DE19816276A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die einen NOx-Speicherkatalysator aufweist, wird nach einer Aufforderung einer Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators (4) die Betriebsweise der Brennkraftmaschine auf lambda¶1¶ < 1 geändert und Sekundärluft vor dem NOx-Speicherkatalysator (4) während eines ersten Zeitintervalls T¶1¶ eingeblasen. Nach der Abschaltung der Sekundärlufteinblasung wird die Brennkraftmaschine bei lambda¶2¶ < 1 während eines zweiten Zeitintervalls T¶2¶ betrieben. Anschließend erfolgt die Wiederaufnahme des Normalbetriebs der Brennkraftmaschine. Durch dieses Verfahren ist eine einfache Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators (4) möglich.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Brennkraftmaschinen, insbesondere magerbetriebenen Ottomotoren, ist
zur Einhaltung der Abgasvorschriften eine Reduzierung des Stickoxydanteils
(NOx) notwendig. Hierfür werden entweder NOx-Speicherkatalysatoren oder
DeNOx-Katalysatoren in der Abgasanlage eingesetzt. NOx-Speicherkataly
satoren speichern das im Abgas vorhandene NOx und geben es unter ge
wissen Betriebsbedingungen (λ < 1) wieder frei. Die Desorption des NOx
von der Oberfläche des NOx-Speicherkatalysators ist in gewissen
Abständen notwendig, da die Speicherfähigkeit von NOx-
Speicherkatalysatoren nur begrenzt ist. Um während der NOx-Regeneration
die Abgasgrenzwerte einzuhalten, werden in einem nachgeschalteten
Katalysatorteil das freiwerdende NOx reduziert und die nicht vollständig
umgesetzten Reduktionsmittel HC und CO oxidiert. Eine solche Vorrichtung
ist aus der EP 560991 bekannt.
Nachteilig bei den bisher bekannten NOx-Speicherkatalysatoren ist, daß de
ren NOx-Speicherfähigkeit im Laufe der Zeit aufgrund von Schwefeleinlage
rungen, hauptsächlich in der Form von Sulfat, immer mehr abnimmt und
dadurch die Funktionsfähigkeit der gesamten Abgasanlage erheblich beein
trächtigt wird. Abgasgrenzwerte sind mit "schwefelvergifteten" NOx-Spei
cherkatalysatoren nicht einzuhalten. Verursacht werden die Schwefeleinla
gerungen aufgrund des Schwefelanteils im Kraftstoff.
Es ist bekannt, daß eine Desorption des Schwefels von der Oberfläche des
NOx-Speicherkatalysators unter gewissen Bedingungen prinzipiell möglich
ist. Dieser Vorgang wird im folgenden als Entschwefelung bezeichnet. Eine
Voraussetzung hierfür ist, daß der NOx-Speicherkatalysator eine gewisse
Mindesttemperatur aufweist und gleichzeitig eine reduzierende Umgebung
(ausreichend HC und CO) gegeben ist.
Diese Bedingungen sind aber nur bei längerem Betrieb der Brennkraftma
schine bei Vollast (bzw. hoher Teillast) gegeben. Ein solcher Betriebszu
stand ist fahrzeug- bzw. fahrerabhängig und damit sehr zufällig. Er hängt
von einer Vielzahl von Bedingungen wie Fahrerwunsch, Verkehrs- und
Straßenverhältnissen etc. ab.
Neben dem Zeitpunkt ist natürlich auch die Dauer dieser Betriebsweise und
damit der Zeitraum der für die Entschwefelung zur Verfügung steht zufällig.
Eine Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators aufgrund eines
Vollast- bzw. hohen Teillastbetriebs ist somit weder bei jedem Fahrzeug
noch in der notwendigen Regelmäßigkeit gegeben.
Es ist somit nicht auszuschließen, daß die Funktionsfähigkeit eines NOx-
Speicherkatalysator aufgrund der Schwefeleinlagerungen stark beeinträch
tigt wird und deshalb der NOx-Anteil im Abgas stark ansteigt.
