stickoxidsensor stromabwärts des LNT.
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Vorzugsweise ist in der erfindungsgemäßen Anordnung zusätzlich mindestens ein zweiter Sauerstoffsensor (7) und / oder ein zweiter Stickoxidsensor stromaufwärts des LNT und ein zweiter Stickoxidsensor stromabwärts des LNT angeordnet. Es können auch weitere Sauerstoff- und /oder Stickoxidsensoren im Abgastrakt, im LNT und/oder anderen Katalysatoren angeordnet werden.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.
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Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.
- 2 ein Fließdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 3 ein Diagramm zum zeitlichen Verlauf der Stickoxidkonzentration stromaufwärts und stromabwärts eines Stickoxidspeicherkatalysators in der Anordnung gemäß 1.
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Eine Ausführungsform der Anordnung 20 gemäß der Darstellung von 1 weist eine Brennkraftmaschine 1 auf, aus deren Zylinder über einen Abgaskrümmer 2 Abgas durch einen Abgastrakt 3 geleitet wird. In dem Abgastrakt 3 ist eine Abgasnachbehandlungsanlage 4 angeordnet, durch die der Abgasstrom geleitet wird. Die Abgasnachbehandlungsanlage 4 weist besonders einen Stickoxidspeicherkatalysator 5 (LNT) auf. Stromabwärts der Abgasnachbehandlungsanlage 4 ist ein erster Sauerstoffsensor 6, auch als erste Lambdasonde 6 bezeichnet, und stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsanlage 4 ein zweiter Sauerstoffsensor 7 (zweite Lambdasonde 7) angeordnet. Der zweite Sauerstoffsensor 7 ist optional und kann in einer alternativen Ausführungsform auch nicht vorhanden sein. Die Lambdasonden 6, 7 können insbesondere als Breitband-Lambdasonden oder UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen) - Sensoren ausgebildet sein. Die Lambdasonden 6, 7 erfassen jeweils einen Sauerstoffgehalt des Abgasstroms vor dem Eintritt in den und nach dem Austritt aus dem LNT 5. Eine Steuereinrichtung 8 kann aus den Signalen der ersten Lambdasonde 6 ein Luftverhältnis λ1 und aus den Signalen der zweiten Lambdasonde 7 ein Luftverhältnis λ2 ermitteln. Aus der Differenz der ermittelten Luftverhältnisse kann die Sauerstoffaufnahme des LNT als Kriterium des Alterungszustandes ermittelt werden. Weitere Lambdasonden können an beliebigen Stellen in der Anordnung 20 angeordnet sein. In einer alternativen Ausführungsform können auch keine Stickoxidsensoren vorhanden sein. Dann wird der Wert der Stickoxidkonzentration auf der Basis eines Modells geschätzt.
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Stromabwärts der Abgasnachbehandlungsanlage 4 ist ein erster Stickoxidsensor 8 angeordnet. Stromaufwärts der Abgasnachbehandlungsanlage 4 ist ein zweiter Stickoxidsensor 9 angeordnet. Der zweite Stickoxidsensor 9 ist optional und kann in einer alternativen Ausführungsform auch nicht vorhanden sein. Die Stickoxidsensoren erfassen einen Stickoxidgehalt des Abgasstroms stromaufwärts und stromabwärts des LNT 5. Die Stickoxidsensoren ermöglichen eine Überwachung der NOx-Aufnahme des LNT 5. Von den Stickoxidsensoren wird ein gemessener Wert an die Steuereinrichtung 10 übermittelt, die Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit und damit des Alterungszustandes des LNT 5 ermöglichen. Es können weitere Stickoxidsensoren an einer beliebigen Stelle der Anordnung 20 vorhanden sein, und zwar stromaufwärts und stromabwärts des LNT 5 sowie im LNT 5. In einer alternativen Ausführungsform können auch keine Stickoxidsensoren vorhanden sein. Dann wird der Wert der Stickoxidkonzentration auf der Basis eines Modells heraus geschätzt.
