DE10347275A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entschwefelung eines Katalysators - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschwefelung mindestens eines in einem Abgaskanal (14) einer Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysators (18), wobei bei einer Entschwefelungstemperatur des Katalysators (18) dieser alternierend in Magerintervallen mit einem überstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdamagervorgabe (λ_M) > 1 und in Fettintervallen mit einem unterstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdafettvorgabe (λ_F) < 1 beaufschlagt wird.
Es ist vorgesehen, dass ein Verhältnis einer Fettintervalldauer (L_F) zu einer Magerintervalldauer (L_M) mit fortschreitender Entschwefelung vergrößert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschwefelung mindestens eines in einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Katalysators, insbesondere eines NO_x-Speicherkatalysators.
• Bekannte zur Abgasreinigung eingesetzte Katalysatorsysteme umfassen häufig einen motornah angeordneten, kleinvolumigen Vorkatalysator und einen in einem Abgasweg weiter stromab angeordneten, größeren Hauptkatalysator. Abhängig von einem Motortyp können die Katalysatorkomponenten dabei als Oxidationskatalysatoren zur Konvertierung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und Kohlenmonoxid CO ausgestaltet sein, als Reduktionskatalysatoren zur Reduzierung von Stickoxiden NO_x oder als 3-Wege-Katalysatoren, welche die genannten oxidativen und reduktiven Konvertierungen gleichzeitig fördern. Im Falle magerlauffähiger Verbrennungskraftmaschinen kann der Hauptkatalysator zusätzlich mit einer NO_x-Speicherkomponente ausgestattet sein, der in mageren Betriebsphasen, in denen die Verbrennungskraftmaschine mit einem sauerstoffreichen Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ > 1 beaufschlagt wird, einen Überschuss an Stickoxiden NO_x einspeichert, um diese in fetten Betriebsintervallen wieder freizusetzen und zu reduzieren. Derartige Katalysatoren werden auch als NO_x-Speicherkatalysatoren bezeichnet.
• Ein in der Abgasreinigung bekanntes Problem stellt in Kraftstoffen enthaltener Schwefel dar, der im Verbrennungsprozess nahezu vollständig zu Schwefeldioxid SO₂ verbrannt wird und sich in unterschiedlichen Formen an den verschiedenen Komponenten des Katalysatorsystems einlagert. Dieses Problem betrifft besonders NO_x-Speicherkomponenten von NO_x-Speicherkatalysatoren, die SO₂ bei mageren Verbrennungslambdas mit einem nahezu 100%igen Einlagerungswirkungsgrad in Form von Sulfat SO₄ ^2– speichern. Die Folge ist eine schleichende Abnahme der NO_x-Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators (Schwefelvergiftung), welche die Entwicklung verschiedener Entschwefelungsverfahren für NO_x-Speicherkatalysatoren notwendig gemacht hat. Auch bei Verwendung von so genanntem schwefelfreien Kraftstoff findet eine – wenn auch verlangsamte – Verschwefelung der Katalysatoren statt, da auch dieser Kraftstoff noch Schwefelgehalte von bis zu 10 ppm aufweist und zudem auch Schwefelanteile aus dem verwendeten Schmieröl zu einer gewissen Verschwefelung führen.
