EP1209332A2 - Verfahren und Vorrichtungen zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators - Google Patents

Verfahren und Vorrichtungen zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators Download PDF

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EP1209332A2
EP1209332A2 EP01250407A EP01250407A EP1209332A2 EP 1209332 A2 EP1209332 A2 EP 1209332A2 EP 01250407 A EP01250407 A EP 01250407A EP 01250407 A EP01250407 A EP 01250407A EP 1209332 A2 EP1209332 A2 EP 1209332A2
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regeneration
exhaust gas
catalytic converter
oxygen
signal
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Ekkehard Pott
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Definitions

  • the invention relates to methods for carrying out a regeneration of a NO x storage catalytic converter in an exhaust line of an internal combustion engine and devices for carrying out the regeneration with the features mentioned in the preambles of independent claims 1 to 3 or 20 or 21.
  • the NO x storage catalytic converter must be regenerated at recurring intervals.
  • the internal combustion engine is briefly switched to a rich or stoichiometric working mode ( ⁇ ⁇ 1).
  • ⁇ ⁇ ⁇ 1 a mass flow of reducing agent in the exhaust gas increases, the nitrogen oxides stored as nitrate are desorbed and converted catalytically on the NO x storage catalytic converter with simultaneous oxidation of CO and HC.
  • a regeneration period during which the rich exhaust gas atmosphere is applied to the storage catalytic converter is predefined.
  • the disadvantage of this is that an actual loading state of the NO x storage catalytic converter and a current regeneration rate thereof are not taken into account.
  • Such a procedure harbors the risk that the regeneration period is too short or too long, with in the first case an incomplete regeneration of the storage and in the second case an unnecessary increase in fuel consumption and an emission of environmentally harmful reducing agents (HC and CO).
  • Refined processes attempt to estimate an actual loading state of the NO x storage catalytic converter on the basis of certain operating parameters during the last lean phase and derive a necessary regeneration period from this.
  • this method also has considerable inaccuracies, so that unsuitable NO x regeneration times with the mentioned consequences can also result here.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method for NO x regeneration of a NO x storage catalytic converter which is optimized with regard to the lowest possible reducing agent emission and at the same time ensures complete regeneration of the storage catalytic converter.
  • the process should run as quickly as possible, that is to say short regeneration times.
  • a device which is suitable and advantageous for carrying out the method is also to be provided.
  • the predefined signal threshold value can be determined in advance with sufficient reliability.
  • the method thus enables a reduction in CO and HC emissions and a minimization of an additional fuel consumption necessary for NO x regeneration.
  • the oxygen-dependent signal of the measuring device is extrapolated on the basis of current operating parameters of the internal combustion engine and / or the exhaust system.
  • these can include, for example, a current air / fuel mixture (combustion lambda) fed to the internal combustion engine and / or an exhaust gas mass flow and / or an exhaust gas temperature and / or a catalyst temperature.
  • the accuracy of the extrapolation can be further increased by taking into account a behavior model of the NO x storage catalytic converter.
  • a behavior model can include, for example, the course of a regeneration rate depending on the current reducing agent mass flow and / or the catalyst temperature.
  • the behavior model can also take into account the signal curve measured during the current regeneration.
  • An advantageous further development of the method can also be achieved by extrapolating the signal taking into account a behavior model of the oxygen-sensitive measuring device.
  • a behavior model of the oxygen-sensitive measuring device In particular, an inertia, that is to say a time delay with which the measuring device displays changed exhaust gas conditions, but also a current temperature of the measuring device measured, for example, via an internal resistance, can be taken into account.
  • the exhaust gas runtime as a fixed value preferably provided, this on the basis of current operating parameters of the Calculate internal combustion engine. It can be based on known operating parameters such as engine load, speed or exhaust gas temperature or other suitable data be resorted to.
  • a preferred embodiment of the method provides for specifying limit values for different operating conditions of the internal combustion engine and / or the exhaust system and suppressing the extrapolation if these limit values are not observed.
