DE102018205452B4 - Method and arrangement for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines im Abgasstrang (6) eines einen Teil eines Antriebsstrangs (3) bildenden Verbrennungsmotors (5) angeordneten LNT-Katalysators (2), aufweisend die folgenden Schritte:- Entkoppeln des Verbrennungsmotors (5) vom restlichen Antriebsstrang (3),- Sicherstellen einer Kopplung des Verbrennungsmotors (5) mit einer Elektromaschine (8), die zum Antreiben des Verbrennungsmotors (5) ausgebildet ist,- Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators (2),- Vergleichen der Temperatur des LNT-Katalysators (2) mit einer Mindesttemperatur und einer Maximaltemperatur,- falls die Temperatur des LNT-Katalysators (2) zwischen der Mindesttemperatur und der Maximaltemperatur liegt, Ausbilden von stabilen Betriebsbedingungen mittelso Antreiben des Verbrennungsmotors (5) mit einer Motordrehzahl bis zum Erreichen einer Sollmotordrehzahl mittels der Elektromaschine (8),o Konstanthalten der Motordrehzahl bei der Sollmotordrehzahl mittels der Elektromaschine (8),o Durchführen eines Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor (5) bis ein Motordrehmoment des Verbrennungsmotors (5) ein Sollmotordrehmoment erreicht undo Konstanthalten des Motordrehmoments bei dem Sollmotordrehmoment.Method for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter (2) arranged in the exhaust line (6) of an internal combustion engine (5) forming part of a drive train (3), comprising the following steps: - decoupling the internal combustion engine (5) from remaining drive train (3), - ensuring a coupling of the internal combustion engine (5) with an electric machine (8), which is designed to drive the internal combustion engine (5), - determining the temperature of the LNT catalyst (2), - comparing the temperature of the LNT catalyst (2) with a minimum temperature and a maximum temperature, - if the temperature of the LNT catalyst (2) is between the minimum temperature and the maximum temperature, formation of stable operating conditions by means of driving the internal combustion engine (5) at an engine speed until reaching one Target motor speed by means of the electric machine (8), o keeping the motor speed constant at de r target engine speed by means of the electric machine (8), o performing a combustion process in the internal combustion engine (5) until an engine torque of the internal combustion engine (5) reaches a target engine torque and o keeping the engine torque constant at the target engine torque.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Steuer- und Verarbeitungseinheit und eine Anordnung zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LNT-Katalysators sowie ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method, a control and processing unit and an arrangement for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter and a motor vehicle.

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.Exhaust gas aftertreatment devices are used to treat combustion gases (exhaust gases) after they have left the combustion chamber or the combustion chamber of an internal combustion engine, for example an internal combustion engine driving a motor vehicle. The treatment is usually carried out physically and chemically, sometimes using catalysts to influence chemical reactions.

Beispielsweise können in einem mageren Abgas (λ > 1) enthaltene schädliche Stickoxide (NOx) gemäß einem verbreiteten Verfahren zunächst in sogenannten LNT-Katalysatoren (Lean NOx Trap), auch als NOx-Speicherkatalysatoren bezeichnet, zwischengespeichert und anschließend periodisch reduziert werden, indem z. B. der Verbrennungsmotor mit einem unterstöchiometrischen, d. h. fetten, Luft-Kraftstoff-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.For example, harmful nitrogen oxides (NO x ) contained in a lean exhaust gas (λ> 1) can be temporarily stored in a so-called LNT catalytic converter (Lean NO x trap), also referred to as NO x storage catalytic converters, and then periodically reduced, according to a common process. by z. B. the internal combustion engine is operated with a substoichiometric, ie rich, air-fuel mixture (λ <1), so that the exhaust gas with reducing products having incompletely burned hydrocarbons, eg. B. carbon monoxide is enriched. An enrichment of the exhaust gas can also be done by post-injection of fuel, e.g. B. in a cylinder of the internal combustion engine or directly into the exhaust line.

Die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators nimmt jedoch mit zunehmender Betriebsdauer ab, was unter anderem auf eine Kontamination des LNT-Katalysators mit im Abgas enthaltenem Schwefel sowie auf thermische Alterung in Folge hoher Temperaturen, wie sie beispielweise bei einer regelmäßig vorzunehmenden Partikelfilterregeneration oder Entschwefelung auftreten, zurückzuführen ist. Ist die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators nicht mehr ausreichend gegeben, werden Stickoxide nicht mehr ausreichend aus dem Abgas entfernt und stattdessen in die Umgebung freigesetzt. Zudem können stromabwärts des LNT-Katalysators angeordnete weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen durch die Stickoxide beeinträchtigt werden.However, the functionality of the LNT catalyst decreases with increasing operating time, which can be attributed, among other things, to contamination of the LNT catalyst with sulfur contained in the exhaust gas and to thermal aging as a result of high temperatures, such as occur, for example, when a particle filter is regularly regenerated or desulfurized is. If the functionality of the LNT catalyst is no longer sufficient, nitrogen oxides are no longer sufficiently removed from the exhaust gas and are instead released into the environment. In addition, further exhaust gas aftertreatment devices arranged downstream of the LNT catalytic converter can be adversely affected by the nitrogen oxides.

Es ist daher notwendig, die Funktionsfähigkeit eines im Abgassystem vorgesehenen LNT-Katalysators regelmäßig zu überprüfen, d. h. zu überwachen.It is therefore necessary to regularly check the functionality of an LNT catalytic converter provided in the exhaust system. H. to monitor.

Die meisten Überwachungsmethoden benutzen eine direkte oder indirekte Evaluierung der Sauerstoffspeicherkapazität während einer Regeneration unter fetten Bedingungen, da mit zunehmender Alterung die Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators abnimmt. Hierfür können Messdaten von stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators angeordneten Lambdasensoren genutzt werden. Das Ergebnis einer solchen Evaluierung wird mit einem Grenzwert oder bekannten Messdaten verglichen, um auf einen Alterungszustand des LNT-Katalysators zu schließen und darüber zu entscheiden, ob eine Wartung, Reparatur etc. des LNT-Katalysators erforderlich ist.Most monitoring methods use a direct or indirect evaluation of the oxygen storage capacity during regeneration under rich conditions, since the oxygen storage capacity of the LNT catalyst decreases with increasing aging. Measurement data from lambda sensors arranged upstream and downstream of the LNT catalytic converter can be used for this. The result of such an evaluation is compared with a limit value or known measurement data in order to infer an aging condition of the LNT catalyst and to decide whether maintenance, repair, etc. of the LNT catalyst is required.

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 LNT-Katalysators, beruht. Um den Alterungszustand des LNT-Katalysators zu ermitteln, wird der Verbrennungsmotor für einen kurzen Zeitraum mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben und der zeitliche Verlauf des Signals einer stromabwärts des LNT-Katalysators angeordneten Lambdasonde ausgewertet. Dieses Verfahren erfordert ein gut kontrollierbares, d. h. ein gering schwankendes, stabiles, Lambdasignal stromaufwärts des zu überwachenden LNT-Katalysators.From the DE 10 2012 218 728 A1 a monitoring method is known which is based on the determination of a reducing agent slip, ie on a change in the reducing agent concentration downstream of the LNT catalytic converter. In order to determine the aging state of the LNT catalytic converter, the internal combustion engine is operated with a rich air / fuel mixture for a short period of time and the time profile of the signal of a lambda probe arranged downstream of the LNT catalytic converter is evaluated. This method requires an easily controllable, ie a slightly fluctuating, stable, lambda signal upstream of the LNT catalyst to be monitored.

Das in der DE 10 2016 200 155 A1 offenbarte Überwachungsverfahren nutzt die Tatsache, dass neben Stickoxiden auch Sauerstoff im LNT-Katalysator gespeichert wird, der während eines Betriebs mit einem fetten Luft-Kraftstoff-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 Luft-Kraftstoff-Gemisch zu einem Betreib mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch. Anhand der Menge des gespeicherten Sauerstoffs oder des mit der Sauerstoffspeicherung korrelierenden Verlaufs eines Signals einer stromabwärts des LNT-Katalysators angeordneten Lambdasonde können Rückschlüsse auf den Alterungszustand des LNT-Katalysators gezogen werden.That in the DE 10 2016 200 155 A1 The monitoring method disclosed uses the fact that, in addition to nitrogen oxides, oxygen is also stored in the LNT catalytic converter, which also reacts with the incompletely burned hydrocarbons contained therein during operation with a rich air / fuel mixture. Oxygen is stored, in particular, directly after switching from operation with a rich air / fuel mixture to operation with a lean air / fuel mixture. Based on the amount of oxygen stored or the course of a signal of a lambda probe arranged downstream of the LNT catalytic converter which correlates with the oxygen storage, conclusions can be drawn about the aging condition of the LNT catalytic converter.

Die DE 10 2011 001 045 A1 offenbart ein Verfahren zur Diagnose von Abgassonden und/oder Katalysatoren, wobei die Diagnose während des Segelbetriebs, d.h. bei entkoppeltem Verbrennungsmotor durchgeführt wird.The DE 10 2011 001 045 A1 discloses a method for diagnosing exhaust gas probes and / or catalytic converters, the diagnosis being carried out during sailing operation, ie when the internal combustion engine is decoupled.