• Zur Entschwefelung wird der Katalysator grundsätzlich bei Entschwefelungstemperaturen des Katalysators von mindestens 600 bis 650 °C mit einer fetten Abgasatmosphäre beaufschlagt, um das eingespeicherte Sulfat zu desorbieren und hauptsächlich zu SO₂ zu reduzieren. Weiterentwicklungen des Entschwefelungsverfahrens streben einen möglichst geringen Wirkungsgradverlust des Motors während der Entschwefelung an sowie möglichst geringe Schadstoffemissionen, insbesondere an H₂S, COS, CO, HC. Gleichzeitig soll der durch zu häufige und zu lange Entschwefelungen entstehende Verbrauchsnachteil minimiert werden. Um während der Entschwefelung eine unerwünschte Bildung von Schwefelwasserstoff H₂S zu unterdrücken, beschreiben die DE 198 27 195 A und die DE 198 49 082 A eine alternierende Beaufschlagung des Katalysators in Magerintervallen mit einem überstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdamagervorgabe größer Eins und in Fettintervallen mit einem unterstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdafettvorgabe kleiner Eins. Darüber hinaus ist bekannt, die Umschaltung zwischen den Mager- und Fettintervallen geregelt durchzuführen, wobei eine Umschaltung in das Magerintervall erfolgt, sobald stromab des Katalysators ein fettes Abgaslambda gemessen wird, und ein Umschalten in das Fettintervall bei Messung eines mageren Lambdawertes.
• Neben der Verschwefelung von NO_x-Speicherkomponenten kommt es – allerdings in viel geringerem Ausmaß – auch zu einer Einlagerung von Schwefel in andere Komponenten des Katalysatorsystems. Dieses sind im Wesentlichen Sauerstoff speichernde Komponenten (OSC für oxygen storage components), insbesondere Ce, Al und Si, aber auch Edelmetalle der katalytischen Beschichtungen, wie Pt, Pd und Rh. Bei Katalysatortemperaturen, die oberhalb einer komponentenspezifischen Desorptionstemperatur liegen (etwa 400 bis 450 °C bei OSC und etwa 500 °C bei Edelmetallen), und unter einer fetten Abgasatmosphäre kann der eingelagerte Schwefel wieder ausgetrieben werden. Nachteilig hieran ist, dass der aus dem Vorkatalysator freigesetzte Schwefel zum Teil von dem nachgeschalteten Hauptkatalysator, insbesondere dem NO_x-Speicherkatalysator, eingelagert wird. Die Folge ist eine häufige Entschwefelungsnotwendigkeit des Hauptkatalysators und ein hierdurch verursachter hoher Kraftstoffmehrverbrauch. Um eine unerwünschte Umlagerung des im Vorkatalysator eingelagerten Schwefels in den Speicherkatalysator zu vermeiden, schlägt die DE 100 59 791 A vor, in wiederkehrenden Abständen den Vorkatalysator umlagerungsfrei zu entschwefeln. Dafür wird zunächst bei einem fetten Abgaslambda der Sauerstoffspeicher des NO_X-Speicherkatalysators entleert und anschließend bei einem weniger fetten Abgaslambda der im Vorkatalysator eingelagerte Schwefel insbesondere in Form von H₂S ausgetrieben. Unter diesen Bedingungen lagert der aus dem Vorkatalysator freigesetzte Schwefel nicht in den Speicherkatalysator ein.
• Bei der Entschwefelung des Hauptkatalysators kommt es aber nicht nur zu einer Umlagerung des Schwefels aus Vor- in den Hauptkatalysator, sondern auch zu einer axialen Umlagerung innerhalb des Hauptkatalysators, wobei aus NO_x-Speicherplätzen, OSC oder Edelmetallkomponenten freigesetzter Schwefel auf weiter stromab liegende Bereiche, insbesondere auf NO_x-Speicherplätze, übertragen wird. Dieses Problem betrifft insbesondere neue Katalysatoren, bei denen primär ein Eintrittsbereich des Katalysators mit Schwefel beladen wird, welcher während der Entschwefelung auf weiter stromab gelegene Komponenten umlagert. Mit zunehmender Alterung des Katalysators nimmt dieser Effekt ab, da der Katalysator über seine gesamte axiale Länge an Sauerstoffspeicherfähigkeit verliert und damit auch weniger Schwefel anlagert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entschwefelung eines Katalysators, insbesondere eines NO_x-Speicherkatalysators, vorzuschlagen, bei dem eine möglichst vollständige Entfernung des Schwefels aus dem Katalysator erreicht wird. Insbesondere soll eine Umlagerung innerhalb des Katalysators von einer Speicherkomponente auf eine andere und/oder eine axiale Umlagerung vermieden werden. Es soll ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 genannten Merkmalen gelöst.