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In einem Verfahren gemäß der Darstellung von 2 zur Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators (LNT), der im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem stufenlosen Getriebe angeordnet ist, wird in einem ersten Schritt S1 die Stickstoffbeladung des LNT 5 basierend auf der verfügbaren Speicherkapazität erfasst. Ist Stickoxid in einer Menge gespeichert, dass ein vorab festgelegter Schwellenwert an gespeichertem Stickoxid überschritten wird, muss der LNT regeneriert werden.
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In einem zweiten Schritt S2 wird die Temperatur im LNT 5 mittels eines geeigneten Temperatursensors ermittelt. In Abhängigkeit vom Wert der Temperaturn wird eine aus drei Strategien gewählt, die sich in den Teilschritten S3a, S3b und S3c niederschlagen.
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Ist die Temperatur zu hoch, um eine effektive Regeneration des LNT 5 durchzuführen, d.h. liegt die gemessene Temperatur oberhalb des für eine Regeneration effektiven Temperaturbereichs, wird in einem Schritt S3a das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 verringert. Gleichzeitig wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 erhöht. Das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes wird dabei entsprechend angepasst, um die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant zu halten. Gleichzeitig wird durch den erhöhten Abgasvolumenstrom ein kühlender Effekt bewirkt.
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Ist die Temperatur zu niedrig, um eine effektive Regeneration des LNT 5 durchzuführen, d.h. liegt die gemessene Temperatur unterhalb des für eine Regeneration effektiven Temperaturbereichs, wird in einem Schritt S3b das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 erhöht, um eine höhere Abgastemperatur zu erzeugen. Gleichzeitig wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 verringert, um weniger Abgas zu produzieren. Das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes wird dabei entsprechend angepasst, um die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant zu halten.
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Entspricht der gemessene Temperaturwert einem Temperaturbereich, in dem eine Regeneration effektiv durchgeführt werden kann, wird das Verfahren in einem Schritt S3c ohne Änderung der Last oder Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 fortgeführt.
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In einem vierten Schritt S4 werden die Abgasbedingungen überprüft. Sind die Abgasbedingungen zu mager, wird in einem fünften Schritt S5 ein Fettbetrieb der Brennkraftmaschine 1 gestartet, und die Regeneration beginnt. Die fetten Abgasbedingungen werden für die Dauer der Regeneration aufrechterhalten.
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In einem sechsten Schritt S6 wird der Abgasvolumenstrom, der den Abgastrakt 3 durchströmt, mittels geeigneter Sensoren ermittelt. Wenn der Abgasvolumenstrom von einem vorher festgelegten für das Messen der Sauerstoffkonzentration optimalen Bereich abweicht, wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 erhöht oder verringert, um den Abgasvolumenstrom zu erhöhen oder zu verringern.
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In einem siebten Schritt S7 wird die Sauerstoffkonzentration im Abgastrakt durch mindestens eine erste stromabwärts des LNT angeordneten Lambdasonde (6) und eine zweite Lambdasonde (7) stromaufwärts des LNT zu einem ersten Zeitpunkt t1 gemessen.
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In einem achten Schritt S8 wird zu einem zweiten Zeitpunkt t2 ein zweiter Wert der Sauerstoffkonzentration mittels der ersten 6 und zweiten Lambdasonde 7 ermittelt. Das Verfahren kann alternativ auch nur mit der ersten Lambdasonde 6 durchgeführt werden, wenn in einer Ausführungsform der Anordnung keine zweite Lambdasonde 7 vorhanden ist.
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Weitere Werte können zu weiteren Zeitpunkten ermittelt werden, die in dem Zeitraum Δt liegen. Die gemessenen Werte werden an die Steuereinrichtung 8 übermittelt und aus den gemessenen Werten in einem sechsten Schritt S9 der Zustand des LNT 5 ermittelt.