Aus der DE 10 2015 200 769 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage mit einem NOx-Speicherkatalysator in einem hybridelektrischen Kraftfahrzeug bekannt. Hierbei wird der Verbrennungsmotor in einem konstanten Lastpunkt betrieben. Der Verbrennungsmotor und der Elektromotor werden gemeinsam genutzt, um ein angefordertes Raddrehmoment bereitzustellen. Weicht das vom Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment vom angeforderten Raddrehmoment ab, da der Verbrennungsmotor zur Erreichung eines Wertebereichs von Betriebsparametern des NOx-Speicher-katalysators betrieben wird, gleicht der Elektromotor diese Differenz aus. Mit anderen Worten ist der Verbrennungsmotor während der Überwachung des NOx-Speicherkatalysators mit dem Antriebsstrang gekoppelt und erzeugt ein Drehmoment, welches an die Räder übertragen wird.From the DE 10 2015 200 769 A1 a method for monitoring an exhaust gas aftertreatment system with a NO x storage catalytic converter in a hybrid electric motor vehicle is known. Here, the internal combustion engine is operated at a constant load point. The internal combustion engine and the electric motor are used together to provide a requested wheel torque. The torque generated by the internal combustion engine deviates from the requested wheel torque because the internal combustion engine is reached a value range of operating parameters of the NO x storage catalytic converter is operated, the electric motor compensates for this difference. In other words, the internal combustion engine is coupled to the drive train during the monitoring of the NO x storage catalytic converter and generates a torque which is transmitted to the wheels.

Die DE 10 2017 201 643 A1 offenbart ein Verfahren zum Durchführen einer Referenzmessung an einem in einem Ansaugtrakt oder einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Hybridelektroantriebs eines Kraftfahrzeugs angeordneten Gassensors. Es ist vorgesehen, den Verbrennungsmotor während der Referenzmessung vom restlichen Antriebsstrang zu entkoppeln und mittels eines Elektromotors des Hybridelektroantriebs anzutreiben. Die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors ist dabei unterbrochen.The DE 10 2017 201 643 A1 discloses a method for performing a reference measurement on a gas sensor arranged in an intake tract or an exhaust tract of an internal combustion engine of a hybrid electric drive of a motor vehicle. It is provided to decouple the internal combustion engine from the rest of the drive train during the reference measurement and to drive it by means of an electric motor of the hybrid electric drive. The fuel supply to the internal combustion engine is interrupted.

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 LNT-Katalysators vorgeben. Da das Verhalten eines LNT-Katalysators 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 LNT-Katalysators, so dass die erforderliche Häufigkeit der Überprüfung oftmals nicht gewährleistet werden kann.All monitoring procedures have in common that they must comply with the prescribed monitoring procedures (In-Use Performance Requirements, IUPR), which may a. specify a frequency of checking the functionality of the LNT catalytic converter. Since the behavior of an LNT catalyst depends to a large extent on its temperature, the known monitoring methods only provide reliable information about the functionality of the LNT catalyst in a relatively narrow temperature range, so that the required frequency of the check can often not be guaranteed.

Die Analyse der Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators erfolgt üblicherweise unter normalen Betriebsbedingungen, z. B. während eines normalen Fahrbetriebs eines Fahrzeugs, wenn eine Regeneration des LNT-Katalysators mittels eines fetten Abgases angefordert wird. Um die erforderliche Genauigkeit zu erreichen ist jedoch eine gewisse Stabilität des Lambdasignals stromaufwärts des LNT-Katalysators während der Analyse der Sauerstoffspeicherkapazität erforderlich.The analysis of the oxygen storage capacity of the LNT catalyst is usually carried out under normal operating conditions, e.g. B. during normal driving of a vehicle when regeneration of the LNT catalyst is requested using a rich exhaust gas. In order to achieve the required accuracy, however, a certain stability of the lambda signal upstream of the LNT catalytic converter is required during the analysis of the oxygen storage capacity.

Da die Bedingungen bei den meisten Regenerationsvorgängen jedoch nicht ausreichend stabil sind, kann die Sauerstoffspeicherkapazität oftmals nicht mit der erforderlichen Häufigkeit analysiert werden. Darüber hinaus sind die Ergebnisse der Analyse der Sauerstoffspeicherkapazität stark von weiteren Einflussfaktoren, wie z. B. der Temperatur und der Raumgeschwindigkeit, abhängig.However, since the conditions in most regeneration processes are not sufficiently stable, the oxygen storage capacity can often not be analyzed with the required frequency. In addition, the results of the analysis of the oxygen storage capacity are strongly influenced by other factors, such as B. the temperature and space velocity, depending.

Außerdem ist bekannt, eine elektrisch betätigte Kupplung in einem Fahrzeug vorzusehen, um den Verbrennungsmotor von den Rädern zu trennen, z. B. während Phasen eines Segelbetriebs (sog. coasting). Dadurch kann der Widerstand im Segelbetrieb reduziert werden, da ein Mitschleppen des Verbrennungsmotors vermieden wird, wodurch Kraftstoff eingespart werden kann. Während des Segelbetriebs kann der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben oder abgeschaltet werden.It is also known to provide an electrically operated clutch in a vehicle to separate the internal combustion engine from the wheels, e.g. B. during phases of a sailing operation (so-called coasting). As a result, the resistance in sailing operation can be reduced since entrainment of the internal combustion engine is avoided, which can save fuel. During the sailing operation, the internal combustion engine can be operated at idle or switched off.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ist es daher, Möglichkeiten anzugeben, mit denen die Funktionsfähigkeit eines LNT-Katalysators mit ausreichender Häufigkeit und Genauigkeit geprüft werden kann.The object of the present invention is therefore to specify possibilities with which the functionality of an LNT catalyst can be checked with sufficient frequency and accuracy.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Grundgedanke der Erfindung ist es, den Verbrennungsmotor zumindest auch mittels einer Elektromaschine anzutreiben, um stabile Betriebsbedingungen bereitzustellen, unter denen dann eine Analyse der Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators stattfinden kann. Beispielsweise kann die Elektromaschine eines Hybridelektrokraftfahrzeugs genutzt werden, um stabile Betriebsbedingungen während der Analyse der Sauerstoffspeicherkapazität bereitzustellen und aufrecht zu erhalten. Hierbei kann die Elektromaschine genutzt werden, um eine konstante Drehzahl und ein konstantes Drehmoment des Verbrennungsmotors aufrecht zu erhalten.The basic idea of the invention is to drive the internal combustion engine at least by means of an electric machine in order to provide stable operating conditions under which an analysis of the oxygen storage capacity of the LNT catalyst can then take place. For example, the electric machine of a hybrid electric motor vehicle can be used to provide and maintain stable operating conditions during the analysis of the oxygen storage capacity. Here, the electric machine can be used to maintain a constant speed and a constant torque of the internal combustion engine.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines im Abgasstrang eines einen Teil eines Antriebsstrangs bildenden Verbrennungsmotors angeordneten LNT-Katalysators weist die folgenden Schritte auf: Entkoppeln des Verbrennungsmotors vom restlichen Antriebsstrang, Sicherstellen einer Kopplung des Verbrennungsmotors mit einer Elektromaschine, die zum Antreiben des Verbrennungsmotors ausgebildet ist, Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators und Vergleichen der Temperatur des LNT-Katalysators mit einer Mindesttemperatur und einer Maximaltemperatur.A method according to the invention for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter arranged in the exhaust line of an internal combustion engine forming part of a drive train has the following steps: decoupling the internal combustion engine from the rest of the drive train, ensuring coupling of the internal combustion engine with an electric machine, which is used for Driving the internal combustion engine is formed, determining the temperature of the LNT catalyst and comparing the temperature of the LNT catalyst with a minimum temperature and a maximum temperature.

Unter einem Verbrennungsmotor, teilweise auch als Brennkraftmaschine bezeichnet, ist eine Verbrennungskraftmaschine zur Umwandlung von im Kraftstoff enthaltener chemischer Energie in mechanische Arbeit zu verstehen. Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise als selbstzündender oder fremdgezündeter Verbrennungsmotor ausgebildet sein. Als Kraftstoff kann beispielsweise Motorbenzin oder Diesel genutzt werden. Angegebene Strömungsrichtungen beziehen sich auf die Strömungsrichtung des Abgasstroms vom Verbrennungsmotor in Richtung Auspuff.An internal combustion engine, sometimes also referred to as an internal combustion engine, is to be understood as an internal combustion engine for converting chemical energy contained in the fuel into mechanical work. The internal combustion engine can be designed, for example, as a self-igniting or spark-ignited internal combustion engine. For example, motor gasoline or diesel can be used as fuel. Stated flow directions relate to the flow direction of the exhaust gas flow from the internal combustion engine in the direction of the exhaust.

Der Abgasstrang wird durch eine Abgasleitung gebildet, die vom Abgasstrom durchströmt wird und in der Katalysatoren und Sensoren angeordnet sind, so dass die Katalysatoren ebenfalls vom Abgasstrom durchströmt werden können und die Eigenschaften des Abgasstroms, z. B. dessen Zusammensetzung, Temperatur etc., mittels der Sensoren bestimmt werden kann. Angegebene Strömungsrichtungen beziehen sich auf die Strömungsrichtung des Abgasstroms vom Verbrennungsmotor in Richtung Auspuff.The exhaust gas line is formed by an exhaust gas line through which the exhaust gas flow flows and in the catalysts and sensors are arranged so that the catalysts can also flow through the exhaust gas flow and the properties of the exhaust gas flow, for. B. its composition, temperature, etc., can be determined by means of the sensors. Stated flow directions relate to the flow direction of the exhaust gas flow from the internal combustion engine in the direction of the exhaust.

Der Verbrennungsmotor kann mittels einer Kupplung vom restlichen Antriebsstrang, also z. B. den Rädern, getrennt werden. Die Kupplung kann bevorzugt als elektrisch betätigte Kupplung ausgebildet sein.The internal combustion engine can by means of a clutch from the remaining drive train, that is, for. B. the wheels can be separated. The clutch can preferably be designed as an electrically operated clutch.

