DE19847875A1 - Verfahren und Vorrichtung zur De-Sulfatierung eines NOx-Speicherkatalysators - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur De-Sulfatierung eines NOx-SpeicherkatalysatorsInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur De-Sulfatierung eines einer mager betriebenen Brennkraftmaschine nachgeschalteten NO¶x¶-Speicherkatalysators beschrieben, bei dem der Beladungszustand des Katalysators mit Schwefel bestimmt und/oder die Katalysatoraktivität durch eine On-Board-Diagnose überwacht wird. Bei Überschreitung einer maximal zulässigen Beladung oder beim Auftreten einer Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität wird durch Überprüfung sicherheitsrelevanter Bauteile auf ordnungsgemäße Funktionsweise und/oder der aktuellen Fahrsituation auf Einhaltung vorbestimmter Fahrparameter zunächst die Zulässigkeit einer De-Sulfatierung geprüft. Zudem wird überprüft, ob durch Einhaltung vorbestimmter De-Sulfatierungsparameter die Möglichkeit zur Durchführung einer De-Sulfatierung gegeben ist. Bei Zulässigkeit einer De-Silfatierung werden gegebenenfalls die erforderlichen De-Sulfatierungsparameter eingestellt und es wird eine De-Sulfatierung eingeleitet, die solange durchgeführt wird, bis entweder ein vorbestimmter De-Sulfatierungsgrad erreicht ist oder die aktuellen Ergebnisse der Zulässigkeitsprüfung einen vorzeitigen Abbruch oder eine Unterbrechung der De-Sulfatierung erfordern. In diesem Fall wird die De-Sulfatierung in Abhängigkeit von dem bereits erreichten De-Sulfatierungsgrad entweder bei erneutem Vorliegen der Zulässigkeitsvoraussetzungen wieder aufgenommen oder es erfolgt, wie bei einer regulären Beendigung des De-Sulfatierungsvorgangs, durch Rückkehr zu dem erstgenannten ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur De-Sulfatierung einer einer mager
betriebenen Brennkraftmaschine nachgeschalteten NOx-Speichers oder NOx-
Speicherkatalysators. Sie betrifft zudem einen Common-Rail-Dieselmotor und eine einen
NOx-Speicherkatalysator umfassende Abgasreinigungsvorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
NOx-Speicherkatalysatoren bestehen aus einer üblichen 3-Wege-Beschichtung, die um
eine NOx-Speicherkomponente erweitert wird. Sie lagern Stickoxide durch Nitratbildung
im mageren Abgas ein und setzen diese unter reduzierenden Bedingungen im fetten
Abgas in unschädliches N2 um.
Durch den im Kraftstoff enthaltenen Schwefel kommt es jedoch neben der erwünschten
Nitratbildung an den katalytisch wirksamen Oberflächen stets auch zur unerwünschten
Bildung stabiler Sulfate, die zu einer schleichenden Vergiftung des Katalysators führen
und dessen NOx-Einlagerungsfähigkeit allmählich bis zur völligen Desaktivierung des
Katalysators verringern. Im Unterschied zu einer Bleivergiftung bei 3-Wege-
Katalysatoren ist eine solche Sulfatvergiftung eines NOx-Speicherkatalysators jedoch
vollständig oder zumindest überwiegend reversibel, sofern hinreichend hohe
Katalysatortemperaturen von etwas mehr als etwa 550°C und ein hinreichend hohes
Schadstoffangebot bei geringem Restsauerstoffgehalt vorliegen.
Bei NOx-Speicherkatalysatoren wird daher in der Praxis durch Einstellung einer
geeigneten Temperatur und Absenkung des Sauerstoffgehaltes bis in den Fetten
Betriebsbereich der Brennkraftmaschine, d. h. Verringerung des Lambda-Wertes auf
weniger als 1, in periodischen Abständen eine Entschwefelung oder De-Sulfatierung
durchgeführt.
Da Dieselmotoren üblicherweise nicht mit λ <1 laufen, sind bei dieser Art von
Brennkraftmaschinen besondere motorische Maßnahmen (u. a. Androsselung ohne
Drehmomenteneinbruch) zur De-Sulfatierung erforderlich, die zu einer unerwünschten
Veränderung des Fahrverhaltens führen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur
De-Sulfatierung eines einer mager betriebenen Brennkraftmaschine, insbesondere
einem Common-Rail-Dieselmotor, nachgeschalteten NOx-Speicherkatalysators, das
durch eine rechtzeitige und wirkungsvolle De-Sulfatierung eine ordnungsgemäße
Funktionsweise des Katalysators gewährleistet ohne daß es hierbei zu einer spürbaren
Veränderung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine kommt. Die Aufgabe
besteht zudem in der Schaffung einer einen NOx-Speicherkatalysator umfassenden
Abgasreinigungsvorrichtung und eines zugehörigen Common-Rail-Dieselmotors zur
Durchführung dieses Verfahrens.
Diese Aufgabe wird durch ein De-Sulfatierungsverfahren gelöst, bei dem in einem ersten
Verfahrensschritt (Verfahrensschritt a) der Beladungszustand des NOx-
Speicherkatalysators mit Schwefel bestimmt und mit einer einer gerade noch zulässigen
minimalen Katalysatoraktivität entsprechenden vorbestimmten maximal zulässigen
Schwefelbeladung verglichen wird, um den optimalen Zeitpunkt zur Entgiftung des
Katalysators zu ermitteln.
Zur Feststellung einer Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität erfolgt zudem eine OBD-
Kontrolle (OBD = On-Board-Diagnose) des NOx-Speicherkatalysators (Verfahrensschritt
b).
Bei Feststellung einer Unregelmäßigkeit oder bei Überschreitung der zulässigen
Katalysatorbeladung erfolgt dann zunächst eine Überprüfung der Zulässigkeit einer De-
Sulfatierung, um unerwünschte oder gar gefährliche Betriebsbedingungen oder
Fahrsituationen zu vermeiden. Hierbei werden sicherheitsrelevante Bauteile auf
ordnungsgemäße Funktionsweise und/oder die aktuelle Fahrsituation auf Einhaltung
vorbestimmter Fahrparameter überprüft (Verfahrensschritt c).
