DE102017210678A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von mehreren in einem Abgasstrang eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors in Reihe angeordneten NOx-Speicherkatalysatoren sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von mehreren in einem Abgasstrang 3 eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors 2 in Reihe angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoren LNT₁, LNT₂, ..., LNT_n angegeben, wobei die NO_x-Speicherkatalysatoren LNT₁, LNT₂,..., LNT_n mit einem Abgasstrom 3 mit einem zeitlich veränderlichen Verbrennungsluftverhältnis λ beaufschlagt werden und der Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{1_ab}, λ_{2_ab}, ..., λ_{n_ab} stromabwärts eines jeden NO_x-Speicherkatalysators LNT₁, LNT₂,..., LNT_n bestimmt wird.
Weiterhin werden eine Vorrichtung 10 zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung angegeben.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von mehreren in einem Abgasstrang eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors in Reihe angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoren, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
• Abgasnachbehandlungsvorrichtungen dienen der Behandlung von Verbrennungsgasen (Abgasen), nachdem diese den Brennraum oder die Brennkammer eines Verbrennungsmotors, beispielsweise einer ein Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, verlassen haben. Die Behandlung erfolgt zumeist auf physikalisch-chemischem Weg, teilweise unter Nutzung von Katalysatoren zur Beeinflussung chemischer Reaktionen.
• Moderne Magermix-Ottomotoren arbeiten in einem Magermixbetrieb mit einem Sauerstoffüberschuss (λ > 1) zur Erhöhung des Motorwirkungsgrades. Herkömmliche Katalysatoren können daher nicht eingesetzt werden. Zwar sind die Oxidation von unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Kohlenmonoxid, bei Sauerstoffüberschuss analog zum herkömmlichen Dreiwegekatalysator weiterhin möglich, jedoch kann keine direkte Nachbehandlung der Stickoxide erfolgen, da diese reduziert werden müssen. Daher werden Stickoxide (NO_x) gemäß einem verbreiteten Verfahren zunächst in sogenannten NO_x-Speicherkatalysatoren (Lean NO_x Trap, LNT) zwischengespeichert und anschließend periodisch reduziert, indem z. B. der Verbrennungsmotor mit einem unterstöchiometrischen, d. h. fetten, Kraftstoff-Luft-Gemisch (λ < 1) betrieben wird, so dass das Abgas mit reduzierend wirkenden Produkten unvollständig verbrannter Kohlenwasserstoffe, z. B. Kohlenmonoxid, angereichert ist. Eine Anreicherung des Abgases kann auch mittels Nacheinspritzung von Kraftstoff, z. B. in einen Zylinder des Verbrennungsmotors oder direkt in den Abgasstrang, erfolgen.
• Die Funktionsfähigkeit des NO_x-Speicherkatalysators nimmt jedoch mit zunehmender Betriebsdauer ab, was unter anderem auf eine Kontamination des Speicherkatalysators mit dem im Abgas enthaltenen Schwefel zurückzuführen ist, sowie auf thermische Alterung in Folge hoher Temperaturen, wie sie beispielweise bei einer regelmäßig vorzunehmenden Partikelfilterregeneration oder Entschwefelung auftreten. Es ist daher notwendig, die Funktionsfähigkeit eines im Abgassystem vorgesehenen NO_x-Speicherkatalysators regelmäßig zu überprüfen, d. h. zu überwachen.
• Ein bekanntes Verfahren zur Überwachung von NO_x-Speicherkatalysatoren basiert auf den Messdaten einer Lambdasonde, z. B. eines UHEGO (Universal Heated Exhaust Gas Oxygen)-Sensors, stromaufwärts und stromabwärts des NO_x-Speicherkatalysators. Durch Vergleich mit bekannten Messwerten kann auf einen Alterungszustand des NO_x-Speicherkatalysators geschlossen werden.
• Aus der DE 10 2012 218 728 A1 ist ein Überwachungsverfahren bekannt, dass auf der Ermittlung eines Reduktionsmittelschlupfes, d. h. auf einer Änderung der Reduktionsmittelkonzentration stromabwärts des NO_x-Speicherkatalysators, beruht. Um den Alterungszustand des NO_x-Speicherkatalysators zu ermitteln, wird der Verbrennungsmotor für einen kurzen Zeitraum mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben und der zeitliche Verlauf des Signals einer stromabwärts des NO_x-Speicherkatalysators angeordneten Lambdasonde ausgewertet. Diese Verfahren erfordert ein gut kontrollierbares, d. h. ein gering schwankendes, stabiles, Lambda-Signal stromaufwärts des zu überwachenden NO_x-Speicherkatalysators.