Bei der Elektromaschine kann es sich beispielsweise um die Elektromaschine eines Hybridelektroantriebsstrangs, z. B. eines Hybridelektrokraftfahrzeugs, handeln. Die Elektromaschine kann an unterschiedlichen Positionen des Hybridelektroantriebsstrangs vorgesehen sein, z. B. an der P0-Position, z. B. als sog. belt integrated starter generator, BISG, an der P1-Position, z. B. als sog. crank integrated starter generator, CISG oder an der P2-Position.The electric machine may, for example, be the electric machine of a hybrid electric drive train, e.g. B. a hybrid electric motor vehicle. The electric machine can be provided at different positions of the hybrid electric drive train, e.g. B. at the P0 position, e.g. B. as a so-called belt integrated starter generator, BISG, at the P1 position, e.g. B. as a so-called crank integrated starter generator, CISG or at the P2 position.

Im Falle einer Anordnung der Elektromaschine in der P2-Position können beide Kupplungen, d. h. die Kupplung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromaschine sowie die Kupplung zwischen Elektromaschine und Getriebe als elektrisch betätigte Kupplungen ausgebildet sein. Hierbei wird die Kupplung zwischen Elektromaschine und Getriebe während des Segelbetriebs geöffnet, d. h. der Verbrennungsmotor wird durch Öffnen der Kupplung zwischen Elektromaschine und Getriebe vom restlichen Antriebsstrang getrennt, während die Kupplung zwischen Elektromaschine und Verbrennungsmotor geschlossen ist oder wird, um die Kopplung des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine sicher zu stellen.If the electric machine is arranged in the P2 position, both clutches, i. H. the clutch between the internal combustion engine and the electric machine and the clutch between the electric machine and the transmission can be designed as electrically operated clutches. Here, the clutch between the electric machine and the transmission is opened during the sailing operation, i. H. the internal combustion engine is separated from the rest of the drive train by opening the clutch between the electric machine and the transmission, while the clutch between the electric machine and the internal combustion engine is or will be closed in order to ensure the coupling of the internal combustion engine to the electric machine.

Sicherstellen einer Kopplung des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine bedeutet, dass Verbrennungsmotor und Elektromaschine in einem gekoppelten Zustand belassen werden, d. h. trieblich miteinander verbunden sind, oder, falls dies nicht der Fall ist, miteinander gekoppelt werden, beispielsweise ebenfalls mittels einer Kupplung, bevorzugt einer elektrisch betätigten Kupplung. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine stets miteinander gekoppelt sind, z. B. in einem Hybridelektroantriebsstrang der P0 oder P1 Konfiguration. Hierbei wird der Verfahrensschritt „Sicherstellen einer Kopplung des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine“ bereits durch die Bereitstellung eines entsprechend ausgebildeten Antriebsstrangs erfüllt.Ensuring a coupling of the internal combustion engine to the electric machine means that the internal combustion engine and the electric machine are left in a coupled state, i. H. are operatively connected to one another, or, if this is not the case, are coupled to one another, for example likewise by means of a clutch, preferably an electrically operated clutch. There is also the possibility that the internal combustion engine and the electric machine are always coupled to each other, e.g. B. in a hybrid electric powertrain of the P0 or P1 configuration. In this case, the procedural step “ensuring a coupling of the internal combustion engine to the electric machine” is already fulfilled by providing an appropriately designed drive train.

Das Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators kann z. B. mittels eines Temperatursensors erfolgen. Dieser kann im Abgasstrang, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts des LNT-Katalysators, angeordnet sein und die Temperatur des Abgasstroms ermitteln. Anhand der Temperatur des Abgasstroms kann dann die Temperatur des LNT-Katalysators abgeleitet werden. Alternativ kann die Temperatur des LNT-Katalysators direkt bestimmt werden, z. B. mittels eines im LNT-Katalysator angeordneten Temperatursensors.Determining the temperature of the LNT catalyst can e.g. B. done by means of a temperature sensor. This can be arranged in the exhaust line, for example immediately upstream of the LNT catalytic converter, and can determine the temperature of the exhaust stream. The temperature of the LNT catalytic converter can then be derived from the temperature of the exhaust gas stream. Alternatively, the temperature of the LNT catalyst can be determined directly, e.g. B. by means of a temperature sensor arranged in the LNT catalyst.

Die Temperatur des LNT-Katalysators wird anschließend mit einer Mindest- und einer Maximaltemperatur verglichen. Die Mindest- und Maximaltemperatur können so festgelegt sein oder werden, dass im Temperaturbereich zwischen der Mindest- und der Maximaltemperatur eine Analyse der Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators durchgeführt werden kann. Die Mindesttemperatur kann beispielsweise 250 °C, die Maximaltemperatur beispielsweise 500 °C betragen.The temperature of the LNT catalyst is then compared with a minimum and a maximum temperature. The minimum and maximum temperature can be set in such a way that an analysis of the oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter can be carried out in the temperature range between the minimum and the maximum temperature. The minimum temperature can be, for example, 250 ° C, the maximum temperature, for example, 500 ° C.

Falls die Temperatur des LNT-Katalysators zwischen der Mindesttemperatur und der Maximaltemperatur liegt, werden in einem nächsten Verfahrensschritt stabile Betriebsbedingungen ausgebildet.If the temperature of the LNT catalyst is between the minimum temperature and the maximum temperature, stable operating conditions are formed in a next process step.

Hierfür wird der Verbrennungsmotor mittels der Elektromaschine angetrieben, bis die Motordrehzahl eine Sollmotordrehzahl erreicht. Anschließend wird diese Motordrehzahl bei der Sollmotordrehzahl mittels der Elektromaschine konstant gehalten. Bevorzugt liegt die Sollmotordrehzahl in einem Bereich zwischen 1500 und 2000 rpm. Das Sollmotordrehmoment sollte so gewählt werden, dass eine stabile Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses möglich ist.For this purpose, the internal combustion engine is driven by the electric machine until the engine speed reaches a target engine speed. This motor speed is then kept constant at the target motor speed by means of the electric machine. The setpoint engine speed is preferably in a range between 1500 and 2000 rpm. The setpoint engine torque should be selected so that stable control of the combustion air ratio is possible.

Außerdem wird im Verbrennungsmotor ein Verbrennungsvorgang durchgeführt, um das Motordrehmoment zu erhöhen bis ein Sollmotordrehmoment erreicht ist. Das Sollmotordrehmoment kann bevorzugt so festgelegt sein oder werden, dass ein stabiles Verbrennungsluftverhältnis λ erreicht wird. Anschließend wird das Motordrehmoment bei dem Sollmotordrehmoment konstant gehalten.In addition, a combustion process is carried out in the internal combustion engine to increase the engine torque until a target engine torque is reached. The target engine torque can preferably be set so that a stable combustion air ratio λ is achieved. The engine torque is then kept constant at the target engine torque.

Die Kopplung des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine ermöglicht im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor ohne gekoppelter Elektromaschine eine besonders genaue Einstellung der Motordrehzahl und des Motordrehmoments sowie ein Konstanthalten der Motordrehzahl und des Motordrehmoments mit allenfalls geringen Schwankungen. Mit anderen Worten treibt die Elektromaschine den Verbrennungsmotor an und regelt die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors. Der Verbrennungsmotor dient hingegen der Einstellung des Verbrennungsluftverhältnisses, währenddessen die Elektromaschine das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors aufnimmt und die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors konstant hält.The coupling of the internal combustion engine to the electric machine enables, in comparison to an internal combustion engine without a coupled electric machine, a particularly precise setting of the engine speed and the engine torque as well as keeping the engine speed and the engine torque constant with little or no fluctuations. In other words, the electric machine drives the internal combustion engine and regulates the engine speed of the internal combustion engine. The internal combustion engine, on the other hand, is used to adjust the combustion air ratio, while the electric machine absorbs the engine torque of the internal combustion engine and keeps the engine speed of the internal combustion engine constant.

Durch die beschriebenen Maßnahmen können stabile Betriebsbedingungen, insbesondere ein akkurates und keinen oder lediglich geringen Schwankungen unterliegendes Lambdasignal stromaufwärts des LNT-Katalysators bereitgestellt werden. Diese stabilen Betriebsbedingungen ermöglichen es, die Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators mit hoher Genauigkeit zu ermitteln und somit die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators zu prüfen. Außerdem können die stabilen Betriebsbedingungen weitgehend unabhängig von den aktuellen Fahrbedingungen eingestellt werden, so dass eine Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität auch mit der erforderlichen Häufigkeit durchgeführt werden kann. Vorteilhaft wird das Fahrverhalten eines Fahrzeugs, mit dem das beschriebene Verfahren ausgeführt wird, nicht oder allenfalls gering beeinflusst.The measures described make it possible to provide stable operating conditions, in particular an accurate lambda signal upstream of the LNT catalytic converter which is subject to no or only slight fluctuations. These stable operating conditions make it possible to determine the oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter with high accuracy and thus to test the functionality of the LNT catalytic converter. In addition, the stable operating conditions can be set largely independently of the current driving conditions, so that the oxygen storage capacity can also be determined with the required frequency. The driving behavior of a vehicle with which the described method is carried out is advantageously not influenced, or at least only slightly.

Nach dem Ausbilden der stabilen Betriebsbedingungen kann die Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators ermittelt werden. Hierzu können beispielsweise die folgenden Schritte durchgeführt werden: Beaufschlagen des LNT-Katalysators mit einem veränderlichen Verbrennungsluftverhältnis λ, Ermitteln des zeitlichen Verlaufs des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators und Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators anhand der zeitlichen Verläufe des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT -Katalysators.After the stable operating conditions have been established, the oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter can be determined. For this purpose, the following steps can be carried out, for example: Applying a variable combustion air ratio to the LNT catalytic converter λ , Determine the time course of the combustion air ratio λ upstream and downstream of the LNT catalytic converter and determining the oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter on the basis of the time profiles of the combustion air ratio λ upstream and downstream of the LNT catalyst.