Gleichzeitig mit der Zulässigkeitsüberprüfung oder im Anschluß daran erfolgt in einem
weiteren Verfahrensschritt (Verfahrensschritt d) eine Überprüfung, ob durch Einhaltung
vorbestimmter De-Sulfatierungsparameter aktuellerweise eine Möglichkeit zur
Durchführung einer De-Sulfatierung gegeben ist. Diese Überprüfung kann auch bereits
vor der Zulässigkeitsüberprüfung erfolgen.
Gegebenenfalls werden die erforderlichen De-Sulfatierungsparameter eingestellt und die
De-Sulfatierung wird eingeleitet. Ansonsten erfolgt eine Wiederholung des
Verfahrensschrittes c) bis zur Zulässigkeit einer De-Sulfatierung. Gegebenenfalls wird
auch eine die Durchführung einer De-Sulfatierung behindernde festgestellte
Funktionsstörung eines der sicherheitsrelevanten Bauteile angezeigt.
Wenn die De-Sulfatierung sowohl zulässig als auch möglich ist, wird der NOx-
Speicherkatalysator schließlich in einem letzten Verfahrensschritt e) bis zum Erreichen
eines vorbestimmten De-Sulfatierungsgrades regeneriert. Im Anschluß hieran werden die
normalen Betriebsbedingungen wieder eingestellt und es erfolgt eine Rückkehr zum dem
Verfahrensschritt a).
Falls die aktuellen Ergebnisse der auch bei Durchführung der Verfahrensschritte d) und
e) andauernden Zulässigkeitsüberprüfung des Verfahrensschrittes c) dies erfordern,
erfolgt bei erkannter Unzulässigkeit des De-Sulfatierungsvorgangs jedoch ein vorzeitiger
Abbruch oder zumindest eine Unterbrechung der De-Sulfatierung und eine Rückkehr
zum Verfahrensschritt a) oder c). Gegebenenfalls wird auch eine festgestellte
Funktionsstörung eines der sicherheitsrelevanten Bauteile angezeigt.
Die Entscheidung über eine Rückkehr zu dem Verfahrensschritt a) oder einer Rückkehr
zu dem Verfahrensschritt c) erfolgt vorzugsweise anhand des aktuellerweise bereits
erreichten De-Sulfatierungsgrades, der mit einem vorbestimmten De-Sulfatierungsgrad
verglichen wird. Bei Unterschreitung dieses Wertes wird von einer nicht ausreichenden
Funktionsfähigkeit des Katalysators ausgegangen und es wird durch Rückkehr zu der
Zulässigkeitsüberprüfung des Verfahrensschrittes c) eine Fortsetzung des De-
Sulfatierungsvorgangs eingeleitet. Beim Erreichen oder beim Überschreiten des
vorbestimmten De-Sulfatierungsgrades hingegen ist bereits eine ausreichen hohe
katalytische Aktivität gewährleistet und es erfolgt eine Rückkehr zu dem
Verfahrensschritt a) zur Ermittlung des optimalen Zeitpunktes für die nächste De-
Sulfatierung. Der erreichte De-Sulfatierungsgrad wird über den Beladungszustand des
Katalysators mit Schwefel bestimmt.
Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Einstellung der erforderlichen De-
Sulfatierungsparameter in dem Verfahrensschritt d) erst nach Ablauf einer
vorbestimmten ersten Zeitspanne und/oder nach Überschreitung zumindest eines
zweiten Schwellenwertes für die Schwefelbeladung, um möglichst wenig in das
Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine eingreifen zu müssen.
Weitere bevorzugte Verfahrensvarianten sind den zugehörigen Unteransprüchen zu
entnehmen.
Um das Verfahren bei einem Common-Rail-Dieselmotor anwenden zu können, wird
dieser erfindungsgemäß zusätzlich mit einer vor dem Ansaugkrümmer angeordneten
Drosselklappe versehen.
Eine erfindungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
umfaßt einen NOx-Speicherkatalysator, dem zur Bestimmung der optimalen De-
Sulfatierungstemperatur zumindest je ein Temperaturfühler vorgeschaltet bzw.
nachgeschaltet ist, aus deren Meßwerten die eigentlich gewünschte
Katalysatortemperatur bestimmt wird. Dem NOx-Speicherkatalysator kann zudem eine
Breitbandlambdasonde zur Bestimmung des Lambda-Wertes vorgeschaltet und ein NOx-
Sensor zur Bestimmung der NOx-Emission nachgeschaltet sein.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der
erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens ergeben sich
nicht nur aus den zugehörigen Ansprüchen - für sich und/oder in Kombination - sondern
auch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in
Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer einem Common-Rail-Dieselmotor
nachgeschalteten erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung.
Ausgangspunkt für das erfindungsgemäße Verfahren ist die kontinuierliche Bestimmung
des Beladungszustandes eines NOx-Speicherkatalysators mit Schwefel, der sich einfach
über den kumulierten Kraftstoffverbrauch seit der letzten De-Sulfatierung berechnen läßt.
Vereinfachend kann nämlich mit einer für die Praxis hinreichenden Genauigkeit von einer
hundertprozentigen Effizienz bei der Schwefeleinlagerung und einem zu
vernachlässigenden Abbau des eingelagerten Schwefels bei einer NOx-Regeneration
ausgegangen werden Es sind jedoch auch andere Bestimmungsmöglichkeiten denkbar.
Da die katalytische Aktivität und damit die Funktionstüchtigkeit des Katalysators, wie
bereits erwähnt wurde, mit steigender Schwefelbeladung allmählich absinkt, wird zur
Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Funktionsweise des Katalysators bei
Überschreitung eines einer maximal zulässigen Schwefelbeladung bzw. Unterschreiten
einer minimal zulässigen Katalysatoraktivität entsprechenden vorbestimmten
Schwellenwertes eine De-Sulfatierung als erforderlich erachtet und es werden die hierfür
erforderlichen Maßnahmen in Form der nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte
ergriffen.
Zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Betriebsweise des NOx-
Speicherkatalysators findet zudem ergänzend zu der Bestimmung des
Beladungszustandes eine OBD-Kontrolle (OBD = On-Board-Diagnose) des Katalysators
statt, die im wesentlichen aus einer Überwachung der NOx-Speicheraktivität zur
Feststellung eventuell auftretender Unregelmäßigkeiten besteht.