• Das in der DE 10 2016 200 155 A1 offenbarte Überwachungsverfahren nutzt die Tatsache, dass neben Stickoxiden auch Sauerstoff im NO_x-Speicherkatalysators gespeichert wird, der während eines Betriebs mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch ebenfalls mit den darin enthaltenen unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen reagiert. Die Speicherung von Sauerstoff erfolgt insbesondere direkt nach dem Umschalten von einem Betrieb mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch zu einem Betreib mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch. Anhand der Menge des gespeicherten Sauerstoffs oder des mit der Sauerstoffspeicherung korrelierenden Verlaufs eines Signals einer stromabwärts des NO_x-Speicherkatalysators angeordneten Lambdasonde können Rückschlüsse auf den Alterungszustands des NO_x-Speicherkatalysators gezogen werden. Es muss jedoch sichergestellt werden, dass während des Betriebs mit dem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch alle Speicherplätze des NO_x-Speicherkatalysators geleert werden, so dass zu Beginn des nachfolgenden Betriebs mit dem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch der NO_x-Speicherkatalysator „leer“ ist.
• Allen Überwachungsverfahren gemein ist, dass diese vorgeschriebene Überwachungsabläufe (In-Use Performance Requirements, IUPR) einhalten müssen, die u. a. eine Häufigkeit der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des NO_x-Speicherkatalysators vorgeben. Da das Verhalten eines NO_x-Speicherkatalysators in hohem Maße von seiner Temperatur abhängig ist, liefern die bekannten Überwachungsverfahren jedoch nur in einem relativ engen Temperaturbereich zuverlässige Aussagen über die Funktionsfähigkeit des NO_x-Speicherkatalysators, so dass die erforderliche Häufigkeit der Überprüfung oftmals nicht gewährleistet werden kann.
• Darüber hinaus ist zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben hinsichtlich der Stickoxidemission die Anordnung eines einzigen NO_x-Speicherkatalysator im Abgasstrang oftmals nicht ausreichend. Entsprechend werden mehrere NO_x-Speicherkatalysatoren in Reihe angeordnet. Der in Strömungsrichtung des Abgases vom Verbrennungsmotor aus betrachtet zuerst angeordnete NO_x-Speicherkatalysator wird in dieser Beschreibung als erster NO_x-Speicherkatalysator, die stromabwärts nachfolgenden NO_x-Speicherkatalysatoren als zweiter, dritter, vierter usw. NO_x-Speicherkatalysator bezeichnet.
• Bei der Überwachung der Funktionsfähigkeit mehrerer, in Reihe angeordneter NO_x-Speicherkatalysatoren ergibt sich das Problem, dass die Zusammensetzung des Abgases stromaufwärts des n-ten NO_x-Speicherkatalysators abhängig von der Funktionsfähigkeit der stromaufwärts des n-ten Katalysators angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoren ist.
• Während der erste NO_x-Speicherkatalysator ein tiefes, gut kontrollierbares Signal der Lambdasonde stromaufwärts dieses ersten NO_x-Speicherkatalysators erhält, ist das Signal der Lambdasonde stromaufwärts des zweiten NO_x-Speicherkatalysators, d. h. stromabwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators, nicht ausreichend kontrollierbar. Es kann daher für eine zuverlässige Überwachung des zweiten NO_x-Speicherkatalysators nicht oder nur stark eingeschränkt genutzt werden.
• Für die Überwachung der Funktionsfähigkeit mehrerer, in Reihe angeordneter NO_x-Speicherkatalysatoren ist aus der DE 10 2015 206 838 A1 ein Verfahren bekannt, dass die Durchführung zweier aufeinanderfolgender Betriebsabschnitte mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch erfordert, damit durch den zweiten fetten Betriebsabschnitt ein zuverlässiges Signal der Lambdasonde für den zweiten NO_x-Speicherkatalysator erhalten werden kann.
• Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass zwei Betriebsabschnitte mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch erforderlich sind, wodurch der Kraftstoffverbrauch erheblich erhöht wird. Zudem verlängert sich auch die für die Analyse der Funktionsfähigkeit notwendige Zeitdauer, so dass die Einhaltung der IUPR-Regularien deutlich erschwert ist.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der der für die Analyse der Funktionsfähigkeit mehrerer, in Reihe hintereinander angeordneter NO_x-Speicherkatalysatoren im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors verringert werden kann. Zudem wäre es wünschenswert, den für die Analyse notwendigen Zeitbedarf zu verringern.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche enthalten Ausführungsvarianten dieser erfindungsgemäßen Lösungen.