  • Limit values for the exhaust gas mass flow and / or for the temperature of the NO x storage catalytic converter are particularly useful, since the regeneration rates are too inconsistent if the exhaust gas mass flows are too high or the catalyst temperatures are too low to be able to be extrapolated with sufficient reliability.
  • the signal extrapolation can advantageously also be suppressed if there are interfering influences which depend on the operating point and which influence irregular NO x regeneration. This is the case, for example, in the case of a fuel cut-off of the internal combustion engine.
  • the Extrapolation not during the entire regeneration period of the Storage catalytic converter, but only after a specified time has elapsed Start of regeneration and / or after throughput of a predetermined exhaust gas mass and / or after a predetermined minimum threshold of the signal of the Measuring device.
  • the extrapolation according to the invention enables the exhaust gas runtime to be taken into account when changing the combustion lambda during regeneration, so that a reaction to an expected signal level can be anticipated to a certain extent. For example, it is possible to increase the combustion lambda before an undesirable reduction in the reducing agent, which is predicted by the extrapolation, and ultimately to reduce it or even to completely suppress it. Overall, the method thus enables a reduction in CO and HC emissions and a minimization of an additional fuel consumption required for NO X regeneration.
  • the (Theoretical) achievement of the predetermined for a regeneration termination Signal threshold value determined in advance can be timely means to break off before a reductant breakthrough occurs.
  • there are several alternatives at a time of this To determine increase For example, the increase after a Predeterminable portion of a determined by the extrapolation Total regeneration takes place.
  • the combustion lambda is even more advantageous when a second predetermined signal threshold value is reached by the to increase the extrapolated sensor signal taking into account the exhaust gas runtime, wherein the second signal threshold is usefully less than the first Signal threshold if it is a probe voltage.
  • the raise of the combustion lambda before the end of regeneration causes a reduction of a reducing agent mass flow at a time when only a small amount is left Amounts of nitrogen oxides stored in the storage catalytic converter to convert the Reducing agents are available. This measure thus eliminates the danger of a reducing agent breakthrough at the end of regeneration is additionally reduced. It has proven particularly useful to reduce the combustion lambda to lambda values of 0.94 to 0.99, in particular to 0.95 to 0.98.
  • the combustion lambda of the internal combustion engine is lowered below a previous lambda value until the extrapolated sensor signal reaches a third predetermined signal threshold value taking into account the exhaust gas runtime.
  • combustion lambda values from 0.6 to 0.9, in particular from 0.7 to 0.8, have proven particularly useful.
  • the NO x storage catalytic converter is consequently subjected to a comparatively very rich exhaust gas atmosphere, as long as the storage tank still has a minimum loading of nitrogen oxides marked by the third signal threshold. This at least temporarily very rich loading of the storage catalytic converter increases the efficiency of the NO x conversion, shortens the regeneration period and ultimately minimizes the additional fuel consumption to be used for the regeneration.
  • the Exceeded by the extrapolated sensor signal further variations of the Triggers combustion lambdas.
  • Additional threshold values can, for example an otherwise determined aging state of the storage catalytic converter consider. The various increases and / or decreases in the Air-fuel mixture to be supplied to the internal combustion engine can also gradually or even continuously.
  • the devices according to the invention include means by which the described Process steps are executable.
  • the means comprise a control unit in which a Algorithm for controlling the process steps is stored in digital form.
  • This Control unit can advantageously also be integrated into an engine control unit of the vehicle his.
  • the oxygen-sensitive measuring device can be a lambda probe arranged downstream of the NO x storage catalytic converter, in particular a broadband or a step response lambda probe, or a NO x sensor that has a lambda output signal.
  • the internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is assigned an exhaust gas system, designated overall by 12.
  • the exhaust system 12 comprises an exhaust duct 14, in which a pre-catalytic converter 16 arranged in a position close to the engine and a large-volume NO x storage catalytic converter 18 are arranged.