Unregelmäßigkeiten der Katalysatoraktivität machen sich im wesentlichen durch zwei
Schädigungsbilder bemerkbar, die auch gemeinsam auftreten können:
- - Nach einer NOx-Regeneration wird zunächst eine gute NOx-Einlagerung gemessen, die Sättigung setzt jedoch schneller und stärker als berechnet ein.
- - Nach einer NOx-Regeneration wird ein stärkerer NOx-Durchbruch gemessen als nach den Berechnungen zu erwarten ist.
Bei Belegung oder Zerstörung der Edelmetallkomponenten des Katalysators ist neben
der abnehmenden NOx-Aktivität auch mit einer Minderung der HC-, CO- und
Partikelkonvertierung zu rechnen, so daß ein Abgleich der berechneten mit der
gemessenen NOx-Speichereffizienz zur Kat-Diagnose ausreicht. Unregelmäßigkeiten der
Katalysatoraktivität werden daher durch Bestimmung von NOx-Durchbrüchen ermittelt,
die in einem vorbestimmten Zeitfenster einen vorbestimmten Schwellenwert
überschreiten müssen, der bis zu einer NOx-Rohemission von etwa 10 g/h einer
Abweichung von etwa 2 g/h zwischen Istwert und Sollwert entspricht, währen der bei
höheren NOx-Rohemissionen einer Abweichung von 20% entspricht.
Nach Feststellung einer solchen Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität wird zunächst
zumindest eine vorgezogene NOx-Regeneration durchgeführt. Bei Fortbestehen der
Unregelmäßigkeiten wird zudem, wie bei einer zu hohen Schwefelbeladung auch, unter
Durchführung der nachfolgenden beschriebenen Verfahrensschritte eine De-Sulfatierung
eingeleitet.
Hierzu wird zunächst die aktuelle Fahrsituation auf Einhaltung vorbestimmter
Fahrparameter überprüft, da eine De-Sulfatierung nicht bei allen Fahr- oder
Betriebssituationen zulässig ist. Zur Durchführung einer De-Sulfatierung müssen
insbesondere die Drehzahl, die Last, die Laständerung und die Fahrgeschwindigkeit
innerhalb vorgegebener Zulässigkeitsgrenzen liegen, die eingehalten werden müssen,
damit eine De-Sulfatierung erfolgen kann oder eine bereits begonnene De-Sulfatierung
nicht unterbrochen oder abgebrochen wird.
Bei sehr hohen Drehzahlen und Lasten ist eine Anfettung des insbesondere bei
Turbomotoren sehr hohen Abgasmassenstroms auf einen Lambda-Wert von weniger als
1, wie er zur Durchführung einer De-Sulfatierung erforderlich ist, nur in Verbindung mit
hoher Exothermie im Abgas möglich, so daß bei Drehzahlen von mehr als etwa
3600 min-1 keine De-Sulfatierung erfolgt. Auch bei Drehzahlen von weniger als etwa
1200 min-1 wird eine De-Sulfatierung unterdrückt, da diese nur während des
Fahrbetriebs mit entsprechend hohen Drehzahlen erfolgen soll, um akustische Einflüsse
durch die erforderliche Teilandrosselung in Fahrphasen mit höheren Abroll- und
Windgeräuschen, d. h. höhere Geschwindigkeiten, zu verlagern und um eventuell
auftretende, unerwünschte geruchsintensive Reaktionsprodukte nicht im Stillstand oder
bei zu geringer Fahrgeschwindigkeit zu emittieren. Aus diesem Grund wird auch die
zulässige Mindestgeschwindigkeit zur Durchführung einer De-Sulfatierung auf etwa
30 km/h begrenzt.
Zur Vermeidung gefährlicher Fahrsituationen wird auch bei abrupten
Laständerungswünschen keine De-Sulfatierung zugelassen. Als Maß für die
Laständerungswünsche dient hierbei eine zeitliche Veränderung des Pedalwertgebers
PWG oder die PWG-Geschwindigkeit, die beispielsweise einen Wert von etwa 100%/s
nicht überschreiten darf.
Die Zulässigkeit einer De-Sulfatierung bei einer vorgegebenen Fahrsituation kann auch
aus Schwellenwerten für die Einspritzmenge den Drehzahlgradienten oder ein
Schuberkennungs- oder Bremssignal abgeleitet werden, wobei beispielsweise die
Einspritzmenge in Abhängigkeit vom verwendeten Motortyp 10-90% des
Maximalwertes betragen sollten. Falls eine oder mehrere dieser Möglichkeiten nicht
benötigt werden, so können diese durch entsprechende Wahl der Schwellenwerte oder
Zulässigkeitsgrenzen oder durch soft- oder hardwaremäßige Schalter außer Betrieb
genommen werden.
Der NOx-Speicherkatalysator benötigt nach einer vollständig verlaufenen oder aus den
nachstehend noch dargelegten Gründen unterbrochenen oder vorzeitig abgebrochenen
De-Sulfatierung stets eine Abkühl- oder Erholungspause bis zu einer erneuten De-
Sulfatierung, deren Dauer abhängig ist von der zum Erreichen des De-
Sulfatierungszustandes erforderlichen Vorbereitungszeit und der eigentlichen De-
Sulfatierungsdauer. Typische Zeiten liegen zwischen 10 und 170 min, insbesondere
jedoch zwischen 30 und 100 min. Nach Beendigung einer De-Sulfatierung wird daher
durch ein entsprechendes Abbruch- oder Endsignal eine Zeitfunktion gestartet, die in
Abhängigkeit von der Vorbereitungs- und De-Sulfatierungszeit eine variable
Erholungszeit errechnet, in der keine De-Sulfatierung zugelassen wird. Vor dem Einleiten
einer De-Sulfatierung wird daher als weitere Zulässigkeitsvoraussetzung auch die
Einhaltung der erforderlichen Erholungsdauer überprüft.
Da die erforderliche Anfettung des Abgasstroms auf λ ≦1 zu einer Anhebung der
gesamten eingespritzten Kraftstoffmenge und damit zu einer Leistungszunahme führen
kann, werden zudem die sicherheitsrelevanten Bauteile, wie das Einspritzsystem, die
Drosselklappe und der EGR-/Ladedrucksteller, auf ordnungsgemäße Funktionsweise
überprüft und eine Regeneration nur zugelassen, wenn von diesen Bauteilen keine
Fehlermeldungen kommen.