Diese oben beschriebene Art der Entschwefelung eines NOx-Speicherkata
lysators hat eine Vielzahl von Nachteilen. Sie erfolgt äußerst unregelmäßig
und ist nur unter ganz speziellen Betriebsbedingungen (Vollast bzw. hohe
Teillast) bei erhöhtem Treibstoffverbrauch möglich. Der Zustand des NOx-
Speicherkatalysators wird zwar während des Betriebs überwacht, es ist
jedoch keine Zuordnung dahingehend möglich, wovon erhöhte NOx-
Emissionen herrühren. Außerdem ist eine Aufforderung für den Fahrer zu
einer Vollastfahrt zwar prinzipiell denkbar, aber nur selten ausführbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben ei
ner Brennkraftmaschine zu schaffen, das die oben genannten Nachteile
nicht aufweist, mit dem eine Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysa
tors jederzeit möglich ist, das automatisch erfolgt ohne den Fahrzustand des
Fahrzeugs zu beeinflussen, zu dessen Durchführung keine teuren Zusat
zeinrichtungen notwendig sind und das einfach und kostengünstig durch
führbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, bei einer Anforderung ei
ner Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators in einem ersten Zeitinter
vall T1 ein Umschalten des Betriebs der Brennkraftmaschine auf einen Wert
λ1 < 1 durchzuführen und gleichzeitig Sekundärluft vor dem NOx-Speicher
katalysator einzublasen, um diesen aufzuheizen.
In einem anschließenden zweiten Zeitintervall T2 wird die Sekundärluftein
blasung vor dem NOx-Speicherkatalysator abgebrochen und die Brenn
kraftmaschine bei einem Wert λ2 < 1 betrieben. Während diesem zweiten
Zeitintervall T2 findet die eigentliche Desorption des Schwefels von der
Oberfläche des NOx-Speicherkatalysators statt, da nun eine ausreichende
reduzierende Umgebung gegeben ist.
Die Verfahrensschritte gemäß den Zeitintervallen T1 und T2 können
mehrfach hintereinander durchlaufen werden. Nach der Beendigung der
Entschwefelung wird der Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wieder
aufgenommen.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß eine Entschwefelung automatisch durchgeführt wird, daß die notwendi
gen Maßnahmen in einem weiten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine
durchführbar sind und gleichzeitig keine merklichen Auswirkungen auf das
Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine hat. Der Fahrer wird den Vorgang
einer Entschwefelung nicht bemerken.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprü
chen angegeben.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit zwei Drei
wegekatalysatoren und einem dazwischen angeordneten NOx-
Speicherkatalysator,
Fig. 2 Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 mit gekühlten Verbin
dungsleitungen,
Fig. 3 Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 mit einer Umgehungsleitung.
In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Motor 1 und einer Ab
gasanlage 20 schematisch dargestellt. Die Abgasanlage 20 besteht aus zwei
Dreiwegekatalysatoren 3 und 5 zwischen denen ein NOx-Speicherkatalysa
tor 4 angeordnet ist.
Der Dreiwegekatalysator 3, der als Startkatalysator dient, ist über einen
Krümmer 2a direkt mit dem Motor 1 verbunden. Vor dem Dreiwegekatalysa
tor 3 ist ein stetiger Sauerstoffsensor 10a angeordnet. Der Dreiwegekataly
sator 3 kann alternativ mit oder ohne O2-Speicher ausgeführt sein. Er über
nimmt die gesamte Konvertierung der Schadstoffe bis der NOx-Speicherka
talysator 4 seine Betriebstemperatur erreicht hat. In der Startphase wird der
Motor 1 vorzugsweise mit λ = 1 oder ggf. zeitweise mit λ < 1 bis zum
Anspringen des Dreiwegekatalysators 3 betrieben.
Der Dreiwegekatalysator 3 ist über ein Vorrohr 2b mit dem NOx-Speicher
katalysator 4 verbunden. Im Vorrohr 2b sind jeweils ein Temperatursensor
TS1 und ein stetiger Sauerstoffsensor 10b angeordnet. Der NOx-Speicher
katalysator 4 ist über ein Vorrohr 2c mit dem Dreiwegekatalysator 5 verbun
den. Im Vorrohr 2c ist ein weiterer Temperatursensor TS2, ein
herkömmlicher Sauerstoffsensor 10c oder alternativ ein NOx-Sensor 12
angeordnet.
In einem in der Zeichnung nicht dargestellten vereinfachten
Ausführungsbeispiel wird auf den Dreiwegekatalysator 3 verzichtet.
Eine nicht näher dargestellte Sekundärluftpumpe 22 mit Verbindungsleitun
gen 26a, 26b, 26c dient zum Einblasen von Sekundärluft in die Abgasanlage
20. Mit Hilfe eines ansteuerbaren Ventils 24 läßt sich der Einblasort dahin
gehend steuern, ob die Sekundärluft vor bzw. nach dem Dreiwegekatalysa
tor 3 oder nach dem NOx-Speicherkatalysator 4 in die Abgasanlage 20 ein
geblasen wird. Zusätzlich läßt sich die Sekundärluftmasse über das Ventil
steuern bzw. regeln.