• Dadurch, dass mit fortschreitender Entschwefelung, das heißt mit abnehmendem Entschwefelungsgrad des Katalysators, ein Verhältnis einer Fettintervalldauer zu einer Magerintervalldauer des alternierenden Mager-Fett-Betriebs vergrößert wird, wird erreicht, dass nahezu der gesamte in den Katalysator eingetragene Schwefel in Form von SO₂ freigesetzt wird, ohne dass dies durch Umlagerung des Schwefels innerhalb des Katalysators zu einer Einschränkung der NO_x-Speicherfähigkeit führt. Trotz des zunehmenden Zeitanteils der reduzierenden gegenüber den oxidierenden Bedingungen kommt es nicht zu einem nennenswerten Ausstoß an H₂S oder COS. Dies lässt sich auf die abnehmende Geschwindigkeit des Schwefelaustrags im Verlauf der Entschwefelung zurückführen, bei der die pro Zeiteinheit eines Fettintervalls aus dem Speichermaterial des Katalysators ausgetragene Schwefelmasse abnimmt. Infolgedessen reicht der während des vorausgegangenen Magerintervalls in den Sauerstoffspeicher des Katalysators eingelagerte Sauerstoff aus, um die Freisetzung der Schwefelintermediate H₂S und COS zu unterdrücken beziehungsweise diese zu SO₂ durchzuoxidieren. Damit verliert die Befüllung des Sauerstoffspeichers während des Magerintervalls zunehmend an Bedeutung. Zudem reicht mit abnehmendem Schwefelaustrag ein Restsauerstoffanteil des fetten Abgasgemisches aus, um der Bildung der Sekundäremissionen H₂S und COS entgegenzuwirken. Durch die verschärften Entschwefelungsbedingungen im Verlauf der Entschwefelung, insbesondere durch eine zunehmende Verlängerung der Fettintervalldauer, wird zudem erreicht, dass auch der in tieferen Schichten der Katalysatorbeschichtung eingelagerte Schwefel, der sich naturgemäß besonders resistent verhält, aus dem Katalysator um- und freigesetzt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mithin nicht nur die Umlagerung des ausgetriebenen Schwefels in axialer Richtung und zwischen verschiedenen Katalysatorkomponenten vermieden, sondern auch eine Entschwefelung tiefergelegener Katalysatorschichten erzielt.
• Nach einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass zu Beginn der Entschwefelung in bekannter Weise zunächst eine Umschaltung von einem Fettintervall in ein Magerintervall erfolgt, sobald stromab des mindestens einen Katalysators ein fettes Abgaslambda gemessen wird. Alternativ kann die Umschaltung auch erfolgen, sobald das Abgaslambda stromab des Katalysators eine vorgegebene Fettschwelle nahe Eins unterschreitet. Diese geregelte Umschaltung kann für die Dauer einer vorgegebenen Anzahl von Mager-Fett-Zyklen erfolgen. Besonders in Fällen, in denen mangels einer sauerstoffempfindlichen Messeinrichtung stromab des Katalysators keine geregelte Umschaltung möglich ist, kann alternativ vorgesehen sein, insbesondere für eine vorgegebene Anzahl von Mager-Fett-Zyklen, eine Umschaltung von einem Fettintervall in ein Magerintervall nach Ablauf einer vorgegebenen Fettintervalldauer durchzuführen.
• Die Vergrößerung des Verhältnisses der Fettintervalldauer zur Magerintervalldauer erfolgt vorzugsweise durch eine Verlängerung der Fettintervalldauer mit fortschreitender Entschwefelung. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass jeweils nach einer festen Anzahl von Mager-Fett-Zyklen die Fettintervalldauer um ein festes Intervall verlängert wird. Alternativ kann die Fettintervalldauer auch mit einer kontinuierlichen Funktion, insbesondere einer linearen oder einer andersartig progressiven Funktion verlängert werden.