Gleichzeitig mit dieser Zulässigkeitsprüfung oder im Anschluß daran wird geprüft, ob
durch Einhaltung vorbestimmter De-Sulfatierungsparameter die Möglichkeit zur
Durchführung einer De-Sulfatierung gegeben ist. Gegebenenfalls kann diese
Überprüfung auch bereits vor der Zulässigkeitsüberprüfung erfolgen.
Zur Gewährleistung einer erfolgreichen De-Sulfatierung muß insbesondere die
Katalysatortemperatur zwischen 500 und 850°C, vorzugsweise jedoch zwischen 600 und
700°C liegen. Die Einhaltung dieser Grenzen wird über die gemessenen oder
berechneten Abgastemperaturen vor und nach dem NOx-Speicherkatalysator überwacht,
wobei gegebenenfalls auch bereits einer dieser beiden Werte ausreicht.
Bei Zulässigkeit einer De-Sulfatierung werden nun gegebenenfalls die erforderlichen De-
Sulfatierungsparameter eingestellt und die De-Sulfatierung des Katalysators wird
eingeleitet. Da die Katalysatortemperatur insbesondere bei Dieselfahrzeugen,
üblicherweise erheblich zu niedrig für die Durchführung einer De-Sulfatierung ist,
bedeutet dies insbesondere, daß zunächst die Katalysatortemperatur durch motorische
Maßnahmen und durch eine Nacheinspritzung angehoben werden muß. Zur Begrenzung
der Katalysatortemperatur nach oben oder unten können hierbei die EGR-Rate
(Abgasrückführungsrate) die Stellung der Drosselklappe, der Ladedrucksteller, die
Nacheinspritzmenge, der Nacheinspritzzeitpunkt und der Spritzbeginn der
Haupteinspritzung variiert werden.
Als Haupteingangsdaten für die kennfeldmäßige Berechnung der Parameteränderungen
dient der Betriebspunkt (Drehzahl n, aktuelle Einspritzmenge M_E). Die
Abgastemperaturen vor und nach dem NOx-Speicherkatalysator, die
Kühlmitteltemperatur und der Atmosphärendruck bilden hierbei über Kennlinien
Korrekturwerte, die multiplikativ in die Berechnung der Parameteränderungen eingehen.
Bei der Nacheinspritzmenge als Hauptenergielieferant ist zur beschleunigten Aufheizung
eine zweistufige Vorgehensweise erforderlich. Zunächst wird dem Abgas eine hohe
Energiemenge zugesetzt, um nach der Konvertierung an einem Vorkatalysator mit der
über der Mindest-Desulfatierungstemperatur liegenden Abgastemperatur den Katalysator
schnell hochzuheizen. Bei Annäherung der Temperatur nach dem Katalysator an die
Mindest-Desulfatierungstemperatur kann die Nacheinspritzmenge zur Vermeidung von
Überhitzungsschäden zurückgenommen werden, so daß die mittlere Temperatur des
NOx-Speicherkatalysators etwa auf dem Niveau der Mindest-Desulfatierungstemperatur
gehalten wird und nicht mehr nennenswert zunimmt. Die Kennlinien sollten so ausgelegt
sein, daß bei stationärer Ansteuerung des Systems ein Sicherheitsabstand von
zumindest 30°C zur maximal zulässigen De-Sulfatierungstemperatur eingehalten wird.
Die Nacheinspritzmenge wird hierbei für 20-200 s, insbesondere jedoch für 30-60 s,
auf einem reduzierten Wert "eingefroren", der 20-70%, vorzugsweise jedoch 50%, der
zum Halten der Mindest-Abgastemperatur von etwa 220°C erforderlichen
Nacheinspritzmenge entspricht.
Eine zusätzliche Kontrolle erfolgt über ein Lambdasignal, das zur Gewährleistung einer
hinreichend schnellen Oxidationsreaktion auf dem Vorkatalysator und dem NOx-
Speicherkatalysator einen vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreiten darf, die
dem durch motorische Maßnahmen einzustellenden Lambda-Wert bei der De-
Sulfatierung entspricht.
In Abhängigkeit von dem vor Einleitung der motorischen Maßnahmen vorliegenden
Lambda-Wert kann die Vorbereitung der De-Sulfatierung zunächst bis zu einer
Lambdaschwelle von etwa 1,3-1,6 schnell eingeleitet werden. Mit Annäherung an den
De-Sulfatierungs-Lambda-Wert von etwa 0,95-0,99 wird dann die
Verstellgeschwindigkeit der Aktuatoren zunehmend verlangsamt, um eine annähernd
drehmomentneutrale Anpassung der Haupteinspritzung zu ermöglichen. Der Lambda-
Wert bei der De-Sulfatierung wird über die PWG-Geschwindigkeit dynamikkorrigiert und
kann zusätzlich über den zeitlichen Verlauf der De-Sulfatierung moduliert werden.
Da die De-Sulfatierung überwiegend mit CO als Regenerationsmittel abläuft, wird in der
dritten Stufe die Voreinspritzmenge betriebspunktabhängig und gedämpft angehoben
und gleichzeitig die Haupteinspritzmenge betriebspunktabhängig und gedämpft
zurückgenommen. Der Voreinspritzzeitpunkt liegt hierbei vor Zündbeginn im Ansaugtakt
oder in der ersten Phase des Verdichtungstaktes.
Um das Fahrverhalten möglichst wenig zu beeinflussen, kann die Einstellung der
erforderlichen De-Sulfatierungsparameter auch erst nach Ablauf einer vorbestimmten
Zeitspanne oder nach Überschreitung eines zweiten Schwellenwertes für die
Schwefelbeladung erfolgen, der beispielsweise einer Beladung entspricht, bei der eine
De-Sulfatierung oder Regeneration dringend erforderlich ist. In diesem Fall wird der
Beladungszustand des NOx-Speicherkatalysators durch die Schwellenwerte in drei
charakteristische Bereiche unterteilt, in denen eine "De-Sulfatierung nicht nötig", eine
"De-Sulfatierung nötig" oder eine "De-Sulfatierung dringend nötig" ist. Es ist auch eine
Kombination beider Verfahren oder auch eine feinere Unterteilung des
Beladungszustandes durch Verwendung weitere Schwellenwerte denkbar.