Um den LNT-Katalysators mit einem veränderlichen Verbrennungsluftverhältnis λ zu beaufschlagen, kann dem LNT-Katalysator ein Abgasstrom mit variierendem Verbrennungsluftverhältnis λ zugeführt werden. Beispielsweise kann der Abgasstrom üblicherweise ein Verbrennungsluftverhältnis λ größer 1 aufweisen. Zum Erzeugen eines Verbrennungsluftverhältnisses λ kleiner 1 kann entweder der Verbrennungsmotor bereits mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben werden oder dem Abgasstrom wird Kraftstoff zugeführt. Im Übrigen wird auf die einleitenden Ausführungen zur Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität verwiesen.To the LNT catalyst with a variable combustion air ratio λ to apply, the LNT catalyst can an exhaust gas stream with varying combustion air ratio λ be fed. For example, the exhaust gas stream can typically have a combustion air ratio λ have greater than 1. To create a combustion air ratio λ less than 1, either the internal combustion engine can already be operated with a rich air / fuel mixture or fuel is supplied to the exhaust gas stream. For the rest, reference is made to the introductory remarks on the determination of the oxygen storage capacity.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die ermittelte Sauerstoffkapazität mit einer Mindestsauerstoffspeicherkapazität verglichen werden. Bei Unterschreiten der Mindestsauerstoffspeicherkapazität kann dann ein Signal, beispielsweise ein optisches oder akustisches Signal, ausgegeben werden, um z. B. einen Fahrzeugführer auf eine zu geringe Sauerstoffspeicherkapazität und eine erforderliche Wartung, Reparatur etc. des LNT-Katalysators hinzuweisen. Hierdurch kann eine eingeschränkte Funktion des LNT-Katalysators schnell erkannt werden, so dass entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können, um eine unerwünschte Freisetzung von Stickoxiden in die Umgebung zu vermeiden.According to various design variants, the determined oxygen capacity can be compared with a minimum oxygen storage capacity. If the minimum oxygen storage capacity is undershot, a signal, for example an optical or acoustic signal, can then be output in order, for. B. to notify a driver of an insufficient oxygen storage capacity and necessary maintenance, repair, etc. of the LNT catalyst. As a result, a restricted function of the LNT catalytic converter can be recognized quickly, so that appropriate countermeasures can be initiated in order to avoid an undesired release of nitrogen oxides into the environment.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Sauerstoffspeicherkapazität mehrmals ermittelt und ein Sauerstoffspeicherkapazitätsmittelwert gebildet werden. Der Sauerstoffspeicherkapazitätsmittelwert kann mit der Mindestsauerstoffspeicherkapazität verglichen werden. Hierdurch kann die Sauerstoffspeicherkapazität vorteilhaft mit einer höheren Genauigkeit ermittelt werden, so dass eine Aussage über die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators mit einer größeren Zuverlässigkeit getroffen werden kann.According to further embodiment variants, the oxygen storage capacity can be determined several times and an average oxygen storage capacity can be formed. The mean oxygen storage capacity can be compared to the minimum oxygen storage capacity. As a result, the oxygen storage capacity can advantageously be determined with a higher degree of accuracy, so that a statement about the functionality of the LNT catalytic converter can be made with greater reliability.

Die Anzahl der Ermittlungen der Sauerstoffspeicherkapazität kann individuell oder z. B. abhängig von der Abweichung der einzelnen Werte der Sauerstoffspeicherkapazität voneinander festgelegt sein oder werden. Hierbei kann eine statistische Evaluierung der Messwerte genutzt werden.The number of determinations of the oxygen storage capacity can be individual or z. B. depending on the deviation of the individual values of the oxygen storage capacity from each other. A statistical evaluation of the measured values can be used here.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Sauerstoffspeicherkapazität mehrmals bei unterschiedlichen stabilen Betriebsbedingungen mit voneinander abweichenden Sollmotordrehzahlen und/oder Sollmotordrehmomenten ermittelt werden. Es ist auch eine Kombination der beschriebenen Ausführungsvarianten möglich, bei der die Betriebsbedingungen variiert werden und für jede konkrete Betriebsbedingung die Sauerstoffspeicherkapazität mehrmals ermittelt wird.According to further embodiment variants, the oxygen storage capacity can be determined several times under different stable operating conditions with different target engine speeds and / or target engine torques. A combination of the described embodiment variants is also possible, in which the operating conditions are varied and the oxygen storage capacity is determined several times for each specific operating condition.

Die Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ermöglicht Erzeugung einer Kurve oder Fläche, die die derzeitige Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators bzw. dessen Alterungszustand repräsentiert. Dies kann eine einfache Identifizierung von Ausreißern ermöglichen, so dass präzisere Aussagen über die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators möglich sind.The determination of the oxygen storage capacity under different operating conditions enables the generation of a curve or area which represents the current functionality of the LNT catalyst or its aging condition. This can make it easy to identify outliers, so that more precise statements about the functionality of the LNT catalyst can be made.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die vom Verbrennungsmotor erzeugte kinetische Energie rekuperiert werden, z. B. indem die Elektromaschine als Generator wirkt. Die hierbei erzeugte elektrische Energie kann beispielsweise zum Aufladen einer mit der Elektromaschine verbundenen wieder aufladbaren Batterie genutzt werden.According to further embodiment variants, the kinetic energy generated by the internal combustion engine can be recuperated, e.g. B. by the electric machine acting as a generator. The electrical energy generated in this way can be used, for example, to charge a rechargeable battery connected to the electric machine.

Die bei der Durchführung des Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor entstehende kinetische Energie kann somit vorteilhaft weiter genutzt werden, indem sie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Energiebilanz kann dadurch insgesamt verbessert werden.The kinetic energy that arises when the combustion process is carried out in the internal combustion engine can thus advantageously be used further by converting it into electrical energy. This can improve the overall energy balance.

Eine erfindungsgemäße Steuer- und Verarbeitungseinheit zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines im Abgasstrang eines einen Teil eines Antriebsstrangs bildenden Verbrennungsmotors angeordneten LNT-Katalysators, ist dazu ausgebildet, ein Steuersignal zum Entkoppeln des Verbrennungsmotors vom restlichen Antriebsstrang auszugeben und eine Temperatur des LNT-Katalysators mit einer Mindesttemperatur und einer Maximaltemperatur zu vergleichen. A control and processing unit according to the invention for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter arranged in the exhaust line of an internal combustion engine forming part of a drive line is designed to output a control signal for decoupling the internal combustion engine from the remaining drive line and a temperature of the LNT line. Compare catalyst with a minimum temperature and a maximum temperature.

Zudem ist die Steuer- und Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet, ein Steuersignal an eine Elektromaschine zum Antreiben des Verbrennungsmotors, bis eine Motordrehzahl des Verbrennungsmotors eine Sollmotordrehzahl erreicht, und zum Konstanthalten der Motordrehzahl bei der Sollmotordrehzahl auszugeben und ein Steuersignal an den Verbrennungsmotor zum Durchführen eines Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor, bis ein Motordrehmoment des Verbrennungsmotors ein Sollmotordrehmoment erreicht, und zum Konstanthalten des Motordrehmoments bei dem Sollmotordrehmoment auszugeben, falls die Temperatur des LNT-Katalysators zwischen der Mindesttemperatur und der Maximaltemperatur liegt.In addition, the control and processing unit is designed to output a control signal to an electric machine for driving the internal combustion engine until an engine speed of the internal combustion engine reaches a target engine speed and for keeping the engine speed constant at the target engine speed, and a control signal to the internal combustion engine for performing a combustion process in the internal combustion engine until an engine torque of the internal combustion engine reaches a target engine torque, and to keep the engine torque constant at the target engine torque if the temperature of the LNT catalyst is between the minimum temperature and the maximum temperature.

Die erfindungsgemäße Steuer- und Verarbeitungseinheit kann beispielsweise zur Ausführung des obenstehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. Daher dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Steuer- und Verarbeitungseinheit. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Steuer- und Verarbeitungseinheit entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The control and processing unit according to the invention can be used, for example, to carry out the method according to the invention explained above. Therefore, the above explanations serve to explain the method according to the invention also to describe the control and processing unit according to the invention. The advantages of the control and processing unit according to the invention correspond to those of the method according to the invention.

Die Steuer- und Verarbeitungseinheit kann Signale von Lambdasensoren und/oder Temperatursensoren als Eingangsdaten empfangen, diese Eingangsdaten verarbeiten und Steuersignale an Aktuatoren, z. B. den Verbrennungsmotor und die Elektromaschine, in Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf Anweisungen oder einem programmierten Code entsprechend einer oder mehrerer Routinen ausgeben.The control and processing unit can receive signals from lambda sensors and / or temperature sensors as input data, process these input data and control signals at actuators, e.g. B. output the internal combustion engine and the electric machine in response to the processed input data based on instructions or a programmed code according to one or more routines.

Mittels der Steuer- und Verarbeitungseinheit kann die Bereitstellung der stabilen Betriebsbedingungen weitgehend automatisiert durchgeführt werden.By means of the control and processing unit, the provision of the stable operating conditions can be carried out largely automatically.

Die Steuer- und Verarbeitungseinheit kann hardware- und/oder softwaremäßig realisiert sein und physisch ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Insbesondere kann die Steuer- und Verarbeitungseinheit Teil einer Motorsteuerung sein oder in diese integriert sein. In einer typischen Ausgestaltung fungiert die Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs als Steuer- und Verarbeitungseinheit.The control and processing unit can be implemented in hardware and / or software and can be physically constructed in one or more parts. In particular, the control and processing unit can be part of an engine control or can be integrated into it. In a typical embodiment, the engine control of a motor vehicle functions as a control and processing unit.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Steuer- und Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, ein Steuersignal zum Koppeln des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine auszugeben.According to various design variants, the control and processing unit can be designed to output a control signal for coupling the internal combustion engine to the electric machine.