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Zusätzlich oder auch alternativ kann durch den ersten Stickoxidsensor 8 stromabwärts des LNT 5 und durch den zweiten Stickoxidsensor 9 stromaufwärts des LNT 5 über einen zeitlichen Verlauf die Stickoxidkonzentration gemessen werden. Dies geschieht idealerweise während magerer Abgasbedingungen. Dazu werden ebenfalls Zeitpunkte definiert. Die Stickoxidkonzentration kann analog zum Messen der Sauerstoffkonzentration ebenfalls zu den Zeitpunkten t1 und t2 gemessen werden. Es können auch andere Zeitpunkte definiert werden. Dazu wird besonders der zeitliche Verlauf stromabwärts des LNT 5 zum Bewerten des Zustands des LNT 5 herangezogen (3). Dabei ist der Verlauf der Stickoxidkonzentration stromaufwärts des LNT 5 gestrichelt dargestellt (Linie 1), und der Verlauf stromabwärts des LNT 5 gepunktet (Linie 2), mit Strichpunktlinie (Linie 3) sowie mit Strich-Zweipunkt-Linie (Linie 4). Verläuft die Stickoxidkonzentration stromabwärts des LNT 5 unterhalb einer modellbasierten Linie 5 (durchgezogene Linie), die als Referenz dient, ist der LNT 5 in einem funktionierenden Zustand (Linien 3 und 4). Verläuft die Stickoxidkonzentration stromabwärts des LNT 5 oberhalb der modellbasierten Linie 5, funktioniert der LNT nicht oder nicht ausreichend.
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Zusammengefasst wird in dem Verfahren bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mittels des stufenlosen Getriebes ein für die Messungen optimaler Volumenfluss des Abgases durch ein Steuern der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 gewährleistet. Dabei wird die Übersetzung in dem stufenlosen Getriebe so geändert, dass sie geringer wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 zur Produktion von mehr Abgas erhöht wird. Auf diese Weise bleibt die Geschwindigkeit der Räder und damit des Kraftfahrzeugs während einer Erhöhung der Drehzahl unverändert. Umgekehrt kann die Übersetzung gesteigert werden, wenn die Drehzahl verringert wird, um in einen günstigeren Bereich für ein erhöhtes Drehmoment zu gelangen, wobei die Geschwindigkeit der Räder unverändert bleibt. Soll die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verändert werden, wird die stufenlose Übersetzung derart eingestellt, dass sich die Geschwindigkeit der Räder ändert, die Drehzahl und das Drehmoment der Brennkraftmaschine aber ebenfalls in den erforderlichen Bereich gelangen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Alterungszustand im Fettbetrieb der Brennkraftmaschine ermittelt, also in einem unterstöchiometrischen Betrieb (λ < 1), in dem der NOx-Speicherkatalysator regeneriert wird. Während der Regeneration werden durch die Sensoren die notwendigen Messwerte aufgenommen, um daraus mittels der Steuereinrichtung 8 den Alterungszustand des NOx-Speicherkatalysators zu ermitteln. Der Fettbetrieb wird idealerweise so lange aufrecht erhalten, bis der NOx-Speicherkatalysator vollständig regeneriert wurde. Dazu wird mittels der stufenlosen Übersetzung gewährleistet, dass der Fettbetrieb aufrecht erhalten wird, indem bei Steuerbefehlen zur Änderung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die Übersetzung entsprechend verändert wird, so dass sich die Geschwindigkeit der Räder ändert, die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 jedoch konstant bleibt, um gleichbleibende, optimale Bedingungen für das Aufnehmen von Messwerten zu gewährleisten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Abgaskrümmer
- 3
- Abgastrakt
- 4
- Abgasnachbehandlungsanlage
- 5
- NOx-Speicherkatalysator
- 6
- erste Lambdasonde
- 7
- zweite Lambdasonde
- 8
- erster Stickoxidsensor
- 9
- Stickoxidsensor
- 10
- Steuereinrichtung
- 11
- stufenloses Getriebe
- 12
- Rad
- 20
- Anordnung