Im Zustand "De-Sulfatierung nötig" findet dann eine De-Sulfatierung des NOx-
Speicherkatalysators nur statt, wenn sowohl die Betriebssituation eine De-Sulfatierung
erlaubt, d. h., wenn die angegebenen Zulässigkeitsvoraussetzungen erfüllt sind, als auch
die erforderlichen Betriebsparameter eingestellt sind und eine De-Sulfatierung
ermöglichen. Andernfalls wird mit einer De-Sulfatierung so lange gewartet, bis der
Zustand "De-Sulfatierung dringend nötig" erreicht ist. Dann wird jedoch beim Vorliegen
der Zulässigkeitsvoraussetzungen durch verschiedene motorische Maßnahmen der
genannten Art, die einzeln oder in Kombination erfolgen, auf die Betriebsparameter
derart Einfluß genommen, daß eine De-Sulfatierung durchgeführt werden kann. Durch
diese zweistufige Vorgehensweise wird das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine so
wenig wie möglich beeinflußt.
Vor Einsetzen der De-Sulfatierung muß zunächst der im NOx-Speicherkatalysator
lagernde Restsauerstoff verbraucht werden. Anschließend werden die gespeicherten
Stickoxide mit dem Reduktionsmittelüberschuß umgesetzt. Die Reaktion läuft nicht
vollkommen stöchiometrisch ab, sondern wird über den Lambda-Wert, den
Abgasmassenstrom und die Abgastemperatur vor und nach dem NOx-
Speicherkatalysator korrigiert.
Die eigentliche De-Sulfatierung wird durch eine Teilandrosselung des Motors, eine
Erhöhung der EGR-Rate, eine Senkung des Ladedrucks, eine Anhebung der
Voreinspritzmenge, eine Anhebung der Nacheinspritzmenge und/oder eine Senkung der
Haupteinspritzmenge gesteuert.
Vorteilhaft wird zunächst ein Brennverlauf mit λ = 1,2-1,5 eingestellt und die
Abgasanfettung auf λ ≦1 erfolgt über die Nacheinspritzung. Zusätzlich wird
vorzugsweise die Voreinspritzmenge mit dem Ziel der CO-Bildung als Haupt-
Desulfatierungs-Reagens angehoben und die Haupteinspritzmenge abgesenkt.
Insbesondere durch die Teilandrosselung ist mit einer Momentenänderung zu rechnen,
die durch Anpassung der Haupteinspritzmenge korrigiert werden muß, ohne daß der
Fahrer eine Änderung des Fahrverhaltens bemerkt. Die Korrektur der
Momentenänderung kann hierbei auch erst nach Überschreiten eines bestimmten
Schwellenwertes erfolgen.
Zur Korrektur wird zunächst per Kennfeld ein Sollmoment abgerufen.
Momentenänderungen als Folge eines Motoreingriffs ergeben sich durch Abweichungen
bei der Ladungswechselarbeit und durch eine Verbrennungsverschleppung infolge
anderer Drosselklappen- und EGR- und Ladedruckeinstellungen. Daneben führt eine
unvollständige Verbrennung bei sehr niedrigen Lambda-Werten als Folge von
Androsselung/Ladedrucksenkung/Anhebung der EGR-Rate zu einer Korrektur des
Sollmomentes. Bei sehr hohen Nacheinspritzmengen verbleiben Kraftstoffreste im
Zylinder, die erst im nächsten Takt mit verbrennen und somit ebenfalls
momentenbeeinflussend sind. Nur zur Applikationserleichterung wird abschließend bei
der Ermittlung des tatsächlichen Momentes ein weiteres Korrekturfeld additiv
eingeschleift.
Eine Änderung der Haupteinspritzmenge wird erst freigegeben, wenn ein vorbestimmter
Schwellenwert der Momentenabweichung überschritten wird.
Im Unterschied zu einer NOx-Regeneration ist die im fetten Abgas (λ <1) anschließend
pro Zeiteinheit mögliche absolute Schwefelentladung des NOx-Speicherkatalysators nur
in geringem Maße vom verfügbaren Reduktionsmittelangebot abhängig. In diesem Fall
ist eine deutlich überstöchiometrische Reduktionsmittelzugabe erforderlich. Sofern eine
durch die Voreinspritz-Verstellung sichergestellte Mindest-CO-Menge zur Verfügung
steht, läßt sich die Schwefelentladung formelmäßig aus der Katalysatortemperatur, dem
Lambda-Wert und dem Rest-Beladungszustand bestimmten. Die Entschwefelung wird
jedoch nur bei einer bestimmten CO-Mindestdurchströmung berechnet, die mindestens
50 g/h CO, vorzugsweise jedoch 300 g/h CO beträgt. Wegen der langen De-
Sulfatierungszeiten im Vergleich zu einer NOx-Regeneration kann auf die
Berücksichtigung des O2-Restgehaltes verzichtet werden.
Die De-Sulfatierung wird üblicherweise bis zum Erreichen eines vorbestimmten De-
Sulfatierungsgrades durchgeführt. Anschließend werden wieder normale
Betriebsbedingungen eingestellt und es wird erneut mit der eingangs beschriebenen
Bestimmung des Beladungszustandes begonnen, um den Zeitpunkt für die nächste De-
Sulfatierung zu ermitteln.
Bei dieser regulären Beendigung der De-Sulfatierung werden zunächst die
Nacheinspritzmenge und der Zeitpunkt der Nacheinspritzung sofort wieder auf den
regulären Wert eingestellt. Anschließend wird die Voreinspritzmenge zeitgesteuert
rampenförmig auf den Normalwert zurückgeführt, wobei jedoch die
Änderungsgeschwindigkeit größer ist als bei der Durchführung der De-Sulfatierung.
Zudem werden die Drosselklappe, der EGR-Steller und der Ladedruckregler mit einer
vom Lambda-Wert und vom Betriebspunkt (Drehzahl n, aktuelle Einspritzmenge M_E)
abhängiger Verstellgeschwindigkeit auf die Normalwerte zurückgeführt.
In manchen Fällen kann es jedoch auch zu einem vorzeitigen Abbruch oder zumindest zu
einer Unterbrechung eines bereits begonnenen De-Sulfatierungsvorgangs kommen, falls
dieser aufgrund der aktuellen Ergebnisse der bereits beschriebenen
Zulässigkeitsüberprüfung unzulässig sein sollte.