• Grundgedanke der Erfindung ist es, die Funktionsfähigkeit mehrerer in einem Abgasstrang angeordnete NO_x-Speicherkatalysatoren zu prüfen, indem deren Sauerstoffaufnahmekapazität, d. h. die Menge an Sauerstoff, die gespeichert werden kann, zu ermitteln. Anhand eines Vergleichs mit bekannten Werten für die Sauerstoffaufnahmekapazität, z. B. des neuen NO_x-Speicherkatalysators oder vergleichbarer funktionstüchtiger NO_x-Speicherkatalysatoren, kann dann die Funktionsfähigkeit des zu überprüfenden NO_x-Speicherkatalysators beurteilt werden.
• Die in Reihe angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoren können nacheinander überprüft werden, wobei die Überprüfung eines jeden NO_x-Speicherkatalysators beginnt, sobald ein bestimmtes Verbrennungsluftverhältnis λ stromaufwärts, in Strömungsrichtung des Abgases betrachtet, erreicht wird, z. B. wenn ein Verbrennungsluftverhältnis λ=1 erreicht wird oder der Wert des Verbrennungsluftverhältnisses λ ausgehend von einem Grenzwert ansteigt. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit beruht auf einer Evaluierung des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromauf- und stromabwärts des zu überprüfenden NO_x-Speicherkatalysators. Dies kann unter Berücksichtigung der dem NO_x-Speicherkatalysator zugeführten Sauerstoffmenge erfolgen, die z. B. aus dem dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassenstrom ermittelt werden kann.
• Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von mehreren in einem Abgasstrang eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors in Reihe angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoren vorgeschlagen, wobei die NO_x-Speicherkatalysatoren mit einem Abgasstrom mit einem zeitlich veränderlichen Verbrennungsluftverhältnis λ beaufschlagt werden und der Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses stromabwärts eines jeden NO_x-Speicherkatalysators, d. h. nach dem Passieren des jeweiligen NO_x-Speicherkatalysators durch den Abgasstrom, bestimmt wird.
• Unter dem Verbrennungsluftverhältnis λ ist Verhältnis der für die Verbrennung eines Kraftstoffs zur Verfügung stehenden Luftmasse zu der für eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs benötigten Luftmasse zu verstehen. Bei λ = 1 herrscht ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis. λ < 1 bedeutet, dass zu wenig Luft zur Verfügung steht (fettes Gemisch), während bei λ > 1 ein Luftüberschuss vorliegt (mageres Gemisch). Eine Sauerstoffaufnahme im NO_x-Speicherkatalysator kann daher grundsätzlich nur bei λ > 1 erfolgen.
• Erfindungsgemäß ist in einem ersten Schritt vorgesehen, dass der in Abgasströmungsrichtung betrachtet erste NO_x-Speicherkatalysators mit einem Abgasstrom mit einem ersten Verbrennungsluftverhältnis kleiner eins beaufschlagt wird. Mit anderen Worten wird den NO_x-Speicherkatalysatoren ein fettes Abgas zugeführt, beispielsweise, indem der Verbrennungsmotor mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben wird oder unverbrannter Kraftstoff in den Abgasstrang stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators injiziert wird.
• Der Betrieb mit dem ersten Verbrennungsluftverhältnis kleiner eins führt zu einer sog. Regeneration der NO_x-Speicherkatalysatoren, wobei gespeicherte Stickoxide und gespeicherter Sauerstoff reagieren und mit dem Abgasstrom abgeführt werden. Im Ergebnis liegen leere NO_x-Speicherkatalysatoren vor, d. h. NO_x-Speicherkatalysatoren, deren Stickstoff- und Sauerstoffaufnahmekapazität maximal ist.
• Die Regeneration der NO_x-Speicherkatalysatoren kann beispielsweise erfolgen, wenn die Stickoxidspeicherkapazität der NO_x-Speicherkatalysatoren erschöpft und deren Regeneration erforderlich ist oder auch zu jedem anderen beliebigen Zeitpunkt, um lediglich die Funktionsfähigkeit der NO_x-Speicherkatalysatoren zu überprüfen.
• Die NO_x-Speicherkatalysatoren werden solange einem fetten Abgas ausgesetzt, bis das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators einem ersten Schwellwert entspricht.