  • the exhaust gas duct 14 usually houses various gas and / or temperature sensors (not shown) for regulating the internal combustion engine 10.
  • Only an oxygen-sensitive measuring device 20 is shown here, which is arranged downstream of the NO x storage catalytic converter 18.
  • the measuring device 20 can be, for example, a lambda probe or a NO x sensor which is equipped with a lambda measuring function.
  • the measuring device 20 provides a signal U ⁇ that is dependent on an oxygen component of the exhaust gas.
  • This signal U ⁇ is transmitted to an engine control unit 22, in which it is digitized and further processed. Further information relating to the operating state of the internal combustion engine 10 is likewise input into the engine control unit 22.
  • a control unit 24 is integrated in the engine control unit 22, in which an algorithm for carrying out the method for NO x regeneration of the NO x storage catalytic converter 18 is stored.
  • the engine control unit 22 and the control unit 24 are capable of influencing at least one operating parameter of the internal combustion engine 10, in particular an air-fuel mixture to be supplied (combustion lambda), as a function of the signal U ⁇ of the measuring device, to be explained below.
  • FIG. 2 shows the course over time of various parameters of the internal combustion engine 10 and of the exhaust system 12 during a NO x regeneration of the NO x storage catalytic converter 18, which is carried out according to a conventional method.
  • the internal combustion engine 10 is in a lean operating mode, in which an oxygen-rich air-fuel mixture with ⁇ M >> 1 is fed to it (graph 100).
  • the exhaust gas contains an excess of nitrogen oxides NO x , which cannot be completely converted by the pre-catalyst 16.
  • NO x is therefore stored in the NO x storage catalytic converter 18, the NO x load of which increases continuously in the process (graph 102).
  • a suitable criterion a need for NO x regeneration is recognized at a time t A.
  • the internal combustion engine 10 is switched by influencing the engine control unit 22 in a rich operating mode with ⁇ F ⁇ 1.
  • NO is reduced x desorbed and nitrogen.
  • a decrease in the NO x loading (graph 102) of the storage catalytic converter 18 can, however, only be recorded after a certain time delay after switching over the internal combustion engine 10, since at time t A the exhaust gas duct 14 is still filled with lean exhaust gas, which initially still contains the storage catalytic converter 18 must happen before the reducing agents reach it.
  • the course of the NO x regeneration is meanwhile tracked with the aid of the signal U ⁇ provided by the measuring device 20 - as a rule a voltage.
  • the probe voltage U ⁇ (graph 104) is inversely proportional to an oxygen concentration of the exhaust gas downstream of the storage catalytic converter 18.
  • the signal U ⁇ of the measuring device 20 rises slowly.
  • the signal U ⁇ reaches a predetermined threshold value U SE , whereupon the internal combustion engine 10 is generally switched back to a lean operating mode with ⁇ M >> 1.
  • FIG. 3 The time course of the same parameters as in FIG. 2 is shown in FIG. 3 - this time during regeneration according to a first typical embodiment of the method according to the invention.
  • the signal U ⁇ of the measuring device 20 (graph 104) is first measured in a known manner and recorded.
  • the control unit 24 begins at a time t AH with an extrapolation of the signal U ⁇ .
  • the control unit 24 On the basis of selected operating parameters, the control unit 24 also calculates a time span ⁇ t that corresponds to the current exhaust gas runtime that the exhaust gas requires until the storage catalytic converter is reached. According to a first aspect of the invention, the time of the actual regeneration end t E is then determined by subtracting the exhaust gas runtime ⁇ t from the time t S. During the period T H , the extrapolation and thus the end of regeneration t E are continuously updated on the basis of current operating parameters and on the basis of the actual signal profile U ⁇ . When the end of regeneration t E determined in this way is reached, the internal combustion engine 10 is switched back to the lean operating mode with ⁇ M.
  • FIG. 4 The time profiles of the parameters according to an advantageous embodiment of a further method according to the invention, in which a predetermined combustion lambda is varied taking into account the extrapolated sensor signal U ⁇ and the exhaust gas runtime, is shown in FIG. 4.