Bei der Sekundärluftpumpe 22 kann es sich um ein elektrisches Gebläse,
einen mechanischen Kompressor oder um einen Turbolader handeln. Denk
bar ist auch eine Luftförderung eines oder mehrerer Zylinder durch Ab
schaltung der Kraftstoffzufuhr.
Die Sekundärluftmasse läßt sich mit einem nicht dargestellten Luftmassen
messer z. B. dem Luftmassenmesser für die Motorluftmasse oder einem
separaten Luftmassenmesser bestimmen.
Die Sekundärluftmasse läßt sich beispielsweise mit Hilfe des Ventils 24 oder
durch getaktete Ansteuerung der Sekundärluftpumpe 22 regeln.
Die Fließrichtung des Abgasstroms ist durch Pfeile gekennzeichnet.
In den Fig. 2 und 3 sind der Übersichtlichkeit halber vom
Sekundärluftsystem nur die Sekundärlufteinlässe SL angedeutet und die
Lage der Temperatursensoren angegeben.
Die in Fig. 2 dargestellte Brennkraftmaschine weist im Unterschied zu der in
Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine jeweils eine Wasserkühlung 6a
bzw. 6b am Krümmer 2a bzw. an der Verbindung 2b zwischen
Dreiwegekatalysator 3 und NOx-Speicherkatalysator 4 auf.
Die Wasserkühlung dient teilweise als Schutz vor thermischer Zerstörung
des NOx-Speicherkatalysators 4 in höheren Lastbereichen, da die bekann
ten Speichermaterialien bei max. ca. 800°C eine starke thermische Alterung
zeigen.
Außerdem kann mit der Wasserkühlung der Arbeitsbereich des NOx-Spei
cherkatalysators 4 erweitert werden. Eine effektive NOx-Speicherung findet
nur in einem bestimmten Temperaturintervall (ca. 200 bis 450°C) statt.
Diese maximale Temperatur wird aber im Magerbetrieb bereits bei einer
Fahrzeuggeschwindigkeit von ca. 70 km/h erreicht. Durch Kühlung der
Abgase ist auch bei höheren Geschwindigkeiten noch eine NOx-
Speicherung möglich.
Die entsprechenden Kühlvorrichtungen einschließlich der zugehörigen Steu
ereinheit sind nicht näher dargestellt.
In einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur
der Krümmer 2a mit einer Wasserkühlung 6a versehen.
Aus Platzgründen sind der NOx-Speicherkatalysator 4 und der
Dreiwegekatalysator 5 in einem Gehäuse zusammengefaßt.
Die in Fig. 3 dargestellte Brennkraftmaschine weist eine Umgehungsleitung
9 mit einem Verbindungsstück 9a auf, mit der der erste Dreiwegekatalysator
3 bzw. der NOx-Speicherkatalysator 4 überbrückt werden. Damit kann der
NOx-Speicherkatalysators 4 vor Überhitzung geschützt werden. Zur Steue
rung des Abgasstromes dient eine Bypass-Klappe 8.
Der Dreiwegekatalysator 3 und der NOx-Speicherkatalysator 4 sind in die
sem Ausführungsbeispiel in einem Gehäuse angeordnet.
Der Dreiwegekatalysator 3 bzw. 5 kann auch als Konuskatalysator aus
Metall ausgebildet sein und in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem NOx-
Speicherkatalysator 4 angeordnet werden (in der Zeichnung nicht
dargestellt).
Alle Sensoren sowie alle Steuereinrichtungen sind mit einem nicht näher
dargestellten Motorsteuergerät 100 verbunden. In diesem Motorsteuergerät
100 werden die Sensorsignale verarbeitet und die entsprechenden
Steuerbefehle an die Steuereinrichtungen gegeben.
Nachfolgend ist die Funktionsweise der Erfindung näher erläutert.
Im Laufe des Betriebs der Brennkraftmaschine nimmt die Funktionsfähigkeit
des NOx-Speicherkatalysators 4 langsam aufgrund von Schwefeleinlagerun
gen ab. Die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysator 4 wird deshalb
wie nachfolgend beschrieben überwacht.