• Beispielsweise kann der erste Schwellwert dem ersten Verbrennungsluftverhältnis des beaufschlagten Abgasstroms entsprechen. Entspricht das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators dem ersten Verbrennungsluftverhältnis des beaufschlagten Abgasstroms, so kann davon ausgegangen werden, dass von den NO_x-Speicherkatalysatoren kein Sauerstoff mehr abgegeben wird.
• Zur Vereinfachung des Verfahrens kann jedoch für den ersten Schwellwert auch ein Wert für das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators vorgeben werden, bei dessen Erreichen von einem nunmehr leeren Zustand der NO_x-Speicherkatalysatoren ausgegangen werden kann. Beispielsweise kann der erste Schwellwert bei einem Verbrennungsluftverhältnis kurz unterhalb von eins, z. B. bei 0,9, festgelegt werden oder als Schwellwert bei einem anderen Verbrennungsluftverhältnis kleiner eins.
• Der Zeitpunkt, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators dem ersten Schwellwert entspricht, wird als Zeitpunkt t_x ermittelt.
• Sobald der Zeitpunkt t_x erreicht ist, wird der ersten NO_x-Speicherkatalysator mit einem Abgasstrom mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis beaufschlagt, das größer eins ist, d. h. es wird vom fetten zum mageren Betrieb gewechselt. Der Sauerstoff der überschüssigen Luft kann nun zumindest teilweise von den NO_x-Speicherkatalysatoren aufgenommen werden, so dass stromaufwärts der NO_x-Speicherkatalysatoren ein größeres Verbrennungsluftverhältnis als stromabwärts beobachtet werden kann.
• Anschließend werden die Verbrennungsluftverhältnisse stromabwärts aller NO_x-Speicherkatalysatoren überwacht und es werden die Zeitpunkte t_y ermittelt, zu denen das Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators bzw. stromabwärts des (i-1)-ten NO_x-Speicherkatalysators einen zweiten Schwellwert übersteigt.
• Der zweite Schwellwert kann beispielsweise einem Verbrennungsluftverhältnis von λ = 1 (Sauerstoffdurchbruch) entsprechen oder auch dem Verbrennungsluftverhältnisses während des fetten Betriebs, so dass im zweiten Fall unter dem Übersteigen des zweiten Schwellwerts eine Zunahme des Verbrennungsluftverhältnisses gegenüber dem fetten Betrieb zu verstehen ist.
• In einem letzten Schritt werden die Sauerstoffaufnahmekapazitäten aller NO_x-Speicherkatalysatoren bestimmt. Dazu wird die Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators bestimmt, indem das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts dieses NO_x-Speicherkatalysators zwischen dem Zeitpunkt t_y dieses NO_x-Speicherkatalysatoren und dem Zeitpunkt t_y des stromabwärts nachfolgenden NO_x-Speicherkatalysators, mit anderen Worten das Verbrennungsluftverhältnis im Zeitraum zwischen dem Übersteigen des zweiten Schwellwerts stromaufwärts und stromabwärts des zu überprüfenden NO_x-Speicherkatalysators, ausgewertet wird.
• Für den letzten NO_x-Speicherkatalysator gilt dabei, dass der Zeitpunkt t_y des stromabwärts nachfolgenden NO_x-Speicherkatalysators der Zeitpunkt ist, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators dem zweiten Schwellwert übersteigt.
• Zur Auswertung des Verbrennungsluftverhältnisses kann z. B. dessen zeitlicher Verlauf, z. B. die Form der Kurve, und/oder eine durch Integration erhältliche Luft- bzw. Sauerstoffmenge berücksichtigt werden.
• Die Ermittlung eines Verbrennungsluftverhältnisses kann beispielsweise mittels eines Sauerstoffsensors erfolgen, wie einer Breitbandlambdasonde, z. B. eines UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen)-Sensors oder eines UHEGO (Universal Heated Exhaust Gas Oxygen)-Sensors, oder eines Stickoxidsensors, der auch ein Sauerstoffsignal bereitstellt.
• Das Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators kann, z. B. bei Vorhandensein eines Hochdruckabgasrückführungssystems, auch aus dem dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassenstrom und der Menge an zugeführten Kraftstoff ermittelt werden. Im Falle eines Niederdruckabgasrückführungssystems wären zusätzlich der Massenstrom an rückgeführtem Abgas und dessen Zusammensetzung zu berücksichtigen.
• Beispielsweise kann die Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators LNT_i wie folgt berechnet werden: $$\begin{array}{l}\text{Integral}\left(\text{t\_start\_i bis t\_end\_i}\right)(\text{xO2}\left({\mathrm{\lambda }}_{\text{i\_auf}}\right)-\text{xO2}\left({\mathrm{\lambda }}_{\text{i\_ab}}\right))*\text{MF}(\text{f}(\text{MAF}\text{, Kraftstoff}\text{,}\\ \text{EGR-Anteil}))*\text{c}\end{array}$$