Ein solches Steuersignal kann beispielsweise an eine elektronisch betätigte Kupplung ausgegeben werden, so dass die Bereitstellung der stabilen Betriebsbedingungen vollständig automatisiert durchgeführt werden können und keine manuellen Eingriffe, z. B. seitens des Fahrzeugführers, erforderlich sind.Such a control signal can be output, for example, to an electronically actuated clutch, so that the provision of the stable operating conditions can be carried out completely automatically and no manual intervention, e.g. B. on the part of the driver, are required.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Steuer- und Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, ein Steuersignal zur Änderung des zeitlichen Verlaufs des Verbrennungsluftverhältnisses λ eines den Verbrennungsmotor verlassenden Abgasgemischs auszugeben und eine Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators anhand von zeitlichen Verläufen des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators zu ermitteln.According to further embodiment variants, the control and processing unit can be designed to generate a control signal for changing the time profile of the combustion air ratio λ output an exhaust gas mixture leaving the internal combustion engine and an oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter on the basis of time profiles of the combustion air ratio λ to determine upstream and downstream of the LNT catalyst.

Dies ermöglicht im Anschluss an die Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen eine automatisierte Überprüfung der Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators.Following the provision of stable operating conditions, this enables an automated check of the functionality of the LNT catalytic converter.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LNT-Katalysators weist einen Antriebsstrang mit einer Kupplung und einem Verbrennungsmotor auf, wobei der Verbrennungsmotor mittels der Kupplung vom restlichen Antriebsstrang entkoppelbar ist. Zudem weist die Anordnung einen sich an den Verbrennungsmotor anschließenden Abgasstrang zur Aufnahme eines von dem Verbrennungsmotor erzeugten Abgasgemischs, den in dem Abgasstrang angeordneten LNT-Katalysator, eine Elektromaschine, ausgebildet zum Antreiben des Verbrennungsmotors, Mittel zum Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators und eine Steuer- und Verarbeitungseinheit, wie vorstehend beschrieben, auf.An arrangement according to the invention for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter has a drive train with a clutch and an internal combustion engine, the internal combustion engine being able to be decoupled from the rest of the drive train by means of the clutch. In addition, the arrangement has an exhaust line connected to the internal combustion engine for receiving an exhaust gas mixture generated by the internal combustion engine, the LNT catalyst arranged in the exhaust line, an electric machine designed to drive the internal combustion engine, means for determining the temperature of the LNT catalyst and a control and processing unit, as described above.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise zur Ausführung des obenstehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. Daher dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Anordnung. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen entsprechender Ausführungsvarianten.The arrangement according to the invention can be used, for example, to carry out the method according to the invention explained above. Therefore, the above explanations serve to explain the method according to the invention also to describe the arrangement according to the invention. The advantages of the arrangement according to the invention correspond to those of the method according to the invention and its corresponding design variants.

Stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators kann jeweils ein Lambdasensor angeordnet sein. A lambda sensor can be arranged upstream and downstream of the LNT catalytic converter.

Unter einem Lambdasensor ist ein Sensor zu verstehen, der Messsignale liefert, aus denen das Verbrennungsluftverhältnis λ, d. h. das Verhältnis der tatsächlich für die Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmasse zur mindestens notwendigen stöchiometrischen Luftmasse, die für eine vollständige Verbrennung benötigt wird, ermittelt wird. Der Lambdasensor kann beispielsweise als Lambdasonde ausgebildet sein, die den Restsauerstoffgehalt im Abgas mit dem Sauerstoffgehalt der momentanen Atmosphärenluft vergleicht, woraus das Verbrennungsluftverhältnis ermittelt werden kann. Der Lambdasensor kann auch als Stickoxidsensor ausgebildet sein, da solche Stickoxidsensoren neben der Bestimmung des Stickoxidanteils auch das Verbrennungsluftverhältnis ausgeben können.A lambda sensor is to be understood as a sensor that delivers measurement signals from which the combustion air ratio λ , ie the ratio of the air mass actually available for combustion to the at least necessary stoichiometric air mass required for complete combustion is determined. The lambda sensor can be designed, for example, as a lambda sensor, which compares the residual oxygen content in the exhaust gas with the oxygen content of the current atmospheric air, from which the combustion air ratio can be determined. The lambda sensor can also be designed as a nitrogen oxide sensor, since such nitrogen oxide sensors can also output the combustion air ratio in addition to determining the nitrogen oxide content.

Mittels des Lambdasensors können die Verbrennungsluftverhältnisse stromaufwärts oder stromabwärts des LNT-Katalysators ermittelt werden, aus deren Verläufen die Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators ermittelt werden kann. Anhand der ermittelten Sauerstoffspeicherkapazität kann die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators überprüft werden.The combustion air ratios upstream or downstream of the LNT catalytic converter can be determined by means of the lambda sensor, the courses of which can be used to determine the oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter. The functionality of the LNT catalytic converter can be checked on the basis of the oxygen storage capacity determined.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Kupplung als elektrisch betätigte Kupplung (E-Kupplung, e-clutch) ausgebildet sein.According to further design variants, the clutch can be designed as an electrically actuated clutch (e-clutch, e-clutch).

Der Verbrennungsmotor kann also vom restlichen Antriebsstrang mittels einer elektrisch betätigten Kupplung entkoppelt werden. Eine solche E-Kupplung kann beispielsweise eine manuelle Kupplung eines manuellen Getriebes ersetzen oder als zusätzliche Kupplung vorgesehen sein, um z. B. eine Trennung von einem Automatikgetriebe zu ermöglichen.The internal combustion engine can thus be decoupled from the rest of the drive train by means of an electrically operated clutch. Such an E-clutch can, for example, replace a manual clutch of a manual transmission or be provided as an additional clutch in order, for. B. to enable a separation from an automatic transmission.

Eine elektrisch betätigte Kupplung weist üblicherweise einen elektrischen Aktuator auf, der von einem elektronischen Steuergerät der Anordnung, z. B. der beschriebenen Steuer- und Verarbeitungseinheit, betätigt werden kann. Die elektrisch betätigte Kupplung ermöglicht es, den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang automatisch, z. B. ohne Eingriff des Fahrers, zu entkoppeln.An electrically operated clutch usually has an electric actuator, which is controlled by an electronic control device of the arrangement, e.g. B. the described control and processing unit can be operated. The electrically operated clutch makes it possible to automatically, e.g. B. without driver intervention.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Elektromaschine zum Rekuperieren von vom Verbrennungsmotor erzeugter kinetischer Energie ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Elektromaschine als Generator wirken, der der Umwandlung von vom Verbrennungsmotor erzeugter kinetischer Energie in elektrische Energie dient. Diese elektrische Energie kann beispielsweise zum Aufladen einer mit der Elektromaschine verbundenen wieder aufladbaren Batterie genutzt werden. Durch Weiterverwendung der elektrischen Energie kann die Energiebilanz verbessert werden.According to further embodiment variants, the electric machine can be designed to recuperate kinetic energy generated by the internal combustion engine. In other words, the electric machine can act as a generator that serves to convert kinetic energy generated by the internal combustion engine into electrical energy. This electrical energy can be used, for example, to charge a rechargeable battery connected to the electric machine. The energy balance can be improved by reusing the electrical energy.

Optional können im Abgasstrang weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen, z. B. ein SCR-Katalysator, angeordnet sein. Ein solcher SCR-Katalysator ist bevorzugt stromabwärts des LNT-Katalysators angeordnet.Optionally, additional exhaust gas aftertreatment devices, e.g. B. an SCR catalyst may be arranged. Such an SCR catalytic converter is preferably arranged downstream of the LNT catalytic converter.

Darüber hinaus kann die Anordnung optional über eine Hochdruck- und/oder eine Niederdruckabgasrückführung verfügen.In addition, the arrangement can optionally have a high-pressure and / or a low-pressure exhaust gas recirculation.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine Anordnung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen auf. Unter einem Kraftfahrzeug ist ein durch einen Motor angetriebenes Fahrzeug, z. B. ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug zu verstehen. Das Fahrzeug kann als Hybridelektrofahrzeug, z. B. als Mildhybridelektrofahrzeug oder Vollhybridelektrofahrzeug, ausgebildet sein.A motor vehicle according to the invention has an arrangement with the features described above. Under a motor vehicle is a motor driven vehicle, e.g. B. to understand a land, air or water vehicle. The vehicle can be used as a hybrid electric vehicle, e.g. B. be designed as a mild hybrid electric vehicle or full hybrid electric vehicle.

Zusammengefasst können mit der beschriebenen Erfindung folgende Vorteile realisiert werden:

  • - Im Vergleich zu einer Überprüfung der Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators unter normalen Betriebsbedingungen werden die Bedingungen, z. B. das Verbrennungsluftverhältnis λ, stromaufwärts des LNT-Katalysators nicht durch den Fahrzeugführer und dessen Vorgaben beeinflusst.
  • - Das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors kann so gesteuert werden, z. B. auf ein Sollmotordrehmoment eingestellt werden, bei dem stabile Betriebsbedingungen einfach erreichbar sind und über eine ausreichend lange Zeitdauer aufrechterhalten werden können.
  • - Die Sollmotordrehzahl und das Sollmotordrehmoment des Verbrennungsmotors können immer gleich gewählt werden, so dass die Streubreite der Messergebnisse abnimmt.
  • - Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators kann für mehrere vordefinierte Sollmotordrehzahlen und Sollmotordrehmomente des Verbrennungsmotors evaluiert werden, so dass eine Kurve oder Fläche erhalten werden kann, die den aktuellen Alterungszustand des LNT-Katalysators beschreibt. Die Verwendung der Kurve bzw. Fläche ermöglicht eine einfache Identifizierung von Ausreißern. Die Genauigkeit Aussagen über die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators kann dadurch erhöht werden.
In summary, the following advantages can be realized with the described invention:
  • - In comparison to a check of the functionality of the LNT catalyst under normal operating conditions, the conditions, e.g. B. the combustion air ratio λ , upstream of the LNT catalytic converter is not influenced by the driver and his specifications.
  • - The engine torque of the internal combustion engine can be controlled, for. B. can be set to a target engine torque in which stable operating conditions are easily accessible and can be maintained over a sufficiently long period of time.
  • - The target engine speed and the target engine torque of the internal combustion engine can always be selected the same, so that the spread of the measurement results decreases.
  • - The check of the functionality of the LNT catalytic converter can be evaluated for several predefined target engine speeds and target engine torques of the internal combustion engine, so that a curve or area can be obtained which describes the current aging state of the LNT catalytic converter. The use of the curve or surface enables easy identification of outliers. This can increase the accuracy of statements about the functionality of the LNT catalytic converter.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Abbildungen ersichtlich. Die Erfindung wird anhand der Abbildungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftfahrzeugs;
  • 2 eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Kraftfahrzeugs; und
  • 3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens.
Further advantages of the present invention are evident from the detailed description and the figures. The invention is based on the Illustrations and the following description explained in more detail. Show it:
  • 1 a schematic representation of an exemplary motor vehicle;
  • 2 a schematic representation of another exemplary motor vehicle; and
  • 3 a flowchart of an embodiment of a method.