Eine andere Möglichkeit für eine plötzliche Unzulässigkeit des De-Sulfatierungsvorgangs
besteht in einer zu hohen thermischen Belastung des NOx-Speicherkatalysators durch
Überschreitung eines Schwellenwertes für die De-Sulfatierungs-Gesamtzeit, die sich aus
der zum Umschalten vom normalen Betriebszustand in den De-Sulfatierungszustand
erforderlichen Vorbereitungs- oder Aufheizzeit und aus der zur Durchführung einer De-
Sulfatierung erforderlichen eigentlichen De-Sulfatierungszeit zusammensetzt. Alternativ
hierzu können auch Schwellenwerte für die Einzelzeiten verwendet werden. Die
zulässige Vorbereitungszeit zur Durchführung einer De-Sulfatierung und die zulässige
De-Sulfatierungsdauer betragen hierbei jeweils maximal 200-300 s, wobei jeweils der
untere Wert zu bevorzugen ist.
In diesen Fällen ist ein vollständiger Abbruch des De-Sulfatierungsvorgangs, obgleich er
prinzipiell möglich ist, üblicherweise nicht sinnvoll, da dann die zum Aufheizen des
Katalysators eingesetzte Energie verloren wäre. Sinnvoller ist es vielmehr die
Katalysatortemperatur innerhalb eines vorbestimmten Beobachtungszeitraums durch
abgeschwächte temperaturerhaltende Maßnahmen zunächst beizubehalten und erst
nach Fortbestehen der Unzulässigkeit nach Ablauf dieses Zeitraums auf normale
Betriebswerte abzusenken. In dem Beobachtungszeitraum werden daher zunächst die
motorischen Maßnahmen wie bei einer regulären Beendigung der De-Sulfatierung auf
die Normalfunktion zurückgeführt, während man die Nacheinspritzung zum Halten der
Katalysatortemperatur weiterlaufen läßt. Hierdurch wird die De-Sulfatierung sozusagen
"eingefroren". Erst wenn innerhalb des Beobachtungszeitraums der Status "De-
Sulfatierung zulässig" nicht wieder erreicht wird, wird auch die Nacheinspritzung auf die
Normalfunktion gesetzt. Zudem wird gegebenenfalls eine festgestellte Funktionsstörung
eines der sicherheitsrelevanten Bauteile angezeigt.
Im Falle einer zu geringen Fahrgeschwindigkeit erfolgt das "Einfrieren" für etwa 60-600
s, insbesondere jedoch für etwa 300 s, mit einer Begrenzung der Nacheinspritzmenge
auf etwa 0,2-0,3 kg/h, wobei ein Wert von etwa 0,25 kg/h zu bevorzugen ist. Aus
sonstigen Gründen erfolgt das "Einfrieren" für etwa 30-300 s, insbesondere jedoch für
etwa 150 s.
Auch nach Ablauf des Beobachtungszeitraums wird kontinuierlich die Zulässigkeit einer
De-Sulfatierung, sowie die Möglichkeit zu deren Durchführung weiter überprüft, um den
abgebrochenen De-Sulfatierungsvorgang durch Weiterführung so bald wie möglich zu
beenden und damit die volle Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators wieder
herstellen zu können.
Ein sofortiger vollständiger Abbruch des De-Sulfatierungsvorgangs erfolgt jedoch dann,
wenn der bis zu diesem Zeitpunkt bereits erreichte De-Sulfatierungsgrad einen
vorbestimmten De-Sulfatierungsgrad überschreitet, d. h. eine vorbestimmte
Schwefelbeladung unterschreitet, die etwa einer Restbeladung von 5-15% bezogen auf
den Beladungszustand bei Einleitung der De-Sulfatierung entspricht. In diesem Fall ist
der NOx-Speicherkatalysator durch die vorangegangene De-Sulfatierung bereits
ausreichend gut regeneriert, um eine ordnungsgemäße Funktionsweise gewährleisten zu
können.
Nach dem vorzeitigen Abbruch oder einer Unterbrechung eines De-
Sulfatierungsvorgangs wird daher die Schwefelbeladung des NOx-Speicherkatalysators
und damit dessen De-Sulfatierungsgrad bestimmt und mit der angegebenen maximal
zulässigen Restbeladung verglichen. Bei Unterschreitung dieses Wertes wird der De-
Sulfatierungsvorgang wegen ausreichender Funktionstüchtigkeit des Katalysators ohne
Durchführung der oben erwähnten temperaturerhaltenden Maßnahmen endgültig
abgebrochen und es wird statt dessen durch Rückkehr zu der Anfangs beschriebenen
kontinuierlichen Bestimmung des Beladungszustandes der Zeitpunkt für die nächste
reguläre De-Sulfatierung bestimmt. Beim Erreichen oder Überschreiten dieses Wertes
hingegen wird die De-Sulfatierung innerhalb des Beobachtungszeitraums auf die
beschriebene Art und Weise "eingefroren", um die zum Aufheizen des Katalysators
eingesetzte Energie möglichst optimal nutzen zu können.
Die De-Sulfatierung gilt als beendet, wenn die Abweichung des Ist-Lambda-Wertes vom
Normal-Lambda-Wert unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, wobei der
Lambda-Wert sowohl durch eine Messung mittels eines Lambda-Sensors als auch über
eine Berechnung bestimmt werden kann.
Zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Funktionsweise des NOx-
Speicherkatalysators wird nach einer vorgezogenen De-Sulfatierung auf Grund einer
durch die OBD-Kontrolle ermittelten Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität die Anzahl
der nachfolgend durchgeführten NOx-Regenerationen bestimmt und mit einer
vorbestimmten Mindestanzahl aufeinanderfolgender NOx-Regenerationen verglichen, die
10-100, vorzugsweise jedoch etwa 20 beträgt. Beim Auftreten einer erneuten
Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität vor Erreichung dieser Mindestanzahl wird von
einem Katalysatordefekt ausgegangen, der durch eine ansprechende Anzeigeeinrichtung
angezeigt wird.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Common-Rail-Dieselmotor 10 mit einem
vorgeschalteten Saugrohr 12 und einer darin eingebauten Drosselklappe 14, die hinter
nicht dargestellten Ladedruck- und Temperatursensoren aber vor einer EGR-Einleitung
16 angeordnet ist und zur Reduzierung des Luft-Kraftstoffverhältnisses Lambda ohne
Drehmomenteneinbrüche dient. Die Ansteuerung der Drosselklappe 14 erfolgt entweder
durch ein pulweitenmoduliertes Signal mit fester Frequenz, welches sich aus dem
Tastverhältnis der Ansteuerung ergibt, oder durch eine CAN-Botschaft, die prozentual die
Stellung der Drosselklappe 14 beschreibt. Die Ruhestellung der Drosselklappe 14 ist
grundsätzlich in Stellung "offen". Die Definition, welcher Wert des Ansteuersignals
welcher Drosselklappenstellung entspricht, ist per Software einstellbar.