  
• Dabei sind t_start_i = Startzeitpunkt für den i-ten NO_x-Speicherkatalysator, t_end_i = Endzeitpunkt für den i-ten NO_x-Speicherkatalysator, xO2 = Sauerstoffkonzentration, MF = Massenstrom des Abgases, MAF = Frischluftmassenstrom, EGR-Anteil = Massenstrom der Niederdruckabgasrückführung, c = Konstante für Umrechnung in erwünschte Einheit, z. B. [mmol/L] oder [g].
• Die Sauerstoffkonzentration xO2 kann aus dem zugehörigen Verbrennungsluftverhältnis λ ermittelt werden. xO2(λ_{i_auf} ) bedeutet also die Sauerstoffkonzentration stromaufwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators, ermittelt aus dem Verbrennungsluftverhältnis (λ_{i_auf} ), wobei λ_{i_auf} λ_{i-1_ab} entspricht. xO2(λ_{i_ab} ) bedeutet also die Sauerstoffkonzentration stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators, ermittelt aus dem Verbrennungsluftverhältnis (λ_{i_ab} ), wobei λ_{i_ab} λ_{i+1_auf} entspricht.
• Dabei können die Zeitpunkte t_start_i und t_end_i in der Weise bestimmt, dass t_start_i = λ_{i_auf} > 1 und t_end_i = λ_{i_ab} > 1 sind. Dies entspricht einem zweiten Schwellwert von eins.
• In einer Alternative kann der Zeitpunkt t_start_i auf den Zeitpunkt festgelegt werden, bei dem ein Ansteigen von λ_{i_auf} zu beobachten ist.
• In einer weiteren Alternative kann der Zeitpunkt t_end_i auf den Zeitpunkt festgelegt werden, bei dem λ_{i_ab} > (0,5-0,9)* λ_{i_auf} ist.
• In einer weiteren Alternative kann der Zeitpunkt t_end_i auf den Zeitpunkt festgelegt werden, bei dem λ_{i_ab} > 1 + (0 bis 5 Sekunden) ist.
• Die Erfindung bietet den Vorteil, dass ein einziger fetter Betrieb ausreichend ist, um mehrere NO_x-Speicherkatalysatoren hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit zu überprüfen. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch deutlich gesenkt werden.
• Darüber hinaus kann erreicht werden, dass die Überprüfung eines jeden NO_x-Speicherkatalysators mit einem Abgas identischer oder nahezu identischer Zusammensetzung erfolgt, da die Bestimmung der Sauerstoffaufnahmekapazität jeweils zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des zu überprüfenden NO_x-Speicherkatalysators den zweiten Schwellwert übersteigt.
• Das Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators kann mittels Steuerung des Verbrennungsmotors eingestellt werden. Ist im Verlauf des Verfahrens die Sauerstoffaufnahmekapazität des ersten NO_x-Speicherkatalysators erschöpft, so entspricht das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators bzw. stromaufwärts des nächsten NO_x-Speicherkatalysators wieder dem mittels der Motorsteuerung einstellbaren Verbrennungsluftverhältnis. Entsprechend werden vergleichbare Signale für die Änderung des Verbrennungsluftverhältnisses für alle NO_x-Speicherkatalysatoren erhalten. Dies stellt einen bedeutenden Vorteil gegenüber einer Funktionsfähigkeitsüberprüfung während eines fetten Betriebs dar, da hierbei deutlich unterschiedliche Signale, z. B. mit einem deutlich verzögerten Anstieg oder Abfall, für die einzelnen NO_x-Speicherkatalysatoren erhalten werden. Weiterhin würde eine Funktionsfähigkeitsprüfung im fetten Betrieb von weiteren z. T. unbekannten Faktoren beeinflusst werden, so z. B. der Frage, wieviel der gespeicherten Stickoxide konvertiert werden. Zudem ist die Qualität des Signals des Verbrennungsluftverhältnisses kleiner eins häufig unzureichend, da es durch entstehenden Wasserstoff beeinflusst wird.
• Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann vorgesehen sein, die Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators zu bestimmen, indem der zeitliche Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT_i ) und t_y(LNT_i+1 ) ausgewertet wird.
• Die Auswertung des zeitlichen Verlaufs stellt eine einfache Methode zur Auswertung der erhaltenen Messsignale dar. Eine Änderung des zeitlichen Verlaufs des Verbrennungsluftverhältnisses stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators und somit auch der Sauerstoffaufnahme dieses NO_x-Speicherkatalysators kann zur aussagekräftigen Beurteilung der Funktionsfähigkeit herangezogen werden, da nicht nur eine geringere Menge des aufgenommenen Sauerstoffs, sondern auch z. B. eine verzögerte Aufnahme der gleichen Sauerstoffmenge auf eine Verschlechterung der Funktionsfähigkeit hinweisen kann.
• Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators bestimmt werden, indem eine dem i-ten NO_x-Speicherkatalysator zugeführte Sauerstoffmenge, z. B. eine Sauerstoffmasse oder eine Sauerstoffstoffmenge, ermittelt und aus der zugeführten Sauerstoffmenge und der Differenz des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{i_ab} stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT_i) und t_y (LNT_i+1 ) eine aufgenommene Sauerstoffmenge des i-ten NO_x-Speicherkatalysators ermittelt wird.
• Mit anderen Worten wird die aufgenommene Sauerstoffmenge als Differenz zwischen der stromaufwärts und stromabwärts des zu untersuchenden NO_x-Speicherkatalysators im Abgasstrom enthaltenen Sauerstoffmenge ermittelt. Beispielsweise kann die dem i-ten NOx- zugeführte Sauerstoffmenge aus einem dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassenstrom und dem Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des i-ten NOx-Speicherkatalysators ermittelt werden.
• Dies hat den Vorteil einer besseren Vergleichbarkeit der erhaltenen Sauerstoffaufnahmekapazität, da eine tatsächlich aufgenommene Sauerstoffmenge ermittelt wird. Demgegenüber ist der zeitliche Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses stromabwärts des zu untersuchenden NO_x-Speicherkatalysators im Abgasstrom nur bei gleichem Abgasmassenstrom vergleichbar. Dies führt dazu, dass die Überprüfung der Funktionsfähigkeit nur bei einem bestimmten Betriebszustand des Verbrennungsmotors mit definiertem Abgasmengenstrom durchgeführt werden kann, während bei Berücksichtigung der tatsächlich zugeführten Sauerstoffmenge die Überprüfung der Funktionsfähigkeit nicht an einen bestimmten Betriebszustand des Verbrennungsmotors gebunden ist.
• Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der Verbrennungsmotor mit einem Verbrennungsluftverhältnis größer dem zweiten Verbrennungsluftverhältnis größer eins betrieben wird, sobald der Zeitpunkt t_y(LNT_n ) für den letzten NO_x-Speicherkatalysators erreicht ist.
• Mit anderen Worten wird zur Ermittlung der Sauerstoffaufnahmekapazität den NO_x-Speicherkatalysatoren zunächst nur ein geringfügig mageres Abgas zugeführt, bevor nach Abschluss der Überprüfung der Verbrennungsmotor in einem üblichen Magerbetrieb betrieben wird.
• Vorteilhaft kann durch die Verzögerung der Sauerstoffzufuhr ein besser aufgelöstes Messsignal für das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des zu untersuchenden NO_x-Speicherkatalysators erhalten werden und die Sauerstoffaufnahmekapazität genauer bestimmt werden.
• Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines zuvor beschriebenen Verfahrens weist mehrere in einem Abgasstrang eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors in Reihe angeordnete NO_x-Speicherkatalysatoren, stromabwärts eines jeden NO_x-Speicherkatalysatoren angeordnete Abgassensoren zur Ermittlung eines Verbrennungsluftverhältnisses eines den Abgasstrang durchströmenden Abgasstroms, Mittel zur Beaufschlagung des ersten NO_x-Speicherkatalysators mit einem Abgasstrom mit einem Verbrennungsluftverhältnis, Mittel zur Einstellung des Verbrennungsluftverhältnisses stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators in Abhängigkeit des Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators, z. B. in Form einer entsprechend ausgebildeten Steuereinheit, und Mittel zur Auswertung des Verbrennungsluftverhältnisses stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators zur Bestimmung einer Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators, z. B. in Form einer entsprechend ausgebildeten Auswerteeinheit, auf.
• Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Vorrichtung einen stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators angeordneten Abgassensor zur Ermittlung des Verbrennungsluftverhältnis des Abgasstroms aufweisen.
• Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Vorrichtung einen in einem Zuluftstrang des Verbrennungsmotors angeordneten Luftmassenmesser aufweisen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Ausführung des oben stehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. Insofern dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen entsprechender Ausführungsvarianten.
• Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine der zuvor beschriebenen Vorrichtungen auf.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen und der zugehörigen Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten beispielhaften Ausgestaltung;
• 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zweiten beispielhaften Ausgestaltung;
• 3 ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer beispielhaften Ausführung.
• In den im Folgenden erläuterten Beispielen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Beispiele bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
• In der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in einer ersten beispielhaften Ausgestaltung und in der 2 in einer zweiten beispielhaften Ausgestaltung schematisch dargestellt. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug eine solche Vorrichtung 10 aufweisen.
• Die Vorrichtung 10 weist einen Verbrennungsmotor 2 auf. Der Verbrennungsmotor 2 ist magerlauffähig, d. h. er kann mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben werden. In der Darstellung gemäß den 2 und 3 verfügt der Verbrennungsmotor 2 über vier Zylinder, jedoch kann auch eine andere Anzahl von Zylindern vorgesehen sein. Zur Versorgung des Verbrennungsmotors 2 mit Zuluft verfügt die Vorrichtung 10 über einen Zuluftstrang 5. In dem Zuluftstrang 5 ist ein Luftmassenmesser 6 zur Bestimmung der durch den Zuluftstrang 5 strömenden Luftmasse vorgesehen.
• Zum Ableiten eines im Betrieb des Verbrennungsmotors 2 entstehenden Abgases, welches einen Abgasstrom 3 bildet, weist die Vorrichtung 10 einen Abgasstrang 1 auf. In dem Abgasstrang 1 sind zwei NO_x-Speicherkatalysator LNT₁ , LNT₂ in Reihe angeordnet. Der Abgasstrom 3 durchströmt zunächst den ersten NO_x-Speicherkatalysator LNT₁ und anschließend den letzten NO_x-Speicherkatalysator LNT₂
• Stromabwärts eines jeden NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ , LNT₂ ist ein Abgassensor 4 im Abgasstrang 1 angeordnet. Die Abgassensoren 4 sind beispielsweise Lambda-Sonden. Die Abgassensoren 4 sind ausgebildet, einen Sauerstoffgehalt im Abgasstrom 3 zu ermitteln, sodass das Verbrennungsluftverhältnis λ bestimmt werden kann.
• Die Vorrichtung 1 verfügt im Ausführungsbeispiel über eine Abgasrückführung. In der in der 1 dargestellten Ausgestaltung weist die Vorrichtung 1 eine Hochdruckabgasrückführung 7 auf, die stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ aus dem Abgasstrang 1 abzweigt und in den Zuluftstrang 5 stromabwärts des Luftmassenmessers 6 mündet.
• In der in der 2 dargestellten Ausgestaltung weist die Vorrichtung 10 eine Niederdruckabgasrückführung 8 auf, die stromabwärts der beiden NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ , LNT₂ aus dem Abgasstrang 1 abzweigt und in den Zuluftstrang 5 stromabwärts des Luftmassenmessers 6 mündet. Optional kann die Niederdruckabgasrückführung 8 auch zwischen den beiden NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ , LNT₂ aus dem Abgasstrang 1 abzweigen.
• Die Vorrichtung 10 verfügt über eine Steuer- und Auswerteeinheit 9, die zumindest mit dem Luftmassenmesser 6, dem Verbrennungsmotor 2 und den Abgassensoren 4 signalleitend verbunden ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit 9 ist dazu ausgebildet, das Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ in Abhängigkeit des Verbrennungsluftverhältnis λ_{n_ab} stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators LNT₂ einzustellen und das Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_ab} stromabwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahmekapazität des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ sowie das Verbrennungsluftverhältnis λ_{2_ab} stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators LNT₂ zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahmekapazität des letzten NO_x-Speicherkatalysators LNT₂ auszuwerten.