• Eine zusätzliche Verschärfung der Entschwefelungsbedingungen mit fortschreitender Entschwefelung kann erfolgen, indem eine Differenz zwischen der Lambdamagervorgabe und der Lambdafettvorgabe vergrößert wird (Amplitudenzunahme), insbesondere indem die Lambdafettvorgabe erniedrigt wird. Durch diese Maßnahme kann eine weitere Beschleunigung des Schwefelauftrags und damit eine Verkürzung der Gesamtentschwefelungsdauer erzielt werden.
• Sowohl die erfindungsgemäße Vergrößerung des Verhältnisses der Fettintervalldauer zu der Magerintervalldauer als auch die Vergrößerung der Differenz zwischen der Mager- und der Fettvorgabe kann vorteilhaft in Abhängigkeit von einer Schwefelbeladung und/oder eines Alterungszustandes des Katalysators erfolgen, wobei diese Parameter in Kennlinien beziehungsweise Kennfeldern in der Motorsteuerung abgelegt sind.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entschwefelung des Katalysators umfasst Mittel zur Steuerung der Entschwefelung derart, dass bei einer Entschwefelungstemperatur des Katalysators dieser alternierend in Magerintervallen mit einem überstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdamagervorgabe > 1 und in Fettintervallen mit einem unterstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdafettvorgabe < 1 beaufschlagt wird und ein Verhältnis einer Fettintervalldauer zu einer Magerintenralldauer mit fortschreitender Entschwefelung vergrößert wird. Die Mittel umfassen insbesondere einen Programmalgorithmus zur Steuerung der Entschwefelung, welcher vorzugsweise in einer Motorsteuerung hinterlegt ist.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung umfassen die Mittel ferner eine dem mindestens einen Katalysator nachgeschaltete sauerstoffempfindliche Messeinrichtung, beispielsweise eine Lambdasonde oder einen NO_x-Sensor, der über ein Lambdaausgangssignal verfügt.
• Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
• Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 schematisch eine Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine mit nachgeschaltetem Katalysatorsystem und
• 2 einen typischen Verlauf eines motorisch eingestellten Abgaslambdas während einer Entschwefelung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
• Bei der in der 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine 10 handelt es sich um einen magerlauffähigen Motor, insbesondere einem Ottomotor, der vorzugsweise mit einer Kraftstoffdirekteinspritzung ausgestattet ist und in einem verbrauchsgünstigen Schichtladesystem betrieben werden kann.
• Der Verbrennungskraftmaschine 10 ist eine insgesamt mit 12 bezeichnete Abgasanlage zugeordnet. Die Abgasanlage 12 umfasst einen Abgaskanal 14, in dem in einer motornahen Position ein kleinvolumiger Vorkatalysator 16 – typischerweise ein 3-Wege-Katalysator – sowie in einer Unterbodenposition des Fahrzeuges ein großvolumiger NO_x-Speicherkatalysator 18 angeordnet ist. Neben dem Katalysatorsystem 16, 18 beherbergt der Abgaskanal 14 üblicherweise verschiedene, im Einzelnen nicht gezeigte Gas- und/oder Temperatursensoren zur Regelung des Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine 10. Dargestellt ist hier lediglich eine Lambdasonde 20, die motornah stromauf des Vorkatalysators 16 angeordnet ist und der Lambdaregelung der Verbrennungskraftmaschine 10 dient, das heißt der Einstellung eines zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß einem betriebspunktabhängig vorgegebenen Lambdawert. Stromab des NO_x-Speicherkatalysators 18 ist eine weitere sauerstoffempfindliche Messeinrichtung 22 installiert, die beispielsweise ein NO_x-Sensor sein kann, welcher mit einer Lambdamessfunktion ausgestattet ist oder ebenfalls eine Lambdasonde ist. Beide Gassensoren 20 und 22 übermitteln ein von einem Sauerstoffanteil des Abgases abhängiges Signal an eine Motorsteuerung 24, in welcher es digitalisiert und weiterverarbeitet wird. Insbesondere ordnet die Motorsteuerung 24 den Sensorsignalen anhand von abgespeicherten Kennlinien der Sensoren 20 und 22 einen Sauerstoffanteil des Abgases zu.