Das Abgas des Dieselmotors 10 gelangt über eine Abgasleitung 18 mit einem
Abgasturbolader 20 in eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem Vorkatalysator 22 und
einem NOx-Speicherkatalysator 24. Dem Vorkatalysator 22 ist eine
Breitbandlambdasonde 26 zur Messung des Lambda-Wertes vorgeschaltet, die
zusätzlich oder alternativ zu einer Berechnung des Lambda-Wertes erfolgt.
Vor dem NOx-Speicherkatalysator 24 und nach dem NOx-Speicherkatalysator 24 ist
jeweils ein Temperaturfühler 28 bzw. 30 zur Überwachung der minimal bzw. maximal
zulässigen De-Sulfatierungstemperatur angeordnet. Die Temperaturfühler 28, 30 dienen
zudem zur Überwachung der für eine NOx-Regeneration erforderlichen
Mindesttemperatur sowie zur Steuerung der optimalen NOx-Einlagerung. Durch Vergleich
der Ausgangstemperatur mit der Eingangstemperatur kann die katalytische Aktivität des
NOx-Speicherkatalysators 24 überwacht werden.
Dem NOx-Speicherkatalysator 24 ist ein NOx-Sensor 38 zur Messung der
Stickoxidemission nachgeschaltet, der zur Bestimmung von Unregelmäßigkeiten der
Katalysatoraktivität dient.
Die Meßsignale der Breitbandlambdasonde 26, der Temperaturfühler 28, 30 und des
NOx-Sensors 38 liegen über Leitungen 32, 34, 40 an einer zugehörigen
Steuereinrichtung 36 zur Steuerung des Motors 10 an.
Claims (46)
1. Verfahren zur De-Sulfatierung eines einer mager betriebenen Brennkraftmaschine
(10) nachgeschalteten NOx-Speicherkatalysators (24) mit folgenden
Verfahrensschritten:
- a) Bestimmung des Beladungszustandes des NOx-Speicherkatalysators (24) mit Schwefel und Vergleich der ermittelten Beladungswerte mit einem vorbestimmten ersten Schwellenwert für eine maximal zulässige Schwefelbeladung und/oder
- b) OBD-Kontrolle des NOx-Speicherkatalysators (24) zur Überwachung der Katalysatoraktivität;
- c) bei Überschreitung des Schwellenwertes oder bei Feststellung einer Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität Überprüfung der Zulässigkeit einer De-Sulfatierung durch Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktionsweise sicherheitsrelevanter Bauteile und/oder Überprüfung der aktuellen Fahrsituation auf Einhaltung vorbestimmter Fahrparameter;
- d) Überprüfung, ob durch Einhaltung vorbestimmter De-Sulfatierungsparameter die Möglichkeit zur Durchführung einer De-Sulfatierung gegeben ist, gegebenenfalls Einstellung der erforderlichen De-Sulfatierungsparameter und Einleitung der De-Sulfatierung bei Zulässigkeit einer solchen Maßnahme, ansonsten Wiederholung des Verfahrensschrittes c) und/oder gegebenenfalls Signalisierung einer festgestellten Funktionsstörung eines der sicherheitsrelevanten Bauteile; und
- e) Durchführung der De-Sulfatierung bis zum Erreichen eines vorbestimmten De-Sulfatierungsgrades, Einstellung normaler Betriebsbedingungen und Rückkehr zu dem Verfahrensschritt a) oder vorzeitiger Abbruch oder Unterbrechung der De-Sulfatierung, falls die aktuellen Ergebnisse der Zulässigkeitsprüfung des Verfahrensschrittes c) dies erfordern, Rückkehr zu dem Verfahrensschritt a) oder c) und/oder gegebenenfalls Signalisierung einer festgestellten Funktionsstörung eines der sicherheitsrelevanten Bauteile.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der
erforderlichen De-Sulfatierungsparameter bei dem Verfahrensschritt d) erst nach
Ablauf einer vorbestimmten ersten Zeitspanne und/oder nach Überschreitung
zumindest eines zweiten Schwellenwertes für die Schwefelbeladung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem
vorzeitigen Abbruch oder der Unterbrechung der De-Sulfatierung der
Beladungszustand der NOx-Speicherkatalysators (24) mit Schwefel bestimmt und
bei Unterschreitung eines vorbestimmten De-Sulfatierungsgrades, d. h. bei
Überschreitung einer vorbestimmten Schwefelbeladung, durch Rückkehr zu dem
Verfahrensschritt c) eine erneute De-Sulfatierung eingeleitet wird, während beim
Erreichen oder bei einer Überschreitung des vorbestimmten De-
Sulfatierungsgrades eine Rückkehr zu dem Verfahrensschritt a) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte De-
Sulfatierungsgrad weniger als 5-15% Restbeladung bezogen auf den
Beladungszustand bei Einleitung der De-Sulfatierung beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß als Brennkraftmaschine (10) ein Common-Rail-Dieselmotor verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß als sicherheitsrelevante Bauteile das Einspritzsystem und/oder die
Drosselklappe (14) und/oder der EGR-/Ladedrucksteller überprüft werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fahrsituation aus einem Schwellenwert für den Pedalwertgeber PWG
und/oder der Einspritzmenge und/oder der Drehzahl und/oder einem
Schuberkennungssignal und/oder einem Bremssignal und/oder einem
Drehzahlgradienten abgeleitet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine De-Sulfatierung nur bei Überschreitung einer bestimmten
Mindestgeschwindigkeit durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mindestgeschwindigkeit 30 km/h beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß nur in einem bestimmten Drehzahl- oder Lastbereich und in einem bestimmten
Bereich von Laständerungswünschen oder der PWG-Geschwindigkeit eine De-
Sulfatierung durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlbereich
1200-3600 min-1 beträgt, während die maximale PWG-Geschwindigkeit <100%/s
ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine De-Sulfatierung nur durchgeführt wird, wenn die Einspritzmenge
10-90% des Maximalwertes beträgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einhaltung der erforderlichen De-Sulfatierungstemperatur durch
Bestimmung der Abgastemperatur vor und/oder nach dem NOx-
Speicherkatalysator (24) überwacht wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Durchführung einer De-Sulfatierung eine Abgastemperatur von
500-850°C eingestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Abgastemperatur von 600-700°C eingestellt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgas- oder Katalysatortemperatur durch Einstellung der EGR-Rate