• Optional kann stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ einen weiterer Abgassensor 4 (nicht dargestellt) zur Ermittlung des Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} des Abgasstroms 3 vorgesehen sein.
• 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses λ eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei zwei NO_x-Speicherkatalysatoren LNT₁ , LNT₂ in Reihe hintereinander im Abgasstrang 1 angeordnet sind. Dieses Verfahren kann beispielsweise mittels einer der beispielhaft beschriebenen Vorrichtung 10 gemäß den 1 oder 2 ausgeführt werden.
• Ausgangspunkt des Verfahrens stellt ein Abgasstrom 1 mit einem Verbrennungsluftverhältnis λ größer 1 dar, wie es z. B. bei einem mageren Betrieb des Verbrennungsmotors 2 resultieren kann. Davon ausgehend wird der erste NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ mit einem Abgasstrom 3 mit einem ersten Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} kleiner eins beaufschlagt. Mit anderen Worten kann stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ ein Abfall des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{1_auf} auf einen Wert kleiner eins detektiert werden.
• Anschließend wird der Zeitpunkts t_x ermittelt, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis λ_{2_ab} stromabwärts des letzten (zweiten) NO_x-Speicherkatalysators LNT₂ einem ersten Schwellwert S₁ entspricht. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Schwellwert S₁ um das erste Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} des beaufschlagten Abgasstroms. Der Zeitpunkt t_x entspricht also dem Zeitpunkt, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis λ_{2_ab} das Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} erreicht. Alternativ kann als Zeitpunkt t_x auch der Zeitpunkt festgelegt werden, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis λ_{2_ab} kleiner eins ist oder einen Schwellwert S₁ kleiner eins unterschreitet. Entscheidend ist, dass Bedingungen erreicht werden, bei denen von einem möglichst vollständigen Verbrauch des gespeicherten Sauerstoffs ausgegangen werden kann, um eine Verfälschung der Messergebnisse bei der Bestimmung der Sauerstoffaufnahmekapazität zu vermeiden.
• Sobald der Zeitpunkt t_x erreicht ist, wird der erste NO_x-Speicherkatalysator LNT₁ mit einem Abgasstrom 3 mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} größer eins beaufschlagt. Mit anderen Worten kann nun stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ ein Anstieg des Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} auf einen Wert größer eins detektiert werden.
• Nun werden die Zeitpunkte t_y(LNT₁ ) und t_y(LNT₂ ) ermittelt, zu denen das Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysator LNT₁ bzw. das Verbrennungsluftverhältnis λ_{2_auf} stromaufwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysator LNT₂ einen zweiten Schwellwert S₂ übersteigt. Im Ausführungsbeispiel entspricht der Schwellwert S₂ einem Verbrennungsluftverhältnis A = 1. Mit anderen Worten wird der Zeitpunkt des Sauerstoffdurchbruchs durch jeden der beiden NO_x-Speicherkatalysatoren LNT_1, LNT₂ ermittelt.
• Schließlich werden die Sauerstoffaufnahmekapazitäten der NO_x-Speicherkatalysatoren LNT₁ , LNT₂ bestimmt, um eine Aussage über deren Funktionsfähigkeit erhalten zu können, z. B. indem die bestimmte Sauerstoffaufnahmekapazität mit der Sauerstoffaufnahmekapazität eines neuen NO_x-Speicherkatalysators verglichen wird.
• Zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahmekapazität des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ wird das Verbrennungsluftverhältnisses λ_{1_ab} stromabwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT₁ ) und t_y(LNT₂ ) ausgewertet.
• Zur Bestimmung der Sauerstoffaufnahmekapazität des letzten NO_x-Speicherkatalysators LNT₂ wird das Verbrennungsluftverhältnisses λ_{2_ab} stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators LNT₂ zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT₂ ) und t_y(LNT₃) ausgewertet, wobei der Zeitpunkt t_y(LNT₃ ) der Zeitpunkt ist, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis λ_{2_ab} stromabwärts des letzten NOx-Speicherkatalysators LNT₂ den zweiten Schwellwert S2 übersteigt, d. h. der Zeitpunkt, zudem das Verbrennungsluftverhältnis λ_{2_ab} stromabwärts des letzten NOx-Speicherkatalysators LNT₂ gleich eins ist.
• Für beide NO_x-Speicherkatalysatoren LNT₁ , LNT₂ kann deren Sauerstoffaufnahmekapazität beispielsweise durch eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Verbrennungsluftverhältnisse λ_{1_ab} bzw. λ_{2_ab} zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT₁ ) und t_y(LNT₂ ) bzw. zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT₂ ) und t_y(LNT₃ ) bestimmt werden.
• Alternativ kann für beide NO_x-Speicherkatalysatoren LNT₁ , LNT₂ die jeweils zugeführte Sauerstoffmenge ermittelt und aus der zugeführten Sauerstoffmenge und der Differenz des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{1_ab} bzw. λ_{2_ab} zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT₁ ) und t_y(LNT₂ ) bzw. zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT₂ ) und t_y(LNT₃ ) die jeweils aufgenommene Sauerstoffmenge des ersten bzw. letzten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ , LNT₂ ermittelt werden.
• Die dem ersten bzw. letzten NO_x-Speicherkatalysators LNT₁ , LNT₂ zugeführte Sauerstoffmenge kann aus dem dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassenstrom und dem Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} bzw. λ_{2_auf} ermittelt werden.
• Bezugszeichenliste