• Die Motorsteuerung 24 erhält außerdem über im Einzelnen nicht dargestellte Sensoren und dergleichen Informationen über verschiedene Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10 und des Fahrzeuges. Insbesondere gehen Parameter, wie Motordrehzahl und Motorlast, in die Motorsteuerung 24 ein. In Abhängigkeit von diesen Parametern steuert die Motorsteuerung 24 den Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10. Beispielsweise steuert sie in Abhängigkeit von der Motorlast einen der Verbrennungskraftmaschine 10 zugeführten Luftmassenstrom, durch Steuerung einer Stellung einer in einem Ansaugrohr 26 angeordneten Drosselklappe 28. Weitere Betriebsparameter, wie Kraftstoffmenge, Zündwinkel, Ventilöffnungszeiten und dergleichen, werden ebenfalls durch die Motorsteuerung 24 gesteuert, wobei diese auf abgespeicherte Kennfelder und Steueralgorithmen zugreift.
• Die Motorsteuerung 24 umfasst insbesondere einen gespeicherten Algorithmus zur Durchführung eines Verfahrens zur Entschwefelung des NO_x-Speicherkatalysators 18, welches anhand von 2 näher erläutert ist. Die 2 zeigt den Verlauf des motorischen Lambdawertes λ, das heißt den Verlauf des stromauf des Vorkatalysators 16 vorliegenden Abgaslambdas.
• Sobald die Motorsteuerung 24 eine Entschwefelungsnotwendigkeit des Speicherkatalysators 18 feststellt, bewirkt sie durch bekannte motorische Maßnahmen, beispielsweise eine Zündwinkelverstellung in Richtung spät, eine Aufheizung des Katalysators 18 auf eine Katalysatortemperatur, die mindestens einer Entschwefelungstemperatur von beispielsweise 600 oder 650 °C entspricht. Neben der Entschwefelungstemperatur sind reduzierende Abgasbedingungen erforderlich, um den im NO_x-Speicherkatalysator 18 eingelagerten Schwefel umzusetzen. Um dabei eine Freisetzung des Schwefels in Form von H₂S oder COS zu unterdrücken, erfolgt eine diskontinuierliche Beaufschlagung des Speicherkatalysators 18 abwechselnd mit überstöchiometrischem Abgas mit einer Magenrorgabe λ_M (Magerintervall) und mit unterstöchiometrischem Abgas mit einer Lambdavorgabe λ_F (Fettintervall). Die Lambdavorgaben λ_M und λ_F werden jeweils über die Magerintervalldauer L_M beziehungsweise die Fettintervalldauer L_F gehalten. Die Magerintervalle bewirken eine Auffüllung eines Sauerstoffspeichers des NO_x-Speicherkatalysators 18 mit Sauerstoff, der in den nachgeschalteten Fettintervallen für eine Oxidation von intermediär gebildetem H₂S und COS zu SO₂ sorgt. Typische, aber nicht ausschließliche Werte für die Lambdafettvorgabe λ_F liegen im Bereich von λ = 0,90 bis 0,99 und für die Lambdamagervorgabe λ_M bei 1,01 bis 1,4.
• Die Einstellung eines angeforderten motorischen Lambdawertes λ_M und λ_F wird in bekannter Weise durch die Motorsteuerung 24 gesteuert, insbesondere durch Anpassung der inneren Gemischbildung unter Variation der eingespritzten Kraftstoffmasse und/oder des Einspritzverlaufs, durch Anpassung der Abgasrückführung, des Ladedrucks, des Zündwinkels und/oder der Nockenwellenverstellung. Diese Maßnahmen sind allgemein bekannt und können einzeln oder auch in Kombination miteinander angewendet werden.