1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 1, welches als Hybridelektrokraftfahrzeug mit einem Parallelhybridantriebsstrang ausgebildet ist, mit einer erfindungsgemäßen Anordnung. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen Antriebsstrang 3 zum Bewegen der Räder 16 mit einem Verbrennungsmotor 5, der über vier Zylinder 15 verfügt, einer Kupplung 4, die als elektrisch betätigte Kupplung ausgebildet ist, und einem Getriebe 17 auf. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Zylinder 15 in keiner Weise einschränkend ist und auch Verbrennungsmotoren 5 mit einer abweichenden Anzahl an Zylindern 15, z. B. mit sechs oder acht Zylindern 15 eingesetzt werden können. Bei dem Getriebe 17 kann es sich um ein Automatikgetriebe oder ein manuelles Getriebe handeln. 1 schematically shows an embodiment of a motor vehicle 1 , which is designed as a hybrid electric motor vehicle with a parallel hybrid drive train, with an arrangement according to the invention. The car 1 has a powertrain 3 for moving the wheels 16 with an internal combustion engine 5 that has four cylinders 15 has a clutch 4 , which is designed as an electrically operated clutch, and a transmission 17 on. It should be noted that the number of cylinders 15 is in no way restrictive and also internal combustion engines 5 with a different number of cylinders 15 , e.g. B. with six or eight cylinders 15 can be used. With the transmission 17 it can be an automatic transmission or a manual transmission.

Der Verbrennungsmotor 5 kann als handelsüblicher Diesel- oder Ottomotor ausgeführt sein. Der Verbrennungsmotor 5 kann zur Ausführung verschiedener Verbrennungs- und Gemischaufbereitungsverfahren ausgebildet sein und mit verschiedenen Brennstoffen betrieben werden. Die vorliegende Erfindung ist von besonderer Relevanz für Verbrennungsmotoren 5, die zumindest zeitweise im Magerbetrieb (mit Luftüberschuss) und mit Kraftstoffen aus Kohlenwasserstoffverbindungen betrieben werden. Solche Verbrennungsmotoren 5 stoßen ein Abgasgemisch 7 aus, welches Stickoxide enthält. Beispiele dafür sind handelsübliche PKW- und LKW-Dieselmotoren.The internal combustion engine 5 can be designed as a commercially available diesel or gasoline engine. The internal combustion engine 5 can be designed to carry out various combustion and mixture preparation processes and can be operated with different fuels. The present invention is of particular relevance for internal combustion engines 5 , which are operated at least temporarily in lean operation (with excess air) and with fuels from hydrocarbon compounds. Such internal combustion engines 5 encounter an exhaust gas mixture 7 which contains nitrogen oxides. Examples of this are commercially available car and truck diesel engines.

Im Ausführungsbeispiel ist dem Verbrennungsmotor 5 außerdem ein Abgasturbolader zugeordnet, der eine Abgasturbine 18 und einen Verdichter 19 aufweist. Das Vorhandensein eines Abgasturboladers ist lediglich optional, d. h. die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.In the exemplary embodiment is the internal combustion engine 5 also an exhaust gas turbocharger assigned to an exhaust gas turbine 18 and a compressor 19 having. The presence of an exhaust gas turbocharger is only optional, ie the invention is not restricted to this.

Weiterhin ist ein Zuluftstrang 13 zum Zuführen von Zuluft 14 oder eines mittels der Zuluft 14 gebildeten Luft-Kraftstoff-Gemischs zum Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 5 vorgesehen. Außerdem verfügt das Kraftfahrzeug 1 gemäß 1 über einen Abgasstrang 6 zum Abführen des vom Verbrennungsmotor 5 gebildeten Abgasgemischs 7.There is also a supply air duct 13 for supply air 14 or one using the supply air 14 formed air-fuel mixture to the combustion chamber of the internal combustion engine 5 intended. In addition, the motor vehicle has 1 according to 1 via an exhaust line 6 to remove the from the internal combustion engine 5 formed exhaust gas mixture 7 ,

In dem Abgasstrang 6 ist ein LNT-Katalysator 2 angeordnet. Um die Temperatur der des LNT-Katalysators 2 ermitteln zu können, sind am oder im LNT-Katalysator 2 Mittel 9 zum Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators 2, beispielsweise in Form eines Temperatursensors, angeordnet. Zudem sind im Abgasstrang 6 stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators 2 Lambdasensoren 11a, 11b zur Ermittlung des Verbrennungsluftverhältnisses λ angeordnet.In the exhaust line 6 is an LNT catalyst 2 arranged. To the temperature of the LNT catalyst 2 can be determined on or in the LNT catalyst 2 medium 9 to determine the temperature of the LNT catalyst 2 , for example in the form of a temperature sensor. In addition, are in the exhaust system 6 upstream and downstream of the LNT catalyst 2 lambda sensors 11a . 11b to determine the combustion air ratio λ arranged.

Optional können im Abgasstrang 6 weitere Abgasnachbehandlungseinrichtungen, z. B. ein SCR-Katalysator, angeordnet sein (nicht dargestellt). Beispielsweise kann ein SCR-Katalysator im Abgasstrang 6 stromabwärts des LNT-Katalysators 2 angeordnet sein.Optionally, in the exhaust line 6 further exhaust gas aftertreatment devices, e.g. B. an SCR catalyst, may be arranged (not shown). For example, an SCR catalytic converter in the exhaust system 6 downstream of the LNT catalyst 2 be arranged.

Darüber hinaus ist eine Elektromaschine 8 vorhanden, bei der es sich um einen sog. belt integrated starter generator (BISG), z. B. mit einer Nennspannung von 12 V oder 48 V handelt, und welche an der P0-Position angeordnet ist. Alternativ kann die Elektromaschine 8 als P1- oder P2-Elektromaschine ausgebildet sein und ggf. mit einer weiteren, z. B. einer P3- oder P4-Elektromaschine, kombiniert werden.It is also an electric machine 8th available, which is a so-called belt integrated starter generator (BISG), e.g. B. is with a nominal voltage of 12 V or 48 V, and which is arranged at the P0 position. Alternatively, the electric machine 8th be designed as a P1 or P2 electric machine and possibly with another, for. B. a P3 or P4 electric machine can be combined.

Die Elektromaschine 8 ist zum Antreiben des Verbrennungsmotors 5 ausgebildet. Darüber hinaus dient die Elektromaschine 8 der Umwandlung von vom Verbrennungsmotor 2 erzeugter kinetischer Energie in elektrische Energie. Die Elektromaschine 8 ist mit einer wiederaufladbaren Batterie 12 verbunden, die zum Speichern der elektrischen Energie ausgebildet ist.The electric machine 8th is for driving the internal combustion engine 5 educated. The electric machine also serves 8th the conversion of the internal combustion engine 2 generated kinetic energy into electrical energy. The electric machine 8th comes with a rechargeable battery 12 connected, which is designed to store the electrical energy.

Das Kraftfahrzeug 1 weist zudem eine Steuer- und Verarbeitungseinheit 10 auf, die signaltechnisch mit dem Mittel 9 zum Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators, den Lambdasensoren 11a, 11b, der Elektromaschine 8, dem Verbrennungsmotor 5 sowie der Kupplung 4 verbunden ist. Die Steuer- und Verarbeitungseinheit 10 kann als Teil einer Motorsteuerung ausgebildet oder in diese integriert sein.The car 1 also has a control and processing unit 10 on that signaling with the means 9 to determine the temperature of the LNT catalyst, the lambda sensors 11a . 11b , the electric machine 8th , the internal combustion engine 5 and the clutch 4 connected is. The control and processing unit 10 can be formed as part of an engine control system or integrated into it.

Eine weitere Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs gemäß der Darstellung der 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß der Darstellung der 1 lediglich darin, dass das Mittel 9 zum Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators 2 nicht am oder im LNT-Katalysator 2, sondern als Temperatursensor im Abgasstrang 6 unmittelbar stromaufwärts des LNT-Katalysators 2 angeordnet ist. Es wird also die Temperatur des Abgasgemischs 7 unmittelbar stromaufwärts des LNT-Katalysators 2 bestimmt, woraus die Temperatur des LNT-Katalysators 2 abgeleitet werden kann.Another embodiment of a motor vehicle according to the representation of the 2 differs from the embodiment shown in FIG 1 just that the means 9 to determine the temperature of the LNT catalyst 2 not on or in the LNT catalytic converter 2 , but as a temperature sensor in the exhaust system 6 immediately upstream of the LNT catalyst 2 is arranged. So it becomes the temperature of the exhaust gas mixture 7 immediately upstream of the LNT catalyst 2 determines what the temperature of the LNT catalyst 2 can be derived.