und/oder des Ladedruckstellers, und/oder der Nacheinspritzmenge und/oder des
Zeitpunktes der Nacheinspritzung und/oder des Spritzbeginns der
Haupteinspritzung gesteuert wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die zum Einstellen des De-Sulfatierungszustandes erforderliche Vorbereitungs-
oder Aufheizzeit und die zur Durchführung einer De-Sulfatierung erforderliche De-
Sulfatierungsdauer bestimmt werden und daß die De-Sulfatierung nach
Überschreitung einer vorbestimmten maximal zulässigen Vorbereitungszeit
und/oder De-Sulfatierungsdauer unterbrochen oder vorzeitig abgebrochen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal
zulässige De-Sulfatierungsdauer 200-300 s beträgt.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal
zulässige Vorbereitungszeit zur Durchführung einer De-Sulfatierung 200-300 s
beträgt.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb einer vorbestimmten minimalen Erholungszeit nach einer
ordnungsgemäßen Beendigung oder einem vorzeitigen Abbruch bzw. einer
Unterbrechung einer De-Sulfatierung keine erneute De-Sulfatierung durchgeführt
wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale
Erholungszeit in Abhängigkeit von der zur Einstellung des De-
Sulfatierungszustandes erforderlichen Vorbereitungszeit und der eigentlichen De-
Sulfatierungsdauer variabel gewählt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale
Erholungszeit 10-170 min beträgt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale
Erholungszeit 30-100 min beträgt.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Katalysatortemperatur nach einer Unterbrechung oder einem vorzeitigen
Abbruch der De-Sulfatierung durch abschwächende temperaturerhaltende
Maßnahmen beibehalten und erst nach Ablauf einer vorbestimmten zweiten
Zeitspanne auf normale Betriebswerte abgesenkt wird.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwefelbeladung des NOx-Speicherkatalysators (24) über den
kumulierten Kraftstoffverbrauch sein der letzten De-Sulfatierung bestimmt wird.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die De-Sulfatierung durch Teilandrosselung der Brennkraftmaschine (10)
und/oder Erhöhung der EGR-Rate und/oder Senkung des Ladedrucks und/oder
Anhebung der Voreinspritzmenge und/oder Anhebung der Nacheinspritzmenge
und/oder Senkung der Haupteinspritzmenge gesteuert wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Lambda-Wert in
einer ersten Stufe durch Teilandrosselung der Brennkraftmaschine (10) und/oder
Erhöhung der EGR-Rate und/oder Senkung des Ladedrucks zunächst auf einen
vorbestimmten ersten Lambda-Schwellwert abgesenkt und dann in einer zweiten
Stufe durch Steuerung der Nacheinspritzung auf den endgültigen Regeneration-
Lambda-Wert eingestellt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte
Lambda-Schwellwert 1,1-1,6 beträgt.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte
Lambda-Schwellwert 1,3-1,5 beträgt.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeneration bei einem Lambda-Wert 0,85-1 erfolgt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerations-
Lambda-Wert 0,95-0,995 beträgt.
32. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die
Voreinspritzmenge in einer dritten Stufe auf bis zu 50% der Haupteinspritzmenge
angehoben wird.
33. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Voreinspritzmenge auf 5-20% der Haupteinspritzmenge angehoben wird.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß auftretende Momentenänderungen durch Steuerung der Haupteinspritzmenge
korrigiert werden.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
Momentenänderungen erst nach Überschreitung eines bestimmten
Schwellenwertes korrigiert werden.
36. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Unregelmäßigkeiten der Katalysatoraktivität durch Bestimmung von NOx-
Durchbrüchen ermittelt werden.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die NOx-
Durchbrüche in einem bestimmten Zeitfenster einen bestimmten Schwellenwert
überschreiten müssen.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert
für mehr als 30 s überschritten werden muß.
39. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwellenwert bis zu einer NOx-Rohemission von 10 g/h einer Abweichung von 2
g/h zwischen Istwert und Sollwert entspricht, während er bei höheren NOx-
Rohemissionen einer Abweichung von 20% entspricht.
40. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Feststellung einer Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität zumindest
eine vorgezogene NOx-Regeneration durchgeführt wird.
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zumindest
noch eine De-Sulfatierung durchgeführt und bei Fortbestehen der
Unregelmäßigkeit ein Katalysatordefekt signalisiert wird.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der nach
einer vorgezogenen De-Sulfatierung durchgeführten regulären NOx-
Regenerationen bestimmt und mit einer vorbestimmten Mindestanzahl
aufeinanderfolgender NOx-Regenerationen verglichen wird und daß beim Auftreten
einer erneuten Unregelmäßigkeit der Katalysatoraktivität vor Erreichung dieser
Mindestanzahl ein Katalysatordefekt signalisiert wird.
43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestanzahl
aufeinanderfolgender regulärer NOx-Regenerationen 10-100 beträgt.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestanzahl
aufeinanderfolgender regulärer NOx-Regenerationen 20 beträgt.
45. Common-Rail-Dieselmotor (10), dadurch gekennzeichnet, daß zur De-
Sulfatierung eines nachgeschalteten NOx-Speicherkatalysators (24) nach einem
der vorhergehenden Ansprüche vor dem Ansaugkrümmer eine Drosselklappe (14)
angeordnet ist.
46. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10) mit einem NOx-
Speicherkatalysator (24), dadurch gekennzeichnet, daß dem NOx-
Speicherkatalysator zumindest je ein Temperaturfühler (28, 30) vorgeschaltet bzw.
nachgeschaltet ist und/oder daß dem NOx-Speicherkatalysator (24) eine
Breitbandlambdasonde (26) vorgeschaltet und/oder ein NOx-Speicher-Sensor (38)
nachgeschaltet ist.
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