• Um eine effiziente und völlständige Entschwefelung des NO_x-Speicherkatalysators 18 zu erzielen und insbesondere eine axiale Umlagerung des freigesetzten Schwefels innerhalb des Katalysators 18 zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, das Verhältnis der Fettintervalldauer L_F zu der Magerintervalldauer L_M im Zuge der Entschwefelung zu vergrößern. Dabei erfolgt zu Beginn der Entschwefelung in den ersten Mager-Fett-Zyklen eine mittels der sauerstoffempfindlichen Messeinrichtung 22 geregelte Umschaltung von einem Fettintervall in ein Magerintervall. Dafür wird in bekannter Weise eine Umschaltung von λ_F nach λ_M bewirkt, sobald die Messeinrichtung 22 stromab des Katalysators 18 einen Lambdasprung von mager nach fett verzeichnet, insbesondere sobald ein fettes Abgas die Messeinrichtung 22 erreicht. Die Registrierung eines Lambdasprungs nach einem Umschalten des motorischen Lambdawertes erfolgt grundsätzlich nicht sofort, sondern mit einer gewissen Zeitverzögerung, die einerseits durch die Abgaslaufzeit verursacht wird und andererseits durch den chemischen Verbrauch der Reduktionsmittel des Abgases für die am Katalysator 18 stattfindenden Prozesse. Ebenso ist auch denkbar, die Verbrennungskraftmaschine 10 von λ_F auf λ_M umzuschalten, sobald die Messeinrichtung 22 ein Abgaslambda registriert, das unter einen vorgegebenen fetten Schwellenwert nahe λ = 1 unterschreitet.
• In analoger Weise kann das Umschalten von einem Magerintervall in ein Fettintervall geregelt erfolgen, wenn die Messeinrichtung 22 den Lambdasprung ins Magere oder das Überschreiten einer Magerschwelle nahe λ = 1 detektiert.
• Um eine vollständigere und schnellere Entschwefelung des NO_x-Speicherkatalysators 18 zu erreichen, wird erfindungsgemäß das Verhältnis der Fettintervalldauer L_F zu der Magerintervalldauer L_M im Laufe der Entschwefelung vergrößert. Dabei wird insbesondere die Fettintervalldauer L_F verlängert, wobei die Magerintervalldauer L_M weitgehend konstant gehalten werden kann. Im dargestellten Beispiel erfolgt diese Verlängerung der Fettzeiten, indem jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Anzahl von Mager-Fett-Intervallen die Fettintervalldauer L_F um ein Intervall ΔL verlängert wird. Durch diese Zunahme der reduzierenden Zeiten mit fortschreitender Entschwefelung wird eine Umlagerung der freigesetzten Schwefelkomponenten innerhalb des Katalysators 18 in axialer Richtung sowie von einer Katalysatorkomponente auf eine andere, insbesondere vom Sauerstoffspeicher OSC auf die NO_x-Speicherplätze, verhindert. Gleichzeitig wird auch eine Entschwefelung tiefer gelegener Katalysatorschichten erzielt. Trotzt der zunehmenden reduktiven Phasen kann die Freisetzung von Sekundäremissionen, wie H₂S und COS, unterdrückt werden, da einerseits der in den Magerphasen eingelagerte Sauerstoff und andererseits der Restsauerstoffgehalt des fetten Abgases ausreicht, um den in späteren Entschwefelungsphasen nachlassenden Schwefelaustrag ausreichend zu oxidieren.
• Gemäß dem in 2 dargestellten Beispiel werden diese Maßnahmen noch weiter unterstützt durch eine Vergrößerung der Mager-Fett-Amplitude, das heißt der Differenz zwischen der Magervorgabe L_M und der Fettvorgabe L_F. Insbesondere wird in diesem Beispiel die Fettvorgabe von L_F nach Lambda L_F' erniedrigt und gleichzeitig die Magervorgabe von L_M auf L_M' erhöht.
• Besonders vorteilhaft kann der Verlauf der Fettphasenverlängerung sowie der Verlauf der Amplitudenvergrößerung von einer beispielsweise rechnerisch ermittelten Schwefelbeladung des Katalysators 18 und/oder auch von einem Alterungszustand des Katalysators 18 abhängig gemacht werden.