Ein beispielhaftes Verfahren wird nachfolgend bezugnehmend auf 3 beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise die Schritte S1 bis S9 aufweisen und mittels des Kraftfahrzeugs 1 gemäß 1 oder 2 durchgeführt werden.An exemplary method is referenced below 3 described. The method according to the invention can, for example, the steps S1 to S9 have and by means of motor vehicle 1 according to 1 or 2 be performed.

In einem Verfahrensschritt S1 wird der Verbrennungsmotor 5 vom restlichen Antriebsstrang entkoppelt, so dass sich das Kraftfahrzeug 1 im Segelbetrieb befindet. Die Entkopplung kann beispielsweise durch Lösen der Kupplung 4 erfolgen, indem an diese ein entsprechendes Steuersignal von der Steuer- und Verarbeitungseinheit 10 ausgegeben wird.In one step S1 becomes the internal combustion engine 5 decoupled from the rest of the drive train, so that the motor vehicle 1 is in sailing mode. The decoupling can be done, for example, by releasing the coupling 4 take place by sending a corresponding control signal from the control and processing unit 10 is issued.

Außerdem wird im Schritt S2 die Kopplung des Verbrennungsmotors 5 mit der Elektromaschine 8 sichergestellt. Handelt es sich z. B. um ein Hybridelektrokraftfahrzeug mit einer Anordnung der Elektromaschine 8 in der P0- (siehe 1 oder 2) oder P1-Position, so ist die Elektromaschine 8 stets mit dem Verbrennungsmotor 5 gekoppelt, so dass die Kopplung stets sichergestellt ist. Ist die Elektromaschine 8 z. B. in der P2-Position eines Hybridelektrokraftfahrzeugs angeordnet, wird die Kopplung des Verbrennungsmotors 5 mit der Elektromaschine 8 sichergestellt, indem die zwischen Elektromaschine 8 und Verbrennungsmotor 5 angeordnete Kupplung geschlossen wird bzw. geschlossen verbleibt.In addition, in the step S2 the coupling of the internal combustion engine 5 with the electric machine 8th ensured. Is it z. B. a hybrid electric motor vehicle with an arrangement of the electric machine 8th in the P0- (see 1 or 2 ) or P1 position, this is the electric machine 8th always with the internal combustion engine 5 coupled so that the coupling is always ensured. Is the electric machine 8th z. B. arranged in the P2 position of a hybrid electric motor vehicle, the coupling of the internal combustion engine 5 with the electric machine 8th ensured by the between electrical machine 8th and internal combustion engine 5 Arranged clutch is closed or remains closed.

Im nachfolgenden Schritt S3 wird die Temperatur des LNT-Katalysators 2 ermittelt. Sodann wird in einem Schritt S4 die Temperatur des LNT-Katalysators 2 mit einer Mindesttemperatur und einer Maximaltemperatur verglichen. Liegt die Temperatur des LNT-Katalysators 2 zwischen der Mindest- und der Maximaltemperatur, wird das Verfahren anschließend mit Schritt S5 fortgesetzt. Ist dies nicht der Fall, geht das Verfahren zurück zu Schritt S3.In the next step S3 becomes the temperature of the LNT catalyst 2 determined. Then in one step S4 the temperature of the LNT catalyst 2 compared with a minimum temperature and a maximum temperature. Is the temperature of the LNT catalyst 2 between the minimum and maximum temperature, the procedure is then followed by step S5 continued. If not, the process goes back to step S3 ,

Im Schritt S5 wird der Verbrennungsmotor 5 mittels der Elektromaschine 8 angetrieben, bis die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 5 eine Sollmotordrehzahl erreicht. Die Motordrehzahl wird bei der Sollmotordrehzahl konstant gehalten.In step S5 becomes the internal combustion engine 5 by means of the electric machine 8th driven until the engine speed of the internal combustion engine 5 reached a target engine speed. The engine speed is kept constant at the target engine speed.

Im Schritt S6 wird ein Verbrennungsvorgang im Verbrennungsmotor 5 durchgeführt, bis das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors ein Sollmotordrehmoment erreicht. Das Motordrehmoment wird bei dem Sollmotordrehmoment konstant gehalten. Am Ende des Schritts S6 sind stabile Betriebsbedingungen ausgebildet.In step S6 becomes a combustion process in the internal combustion engine 5 carried out until the engine torque of the internal combustion engine reaches a target engine torque. The engine torque is kept constant at the target engine torque. At the end of the step S6 stable operating conditions are established.

Im Schritt 7 beginnt die Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators 2, indem der LNT-Katalysator 2 mit einem veränderlichen Verbrennungsluftverhältnis λ beaufschlagt wird. Hierfür kann ein entsprechendes Steuersignal an den Verbrennungsmotor 5 von der Steuer- und Verarbeitungseinheit 10 ausgegeben werden.In step 7 begins to determine the oxygen storage capacity of the LNT catalyst 2 by the LNT catalyst 2 with a variable combustion air ratio λ is applied. For this purpose, a corresponding control signal can be sent to the internal combustion engine 5 from the control and processing unit 10 be issued.

Im Schritt S8 wird der zeitliche Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators ermittelt, z. B. mittels der Lambdasensoren 11a, 11b.In step S8 is the time course of the combustion air ratio λ determined upstream and downstream of the LNT catalyst, e.g. B. by means of the lambda sensors 11a . 11b ,

Abschließend erfolgt im Schritt S9 die Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators 2 anhand der zeitlichen Verläufe des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators 2 anhand derer einer Aussage über die Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators 2 getroffen werden kann. Die Ermittlung der Sauerstoffspeicherkapazität kann mittels der Steuer- und Verarbeitungseinheit 10 erfolgen, indem diese Sensorsignale der Lambdasensoren 11a, 11b empfängt und auswertet. Finally, in step S9 the determination of the oxygen storage capacity of the LNT catalyst 2 based on the time course of the combustion air ratio λ upstream and downstream of the LNT catalyst 2 based on which a statement about the functionality of the LNT catalyst 2 can be hit. The oxygen storage capacity can be determined by means of the control and processing unit 10 done by these sensor signals from the lambda sensors 11a . 11b receives and evaluates.

Beispielsweise kann die ermittelte Sauerstoffkapazität mit einer Mindestsauerstoffspeicherkapazität verglichen werden. Wird die Mindestsauerstoffspeicherkapazität unterschritten, kann ein Signal, z. B. ein optisches oder akustisches Signal, ausgegeben werden, um auf eine unzureichende Funktionsfähigkeit des LNT-Katalysators 2 hinzuweisen. Optional kann die Sauerstoffspeicherkapazität mehrmals, z. B. mehrmals bei unterschiedlichen stabilen Betriebsbedingungen mit voneinander abweichenden Sollmotordrehzahlen und/oder Sollmotordrehmomenten, ermittelt werden.For example, the determined oxygen capacity can be compared with a minimum oxygen storage capacity. If the minimum oxygen storage capacity is not reached, a signal, e.g. B. an optical or acoustic signal, are output to indicate inadequate functionality of the LNT catalyst 2 to point. Optionally, the oxygen storage capacity can be repeated several times, e.g. B. can be determined several times in different stable operating conditions with different target engine speeds and / or target engine torques.

Im Verlauf des gesamten Verfahrens kann zudem vom Verbrennungsmotor 5 erzeugte kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt und gespeichert, d. h. rekuperiert, werden. Hierzu kann die Elektromaschine 8 entsprechend als Generator ausgebildet und mit einer wieder aufladbaren Batterie 12 verbunden sein.In the course of the entire process, the internal combustion engine can also 5 generated kinetic energy is converted into electrical energy and stored, ie recuperated. The electric machine can do this 8th accordingly designed as a generator and with a rechargeable battery 12 be connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kraftfahrzeugmotor vehicle
22
LNT-KatalysatorLNT catalyst
33
Antriebsstrangpowertrain
44
Kupplungclutch
55
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
66
Abgasstrangexhaust gas line
77
Abgasgem ischExhaust emissions
88th
Elektromaschineelectric machine
99
Mittel zum Ermitteln der TemperaturMeans for determining the temperature
1010
Steuer- und VerarbeitungseinheitControl and processing unit
11a, 11b11a, 11b
Lambdasensorlambda sensor
1212
wiederaufladbare Batterierechargeable battery
1313
ZuluftstrangZuluftstrang
1414
Zuluftsupply air
1515
Zylindercylinder
1616
Radwheel
1717
Getriebetransmission
1818
Abgasturbineexhaust turbine
1919
Verdichter compressor
λλ
VerbrennungsluftverhältnisCombustion air ratio

Claims (16)