  • the sensor signal U ⁇ graph 104) and Determination of the exhaust gas transit time ⁇ t analogously to the procedure explained in the context of FIG. 3.
  • the extrapolated sensor signal U ⁇ reaches a second signal threshold value U S2 , which is not shown for reasons of clarity and which is located between U S1 and U SE .
  • U S2 Reaching the signal threshold value U S2 signals that the NO x loading of the storage catalytic converter 18 is almost exhausted.
  • the combustion lambda is further increased to a value of ⁇ F4 close to 1.
  • ⁇ F4 is then typically 0.95 to 0.98.
  • the point in time t S at which the predetermined signal threshold value U SE is theoretically reached is also determined in accordance with the method shown in FIG.
  • the time of the (actual) regeneration end t E is then determined by subtracting the exhaust gas runtime ⁇ t from the time t S. If the end of regeneration t E determined in this way is reached, the internal combustion engine 10 is switched back to the lean operating mode with ⁇ M in order to prevent the pollutant breakthrough (graph 106).
  • the small amount of NO x (graph 102) still present in the storage catalytic converter 18 at this point ensures that the small proportion of reducing agent still contained in the exhaust gas is largely implemented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur NOX-Regeneration eines in einem Abgaskanal einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOX-Speicherkatalysators, wobei der NOX-Speicherkatalysator bis zum Erreichen eines Regenerationsendes mit einer Abgasatmosphäre mit λ ≤ 1 beaufschlagt wird und ein Regenerationsverlauf anhand eines durch eine stromab des NOX-Speicherkatalysators angeordnete sauerstoffsensitive Messeinrichtung bereitgestellten sauerstoffabhängigen Signals verfolgt wird, sowie Vorrichtungen zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators.
Es ist vorgesehen, dass während der NOx-Regeneration das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) der Messeinrichtung (20) hochgerechnet wird und auf Basis des hochgerechneten Signals ein theoretischer Zeitpunkt (ts) bestimmt wird, an dem ein vorgegebener Signalschwellenwert (USE) überschritten wird, und das Regenerationsende (tE) bestimmt wird, indem eine im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine (10) und NOx-Speicherkatalysator (18) entsprechende Zeitspanne (Δt) von dem theoretischen Zeitpunkt (tS) subtrahiert wird. Weiterhin ist vorgesehen, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch (Verbrennungslambda) in Abhängigkeit von dem hochgerechneten Signal (Uλ) unter Berücksichtigung der Abgaslaufzeit (Δt) zu variieren.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten eine weitgehende Unterdrückung von Schadstoffemissionen am Ende einer Regeneration. Zudem kann eine Gesamtdauer der Regeneration verkürzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Durchführung einer Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators in einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine sowie Vorrichtungen zur Durchführung der Regeneration mit den in den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 bis 3 beziehungsweise 20 oder 21 genannten Merkmalen.
Verbrennungskraftmaschinen, die aus Gründen einer Verbrauchsoptimierung wenigstens zeitweise in einem mageren Betriebsmodus, das heißt mit einem sauerstoffreichen Abgas mit λ > 1, betrieben werden, produzieren Stickoxide NOx in einem stöchiometrischen Überschuss. Dies hat zur Folge, dass bei einer katalytischen oxidativen Umsetzung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und Kohlenmonoxid CO Stickoxide NOx nicht vollständig zu umweltneutralem Stickstoff umgesetzt werden. Zur Abhilfe ist bekannt, NOx-Speicherkatalysatoren in den Abgaskanälen von Verbrennungskraftmaschinen anzuordnen, die in mageren Betriebsphasen das NOx als Nitrat einlagern. Um NOx-Durchbrüche aufgrund eines vollbeladenen NOx-Speicherkatalysators zu vermeiden, muss der NOx-Speicherkatalysator in wiederkehrenden Abständen regeneriert werden. Zu diesem Zweck wird die Verbrennungskraftmaschine kurzfristig in einen fetten oder stöchiometrischen Arbeitsmodus (λ ≤ 1) umgeschaltet. Infolgedessen steigt ein Reduktionsmittelmassenstrom des Abgases an, die als Nitrat eingelagerten Stickoxide werden desorbiert und katalytisch am NOx-Speicherkatalysator unter gleichzeitiger Oxidation von CO und HC umgesetzt.