10

Verbrennungskraftmaschine

12

Abgasanlage

14

Abgaskanal

16

Vorkatalysator

18

NO_x-Speicherkatalysator

20

Lambdasonde

22

sauerstoffempfindliche Messeinrichtung

24

Motorsteuerung

26

Ansaugrohr

28

Drosselklappe

λ

Lambdawert

λ_M

Lambdamagervorgabe

λ_F

Lambdafettvorgabe

L_M

Magerintervalldauer

L_F

Fettintervalldauer

ΔL

Intervall

Claims (15)

1. Verfahren zur Entschwefelung mindestens eines in einem Abgaskanal (14) einer Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysators (18), wobei bei einer Entschwefelungstemperatur des Katalysators (18) dieser alternierend in Magerintervallen mit einem überstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdamagervorgabe (λ_M) > 1 und in Fettintervallen mit einem unterstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdafettvorgabe (λ_F) < 1 beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis einer Fettintervalldauer (L_F) zu einer Magerintervalldauer (L_M) mit fortschreitender Entschwefelung vergrößert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Entschwefelung, insbesondere für eine vorgegebene Anzahl von Mager-Fett-Zyklen, eine Umschaltung von einem Fettintervall in ein Magerintervall erfolgt, sobald stromab des mindestens einen Katalysators (18) ein fettes Abgaslambda oder ein eine Fettschwelle unterschreitendes Abgaslambda gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Entschwefelung, insbesondere für eine vorgegebene Anzahl von Mager-Fett-Zyklen, eine Umschaltung von einem Fettintervall in ein Magerintervall nach Ablauf einer vorgegebenen Fettintervalldauer (L_F) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit fortschreitender Entschwefelung die Fettintervalldauer (L_F) verlängert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils nach einer festen Anzahl von Mager-Fett-Zyklen die Fettintervalldauer (L_F) um ein Intervall (ΔL) verlängert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettintervalldauer (L_F) mit einer kontinuierlichen Funktion verlängert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit fortschreitender Entschwefelung eine Differenz zwischen der Lambdamagervorgabe (λ_M) und der Lambdafettvorgabe (λ_F) vergrößert wird, insbesondere die Lambdafettvorgabe (λ_F) erniedrigt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergrößerung des Verhältnisses der Fettintervalldauer (L_F) zu der Magerintervalldauer (L_M) in Abhängigkeit von einer Schwefelbeladung und/oder eines Alterungszustandes des Katalysators erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung von einem Magerintervall in ein Fettintervall erfolgt, sobald stromab des mindestens einen Katalysators ein mageres Abgaslambda oder ein eine Magerschwelle überschreitendes Abgaslambda gemessen wird oder nach Ablauf einer vorgegebenen Fettintervalldauer (L_F).
10. Vorrichtung zur Entschwefelung mindestens eines in einem Abgaskanal (14) einer Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten Katalysators (18), umfassend Mittel zur Steuerung der Entschwefelung derart, dass bei einer Entschwefelungstemperatur des Katalysators (18) dieser alternierend in Magerintervallen mit einem überstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdamagervorgabe (λ_M) > 1 und in Fettintervallen mit einem unterstöchiometrischen Abgas mit einer Lambdafettvorgabe (λ_F) < 1 beaufschlagt wird und ein Verhältnis einer Fettintervalldauer (L_F) zu einer Magerintervalldauer (L_M) mit fortschreitender Entschwefelung vergrößert wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Programmalgorithmus zur Steuerung der Entschwefelung umfassen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmalgorithmus in einer Motorsteuerung (24) hinterlegt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine dem mindestens einen Katalysator (18) nachgeschaltete sauerstoffempfindliche Messeinrichtung (22) umfassen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Katalysator ein NO_x-Speicherkatalysator (18) ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem NO_x-Speicherkatalysator (18) mindestens ein Vorkatalysator (16) vorgeschaltet ist.