Verfahren zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines im Abgasstrang (6) eines einen Teil eines Antriebsstrangs (3) bildenden Verbrennungsmotors (5) angeordneten LNT-Katalysators (2), aufweisend die folgenden Schritte: - Entkoppeln des Verbrennungsmotors (5) vom restlichen Antriebsstrang (3), - Sicherstellen einer Kopplung des Verbrennungsmotors (5) mit einer Elektromaschine (8), die zum Antreiben des Verbrennungsmotors (5) ausgebildet ist, - Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators (2), - Vergleichen der Temperatur des LNT-Katalysators (2) mit einer Mindesttemperatur und einer Maximaltemperatur, - falls die Temperatur des LNT-Katalysators (2) zwischen der Mindesttemperatur und der Maximaltemperatur liegt, Ausbilden von stabilen Betriebsbedingungen mittels o Antreiben des Verbrennungsmotors (5) mit einer Motordrehzahl bis zum Erreichen einer Sollmotordrehzahl mittels der Elektromaschine (8), o Konstanthalten der Motordrehzahl bei der Sollmotordrehzahl mittels der Elektromaschine (8), o Durchführen eines Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor (5) bis ein Motordrehmoment des Verbrennungsmotors (5) ein Sollmotordrehmoment erreicht und o Konstanthalten des Motordrehmoments bei dem Sollmotordrehmoment.Method for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter (2) arranged in the exhaust line (6) of an internal combustion engine (5) forming part of a drive train (3), comprising the following steps: - decoupling the internal combustion engine (5) from the rest of the drive train (3), Ensuring a coupling of the internal combustion engine (5) to an electric machine (8) which is designed to drive the internal combustion engine (5), - determining the temperature of the LNT catalyst (2), Comparing the temperature of the LNT catalyst (2) with a minimum temperature and a maximum temperature, - If the temperature of the LNT catalyst (2) is between the minimum temperature and the maximum temperature, forming stable operating conditions using o driving the internal combustion engine (5) at an engine speed until a target engine speed is reached by means of the electric machine (8), o keeping the engine speed constant at the target engine speed by means of the electric machine (8), o Performing a combustion process in the internal combustion engine (5) until an engine torque of the internal combustion engine (5) reaches a target engine torque and o Keeping the engine torque constant at the target engine torque. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Ausbilden der stabilen Betriebsbedingungen die Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators (2) ermittelt wird.Procedure according to Claim 1 , After the formation of the stable operating conditions, the oxygen storage capacity of the LNT catalyst (2) is determined. Verfahren nach Anspruchs 2, wobei die Sauerstoffspeicherkapazität ermittelt wird, indem die folgenden Schritte durchgeführt werden: - Beaufschlagen des LNT-Katalysators (2) mit einem veränderlichen Verbrennungsluftverhältnis λ, - Ermitteln des zeitlichen Verlaufs des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators (2) und - Ermitteln der Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators (2) anhand der zeitlichen Verläufe des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators (2).Procedure according to Claim 2 , the oxygen storage capacity being determined by performing the following steps: - applying a variable combustion air ratio λ to the LNT catalytic converter (2), - determining the time course of the combustion air ratio λ upstream and downstream of the LNT catalytic converter (2) and - determining the oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter (2) on the basis of the time profiles of the combustion air ratio λ upstream and downstream of the LNT catalytic converter (2). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die ermittelte Sauerstoffkapazität mit einer Mindestsauerstoffspeicherkapazität verglichen wird und bei Unterschreiten der Mindestsauerstoffspeicherkapazität ein Signal ausgegeben wird.Procedure according to Claim 2 or 3 , wherein the determined oxygen capacity is compared with a minimum oxygen storage capacity and a signal is output when the minimum oxygen storage capacity is undershot. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Sauerstoffspeicherkapazität mehrmals ermittelt und ein Sauerstoffspeicherkapazitätsmittelwert gebildet wird und wobei der Sauerstoffspeicherkapazitätsmittelwert mit der Mindestsauerstoffspeicherkapazität verglichen wird.Procedure according to one of the Claims 2 to 4 , wherein the oxygen storage capacity is determined several times and an oxygen storage capacity average is formed, and wherein the oxygen storage capacity average is compared with the minimum oxygen storage capacity. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Sauerstoffspeicherkapazität mehrmals bei unterschiedlichen stabilen Betriebsbedingungen mit voneinander abweichenden Sollmotordrehzahlen und/oder Sollmotordrehmomenten ermittelt wird.Procedure according to one of the Claims 2 to 5 , wherein the oxygen storage capacity is determined several times under different stable operating conditions with differing target engine speeds and / or target engine torques. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei vom Verbrennungsmotor (5) erzeugte kinetische Energie rekuperiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein kinetic energy generated by the internal combustion engine (5) is recuperated. Steuer- und Verarbeitungseinheit (10) zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines im Abgasstrang (6) eines einen Teil eines Antriebsstrangs (3) bildenden Verbrennungsmotors (5) angeordneten LNT-Katalysators (2), die dazu ausgebildet ist - ein Steuersignal zum Entkoppeln des Verbrennungsmotors (5) vom restlichen Antriebsstrang (3) auszugeben, - eine Temperatur des LNT-Katalysators (2) mit einer Mindesttemperatur und einer Maximaltemperatur zu vergleichen und - falls die Temperatur des LNT-Katalysators (2) zwischen der Mindesttemperatur und der Maximaltemperatur liegt, ◯ ein Steuersignal an eine Elektromaschine (8) zum Antreiben des Verbrennungsmotors (5), bis eine Motordrehzahl des Verbrennungsmotors (5) eine Sollmotordrehzahl erreicht, und zum Konstanthalten der Motordrehzahl bei der Sollmotordrehzahl auszugeben und ◯ ein Steuersignal an den Verbrennungsmotor (5) zum Durchführen eines Verbrennungsvorgangs im Verbrennungsmotor (5), bis ein Motordrehmoment des Verbrennungsmotors (5) ein Sollmotordrehmoment erreicht, und zum Konstanthalten des Motordrehmoments bei dem Sollmotordrehmoment auszugeben.Control and processing unit (10) for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter (2) arranged in the exhaust line (6) of an internal combustion engine (5) forming part of a drive train (3), which is designed for this purpose - To output a control signal for decoupling the internal combustion engine (5) from the rest of the drive train (3), - To compare a temperature of the LNT catalyst (2) with a minimum temperature and a maximum temperature and - if the temperature of the LNT catalyst (2) is between the minimum temperature and the maximum temperature, ◯ a control signal to an electric machine (8) for driving the internal combustion engine (5) until an engine speed of the internal combustion engine (5) reaches a target engine speed and for keeping the engine speed constant at the target engine speed and ◯ to output a control signal to the internal combustion engine (5) for performing a combustion process in the internal combustion engine (5) until an engine torque of the internal combustion engine (5) reaches a target engine torque and for keeping the engine torque constant at the target engine torque. Steuer- und Verarbeitungseinheit (10) nach Anspruch 8, die dazu ausgebildet ist, - ein Steuersignal zum Koppeln des Verbrennungsmotors (5) mit der Elektromaschine (8) auszugeben. Control and processing unit (10) after Claim 8 , which is designed to - output a control signal for coupling the internal combustion engine (5) to the electric machine (8). Steuer- und Verarbeitungseinheit (10) nach Anspruch 8 oder 9, die dazu ausgebildet ist, - ein Steuersignal zur Änderung des zeitlichen Verlaufs des Verbrennungsluftverhältnisses λ eines den Verbrennungsmotor (5) verlassenden Abgasgemischs (7) auszugeben und - eine Sauerstoffspeicherkapazität des LNT-Katalysators (2) anhand von zeitlichen Verläufen des Verbrennungsluftverhältnisses λ stromaufwärts und stromabwärts des LNT-Katalysators (2) zu ermitteln.Control and processing unit (10) after Claim 8 or 9 which is designed to - output a control signal for changing the time profile of the combustion air ratio λ of an exhaust gas mixture (7) leaving the internal combustion engine (5) and - an oxygen storage capacity of the LNT catalytic converter (2) on the basis of time profiles of the combustion air ratio λ upstream and downstream to determine the LNT catalyst (2). Anordnung zur Bereitstellung von stabilen Betriebsbedingungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LNT-Katalysators (2), aufweisend: - einen Antriebsstrang (3) mit einer Kupplung (4) und einem Verbrennungsmotor (5), wobei der Verbrennungsmotor (5) mittels der Kupplung (4) vom restlichen Antriebsstrang (3) entkoppelbar ist, - einen sich an den Verbrennungsmotor (5) anschließenden Abgasstrang (6) zur Aufnahme eines von dem Verbrennungsmotor (5) erzeugten Abgasgemischs (7), - den in dem Abgasstrang (6) angeordneten LNT-Katalysator (2), - eine Elektromaschine (8), ausgebildet zum Antreiben des Verbrennungsmotors (5), - Mittel (9) zum Ermitteln der Temperatur des LNT-Katalysators (2) und - eine Steuer- und Verarbeitungseinheit (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10.Arrangement for providing stable operating conditions for checking the functionality of an LNT catalytic converter (2), comprising: - a drive train (3) with a clutch (4) and an internal combustion engine (5), the internal combustion engine (5) by means of the clutch (4 ) can be decoupled from the rest of the drive train (3), - an exhaust line (6) adjoining the internal combustion engine (5) for receiving an exhaust gas mixture (7) generated by the internal combustion engine (5), - the LNT arranged in the exhaust line (6) Catalyst (2), - an electric machine (8), designed to drive the internal combustion engine (5), - means (9) for determining the temperature of the LNT catalyst (2) and - a control and processing unit (10) according to one of the Claims 8 to 10 , Anordnung nach Anspruch 11, aufweisend: - einen stromaufwärts des LNT-Katalysators (2) angeordneten Lambdasensor (11 a) und - einen stromabwärts des LNT-Katalysators (2) angeordnete Lambdasensor (11b).Arrangement after Claim 11 , comprising: - a lambda sensor (11 a) arranged upstream of the LNT catalytic converter (2) and - a lambda sensor (11b) arranged downstream of the LNT catalytic converter (2). Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Kupplung (4) als elektrisch betätigte Kupplung ausgebildet ist.Arrangement after Claim 11 or 12 , wherein the clutch (4) is designed as an electrically operated clutch. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Elektromaschine (8) zum Rekupieren von vom Verbrennungsmotor (5) erzeugter kinetischer Energie ausgebildet ist.Arrangement according to one of the Claims 11 to 13 The electrical machine (8) is designed to recuperate kinetic energy generated by the internal combustion engine (5). Kraftfahrzeug (1) mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14.Motor vehicle (1) with an arrangement according to one of the Claims 11 to 14 , Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 15, ausgebildet als Hybridelektrokraftfahrzeug.Motor vehicle (1) after Claim 15 , trained as a hybrid electric motor vehicle.
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