Die NOx-Abgabe des Motors 1 ist kennfeldabhängig und läßt sich mit Hilfe
des Motorsteuergeräts 100 ermitteln. Die aktuelle NOx-Sollspeicherfähigkeit
des NOx-Speicherkatalysators 4 läßt sich ebenfalls aus im Motorsteuergerät
100 abgespeicherten Daten bestimmen.
Weichen die Meßwerte des NOx-Sensors 12 von den Sollwerten ab, so wird
vom Motorsteuergerät 100 eine Entschwefelung des NOx-Speicherkataly
sators 4 angefordert (Verfahrensschritt a).
Alternativ kann die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators 4 mit
Hilfe der zwei Sauerstoffsensoren 10b und 10c überwacht werden. Der Sau
erstoffsensor 10c nach NOx-Speicherkatalysator 4 zeigt die O2-Konzentra
tionen auch während der NOx-Regenerierung exakt an. Der O2-Konzentrati
onsverlauf ändert sich bei der NOx-Regenerierung in Abhängigkeit der ther
mischen Alterung und dem Grad der Schwefelvergiftung. Bei beiden Zustän
den kommt es zu früheren "Durchbrüchen" der Reduktionsmittel HC und CO
und schnelleren Änderungen der O2-Konzentrationsverläufen während der
NOx-Regenerierung.
Aufgrund dieser Informationen ist ebenfalls eine Anforderung einer Ent
schwefelung durch das Motorsteuergerät möglich.
Die Entschwefelung wird durch eine Umschaltung des Betriebs der Brenn
kraftmaschine auf λ1 < 1 (vorzugsweise λ << 1 z. B. 0,7-0,9) bei gleichzeiti
ger Einblasung von Sekundärluft vor dem NOx-Speicherkatalysator 4 wäh
rend eines ersten Zeitintervalls T1 eingeleitet ( Verfahrensschritt b und c).
Dazu wird die Sekundärluftpumpe 22 und das Ventil 24 entsprechend ange
steuert. Durch diese Maßnahme findet eine Aufheizung (exotherme Reak
tion) des Abgasstromes nach dem Dreiwegekatalysator 3 statt. Die so zu
sätzlich erwärmten Abgase dienen zum Heizen des NOx-Speicherkatalysa
tors 4.
Während des ersten Zeitintervalls T1 (Verfahrensschritt c) ist darauf zu ach
ten, daß die Temperatur des NOx-Speicherkatalysator 4 sich in gewissen
Grenzen bewegt. Einerseits sollten 800°C nicht überschritten werden, ander
seits sollte die Mindestentschwefelungstemperatur ca. 600°C aber deutlich
überschritten werden.
Während des ersten Zeitintervalls T1 erfolgt die Motorsteuerung so, daß der
Temperaturwert (TS1) d. h. die Abgastemperatur vor dem NOx-Speicherka
talysator 4 im Bereich 750°C-800°C liegt. Wird der Grenzwert von 800°C
erreicht, so wird der Wert λ1 kurzfristig angehoben, der Zündwinkel
verändert oder durch getaktete Ansteuerung die Sekundärluftmenge
abgeregelt, um eine weitere Aufheizung zu vermeiden.
Die Abgastemperatur nach dem NOx-Speicherkatalysator 4 steigt während
des Zeitintervalls T1 ebenfalls an. Sie ist ein Maß für die Temperatur im In
nern des NOx-Speicherkatalysator 4. Die Sekundärlufteinblasung wird abge
brochen, sobald der Temperaturwert des Temperatursensors TS2 die Min
destentschwefelungstemperatur um einen Mindestwert (ca. 100°C)
übersteigt.
Das erste Zeitintervall T1 dauert also so lange, bis z. B. der Temperatursen
sor TS2 den Temperaturwert 700°C erreicht.
Durch den rechtzeitigen Abbruch der Sekundärlufteinblasung vor dem NOx-
Speicherkatalysator 4 wird dieser vor Überhitzung geschützt.
Durch die Verwendung von zwei Temperatursensoren TS1 und TS2 kann die
Abgastemperatur vor und nach dem NOx-Speicherkatalysator 4 kontrolliert
werden. Durch Vergleich der beiden Temperaturwerte TS1 und TS2 läßt sich
die Wärmeaufnahme und gleichzeitig die Temperatur des NOx-
Speicherkatalysators 4 ermitteln. Durch ein Temperaturmodell kann
alternativ bei Verwendung nur eines Temperatursensors vor dem NOx-
Speicherkatalysator 4 diese ebenfalls ermittelt werden und damit der
Aufheizungsvorgang entsprechend kontrolliert werden.