1

Abgasstrang

2

Verbrennungsmotor

3

Abgasstrom

4

Abgassensor

5

Zuluftstrang

6

Luftmassenmesser

7

Hochdruckabgasrückführung

8

Niederdruckabgasrückführung

9

Steuer- und Auswerteeinheit

10

Vorrichtung

LNT₁, LNT₂, ..., LNT_n

erster, zweiter, ..., letzter NO_x-Speicherkatalysator

λ

Verbrennungsluftverhältnis

λ_{1_ab}, λ_{2_ab}, ..., λ_{n_ab}

Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des ersten, zweiten, ..., letzten NO_x-Speicherkatalysators

λ_{1_auf}, λ_{2_auf},..., λ_{n_auf}

Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des ersten, zweiten, ..., letzten NO_x-Speicherkatalysators

λ_{i_ab}

Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators

λ_{i_auf}

Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators

t

Zeit

t_x

Zeitpunkt, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators einem ersten Schwellwert entspricht

t_y(LNT_i)

Zeitpunkt, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis stromaufwärts des i-ten NOx-Speicherkatalysators einem zweiten Schwellwert S2 entspricht,

S₁

erster Schwellwert

S₂

zweiter Schwellwert

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102012218728 A1 [0006]
• DE 102016200155 A1 [0007]
• DE 102015206838 A1 [0012]

Claims (12)

1. Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von mehreren in einem Abgasstrang (1) eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors (2) in Reihe angeordneten NO_x-Speicherkatalysatoren (LNT₁, LNT₂, ..., LNT_n), wobei die NO_x-Speicherkatalysatoren (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) mit einem Abgasstrom (3) mit einem zeitlich veränderlichen Verbrennungsluftverhältnis λ beaufschlagt werden und der Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{1_ab}, λ_{2_ab},..., λ_{n_ab} stromabwärts eines jeden NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) bestimmt wird, wobei folgende Schritte nacheinander durchgeführt werden: - Beaufschlagen des in Abgasströmungsrichtung betrachtet ersten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁) mit einem Abgasstrom (3) mit einem ersten Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} kleiner eins, - Ermitteln des Zeitpunkts t_x, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis λ_{n_ab} stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_n) einem ersten Schwellwert S₁ entspricht, - Beaufschlagen des ersten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁) mit einem Abgasstrom (3) mit einem zweiten Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} größer eins, sobald der Zeitpunkt t_x erreicht ist, - Ermitteln der Zeitpunkte t_y(LNT₁, LNT₂,..., LNT_n), zu denen das Verbrennungsluftverhältnis λ_{i_auf} stromaufwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_i mit 1 ≤ i ≤ n) einen zweiten Schwellwert S₂ übersteigt, - Bestimmen von Sauerstoffaufnahmekapazitäten der NO_x-Speicherkatalysatoren (LNT₁, LNT₂, ..., LNT_n), wobei die Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_i mit 1 ≤ i ≤ n) mittels Auswerten des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{i_ab} stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_i mit 1 ≤ i ≤ n) zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT_i) und t_y(LNT_i+1) bestimmt wird, wobei der Zeitpunkt t_y(LNT_i+1) des letzten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_n) der Zeitpunkt ist, zu dem das Verbrennungsluftverhältnis λ_{n_ab} stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_n) den zweiten Schwellwert S₂ übersteigt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) bestimmt wird, indem der zeitliche Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{i_ab} stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT_i) und t_y(LNT_i+1) ausgewertet wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) bestimmt wird, indem eine dem i-ten NO_x-Speicherkatalysator (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) zugeführte Sauerstoffmenge ermittelt und aus der zugeführten Sauerstoffmenge und der Differenz des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{i_ab} stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) zwischen den Zeitpunkten t_y(LNT_i) und t_y(LNT_i+1) eine aufgenommene Sauerstoffmenge des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die dem i-ten NO_x-Speicherkatalysator (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) zugeführte Sauerstoffmenge aus einem dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassenstrom und dem Verbrennungsluftverhältnis λ_{i_auf} stromaufwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Schwellwert S₁ dem ersten Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} des beaufschlagten Abgasstroms entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Schwellwert S₂ eins ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die NO_x-Speicherkatalysatoren (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) mit dem Abgasstrom (3) mit dem ersten Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} kleiner eins beaufschlagt werden, falls eine Regeneration der NO_x-Speicherkatalysatoren (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) erforderlich ist.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verbrennungsmotor (2) mit einem Verbrennungsluftverhältnis λ_M größer dem zweiten Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} größer eins betrieben wird, sobald der Zeitpunkt t_y(LNT_n) für den letzten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_n) erreicht ist.
9. Vorrichtung (10) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweisend: - mehrere in einem Abgasstrang (13) eines magerlauffähigen Verbrennungsmotors (2) in Reihe angeordnete NO_x-Speicherkatalysatoren (LNT_1, LNT₂, ..., LNT_n), - stromabwärts eines jeden NO_x-Speicherkatalysatoren (LNT₁, LNT₂, ..., LNT_n) angeordnete Abgassensoren (4) zur Ermittlung eines Verbrennungsluftverhältnisses λ_{1_ab}, λ_{2_ab},..., λ_{n_ab} eines den Abgasstrang (1) durchströmenden Abgasstroms (3), - Mittel zur Beaufschlagung des ersten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁) mit einem Abgasstrom (3) mit einem Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf}, - Mittel zur Einstellung des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{1_auf} stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁) in Abhängigkeit des Verbrennungsluftverhältnis λ_{n_ab} stromabwärts des letzten NO_x-Speicherkatalysators (LNT_n) und - Mittel zur Auswertung des Verbrennungsluftverhältnisses λ_{i_ab} stromabwärts des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n) zur Bestimmung einer Sauerstoffaufnahmekapazität des i-ten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁, LNT₂,..., LNT_n).
10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, weiterhin aufweisend: - einen stromaufwärts des ersten NO_x-Speicherkatalysators (LNT₁) angeordneten Abgassensor (4) zur Ermittlung des Verbrennungsluftverhältnis λ_{1_auf} des Abgasstroms (3).
11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, weiterhin aufweisend: - einen in einem Zuluftstrang (5) des Verbrennungsmotors (2) angeordneten Luftmassenmesser (6).
12. Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11.

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