Es ist sicher sinnvoll während der Sekundärlufteinblasung vor dem NOx-
Speicherkatalysator 4 d. h. während des Zeitintervalls T1 den
Gesamtlambdawert der durch die Sekundärlufteinblasung vor bzw. in dem
NOx-Speicherkatalysator 4 erzielt wird einzuregeln. Dieser
Gesamtlambdawert sollte größer 1 sein und vorzugsweise im Intervall
zwischen 1,05 und 1,2 liegen. Beeinflussen läßt sich dieser Gesamtlambda
wert entweder über den Motorbetrieb bzw. über die Sekundärluftmasse
selbst. Hierbei steuert das Motorsteuergerät 100 den Motorbetrieb in
Abhängigkeit der Sekundärluftmasse so, daß dieser Gesamtlambdawert
erzielt wird oder die Sekundärluftmasse wird in Abhängigkeit des
Motorbetriebs so geregelt, daß ebenfalls dieser Gesamtlambdawert erzielt
wird.
Die Sekundärluftmasse läßt sich über die Steuerung des Ventils 24 bzw. die
getaktete Ansteuerung der Sekundärluftpumpe 22 regeln.
Überwacht wird der Gesamtlambdawert mit Hilfe des stetigen Sauerstoffsen
sors 10b, der nach der Einblasstelle der Sekundärluft angeordnet ist.
Die Sekundärlufteinblasung während des Zeitintervall T1 führt zu einer Sau
erstoffanreicherung (λ < 1) in der Abgasanlage 20 stromabwärts der Ein
blasstelle. In einer sauerstoffreichen Atmosphäre ist jedoch eine Entschwe
felung nicht möglich. Deshalb wird in einem zweiten Zeitintervall T2 die Ein
blasung von Sekundärluft vor dem NOx-Speicherkatalysator 4 eingestellt,
wobei die Brennkraftmaschine weiterhin bei λ2 < 1 (vorzugsweise 0,9 <
λ1 < 0,99) betrieben wird (Verfahrenschritt d und e). Dies führt zu einer reduzie
renden Atmosphäre im NOx-Speicherkatalysator 4, die die Entschwefelung
ermöglicht. Da eine Sekundarlufteinblasung während des Zeitintervalls T2
nicht erfolgt, sinkt die Temperatur des NOx-Speicherkatalysators 4 ab, bis
eine Desorption des Schwefels aus Temperaturgründen nicht mehr möglich
ist. Sinkt der Temperaturwert des Temperatursensors TS2 unter die Minde
stentschwefelungstemperatur so wird der Verfahrensschritt e abgebrochen
und das Zeitintervall T2 damit beendet.
Bei einer Anforderung einer Entschwefelung ist eine "definierte" Schwefel
vergiftung vorhanden. Der Abbau dieser definierten Schwefeleinlagerungen
erfordert eine bestimmte Zeitspanne, abhängig von der Temperatur des
NOx-Speicherkatalysators 4 und dem Luftverhältnis λ des Abgases vor bzw.
im NOx-Speicherkatalysator 4. Letzteres entspricht dem Angebot an
Reduktionsmittel (HC und CO). Beides ist bekannt bzw. wird fortlaufend
gemessen. Damit läßt sich im Motorsteuergerät 100 z. B. eine Mindestzeit
für die Entschwefelung als Funktion von Abgastemperatur vor dem NOx-
Speicherkatalysator 4 und dem λ-Wert vor NOx-Speicherkatalysator 4
festlegen.
Falls die Mindestzeit für die Entschwefelung nach einmaligem Durchlaufen
der Verfahrensschritte b bis e nicht erreicht wurden, können nach dem Ver
fahrensschritt e die Verfahrensschritte b bis e nochmals (ein oder mehrfach)
durchlaufen werden, bis der Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wieder
aufgenommen wird (Verfahrensschritt f).
Das Umschalten auf λ1, λ2 bzw. Normalbetrieb wird vom Motorsteuergerät
100 so ausgeführt, daß keinerlei Momentensprünge oder sonstige
Änderungen im Fahrverhalten, die vom Fahrer wahrnehmbar wären,
auftreten.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt während des zweiten Zeitin
tervalls T2 (λ2 < 1) zur Abgasverbesserung während der Desorption des
Schwefels eine Sekundärlufteinblasung zwischen dem NOx-Speicherkataly
sator 4 und einem nachgeschalteten Dreiwegekatalysator 5. Hierzu wird das
Ventil 24 entsprechend angesteuert.
Nach Erreichen des Temperaturwertes von 700°C am Temperatursensor
TS2 wird deshalb die Sekundärlufteinblasung nicht abgebrochen sondern
durch Umschaltung des Ventils 24 nach dem NOx-Speicherkatalysator 4 und
vor dem Dreiwegekatalysator 5 fortgesetzt. Dadurch kann der Motor bei λ < 1
(vorzugsweise 0,9 < λ ≦ 0,99) betrieben werden und gleichzeitig vor dem
Dreiwegekatalysator 5 ein λ = 1 realisiert werden. Vorteil hierbei ist eine
effiziente Konvertierung der Schadstoffe HC und CO im
Dreiwegekatalysator 5 aufgrund des Gesamtlambdawertes von λ = 1 bei
gleichzeitigem fetten Betrieb des Motors zur Erzeugung der erforderlichen
Reduktionsmitteln für die Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysator 4.
Die Regelung auf λ = 1 kann durch Taktung der Sekundärluft über ein
Taktventil oder bei Messung der eingeblasenen Sekundärluft durch
Regelung der Kraftstoffmenge mittels des Motorsteuergeräts erfolgen.
Letzteres funktioniert nur bei einigermaßen konstanter Sekundärluftmasse
und damit konstanten Betriebsbedingungen. Diese Vorgehensweise ist dafür
aber schneller und für die Abgasemissions-Konvertierung effizienter.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß
eine Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators 4 sehr einfach durch
führbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12.
Claims (13)
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die einen NOx-Spei
cherkatalysator aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten
- a) Aufforderung einer Entschwefelung des NOx-Speicherkatalysators (4)
- b) Änderung der Betriebsweise der Brennkraftmaschine auf λ1 < 1
- c) Sekundärlufteinblasung vor dem NOx-Speicherkatalysator (4) bei λ1 < 1 während eines ersten Zeitintervalls T1
- d) Abschaltung der Sekundärlufteinblasung vor dem NOx-Speicherkataly sator (4)
- e) Betrieb der Brennkraftmaschine bei λ2 < 1 während eines zweites Zeitintervalls T2
- f) Wiederaufnahme des Normalbetriebs der Brennkraftmaschine
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Verfahrensschritt e) die
Verfahrensschritte b), c), d) und e) nochmals durchlaufen werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ab
schaltung der Sekundärlufteinblasung vor dem NOx-Speicherkatalysator
(4) erfolgt, sobald der Temperaturwert des Temperatursensors TS1 die
Mindestentschwefelungstemperatur plus einem Mindestwert übersteigt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Be
trieb der Brennkraftmaschine bei λ2 < 1 während des zweiten
Zeitintervalls T2 abgebrochen wird, sobald der Temperaturwert des
5. Verfahren nach Anspruch 3 mit den Temperaturwerten:
Mindestentschwefelungstemperatur = 600°C, Mindestwert = 100°C
Mindestentschwefelungstemperatur = 600°C, Mindestwert = 100°C
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während
des Verfahrensschrittes c) die Brennkraftmaschine so betrieben wird, daß
der Temperaturwert des Temperatursensors TS1 einen Maximalwert nicht
übersteigt.
7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, mit den Lambdawer
ten : λ1 = 0,7-0,9; λ2 = 0,9-0,99.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während
des Verfahrensschrittes c) vor dem NOx-Speicherkatalysator (4) ein Ge
samtlambdawert größer 1 vorzugsweise im Bereich 1,05-1,2 herrscht.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der NOx-
Speicherkatalysator (4) mit Hilfe eines NOx-Sensors (12) auf Schwe
feleinlagerungen überwacht wird.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, wobei der NOx-Speicherkatalysator
(4) mit Hilfe eines stetigen Sauerstoffsensors (10b) und eines herkömmli
chen Sauerstoffsensors (10c) die jeweils vor bzw. nach dem NOx-Spei
cherkatalysator (4) angeordnet sind auf Schwefelverunreinigungen über
wacht wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während
des Verfahrensschrittes e) eine Sekundärlufteinblasung nach dem NOx-
Speicherkatalysator (4) und vor einem nachgeschalteten
Dreiwegekatalysator (5) erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Gesamtlambdawert vor dem
Dreiwegekatalysator (5) λ = 1 beträgt.
13. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 12.
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