In einfachen Verfahren wird eine Regenerationsdauer, während der der Speicherkatalysator mit der fetten Abgasatmosphäre beaufschlagt wird, fest vorgegeben. Nachteilig hieran ist, dass ein tatsächlicher Beladungszustand des NOx-Speicherkatalysators und eine aktuelle Regenerationsrate desselben nicht berücksichtigt wird. Eine solche Vorgehensweise birgt die Gefahr, dass die Regenerationsdauer zu kurz oder zu lang gewählt wird, wobei im ersteren Fall eine unvollständige Regeneration des Speichers und im zweiten Fall ein unnötiger Kraftstoffmehrverbrauch sowie eine Emission umweltschädlicher Reduktionsmittel (HC und CO) in Kauf genommen wird. Verfeinerte Verfahren versuchen einen tatsächlichen Beladungszustand des NOx-Speicherkatalysators anhand bestimmter Betriebsparameter während der letzten Magerphase abzuschätzen und leiten hieraus eine erforderliche Regenerationsdauer ab. Jedoch ist auch dieses Verfahren mit erheblichen Ungenauigkeiten behaftet, so dass sich auch hier unzweckmäßige NOx-Regenerationsdauern mit den genannten Folgen ergeben können.
Des Weiteren sind Verfahren bekannt, bei denen mit Hilfe einer stromab des NOX-Speicherkatalysators angeordneten Sensorik, die einen Sauerstoffanteil des Abgases misst, der Regenerationsverlauf überwacht wird. Dabei zeigt ein sinkender Sauerstoffanteil im Abgas einen verminderten Reduktionsmittelumsatz am NOX-Speicher und somit steigende Anteile der Reduktionsmittel im Abgas an. Um Reduktionsmitteldurchbrüche zu vermeiden, wird die NOX-Regeneration abgebrochen, das heißt die Verbrennungskraftmaschine wieder in einen mageren Betriebsmodus umgeschaltet, sobald der gemessene Sauerstoffanteil einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet beziehungsweise eine Sensorspannung eine entsprechende Grenzspannung überschreitet. Dieses Verfahren ist mit dem Nachteil verbunden, dass der Sensor erst reagieren kann, wenn bereits ein gewisser Reduktionsmitteldurchbruch auftritt. Ferner ist zum Zeitpunkt der Grenzwerterreichung der gesamte Abgasweg zwischen Verbrennungskraftmaschine und NOX-Speicherkatalysator noch mit fettem, das heißt reduktionsmittelhaltigem, Abgas gefüllt. Diese Reduktionsmittel (HC und CO) gelangen dann weitgehend unkonvertiert als Schadstoffe in die Umwelt. Um diese Schadstoffemission gering zu halten, darf gemäß dieser Vorgehensweise das Verbrennungslambda während der Regeneration nicht zu fett eingeregelt werden. Dies führt zusätzlich zu dem Nachteil verhältnismäßig langer Regenerationsdauern und einem unnötigen Kraftstoffmehrverbrauch.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur NOx-Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators zur Verfügung zu stellen, welches hinsichtlich einer möglichst geringen Reduktionsmittelemission optimiert ist und gleichzeitig eine vollständige Regeneration des Speicherkatalysators gewährleistet. In einem weiteren Aspekt soll ein möglichst schneller Ablauf des Verfahrens, das heißt kurze Regenerationsdauern, sichergestellt werden. Es soll ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete und vorteilhafte Vorrichtung bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen 1, 2 und 3 genannten Merkmalen gelöst. Geeignete Vorrichtungen sind durch die in den unabhängigen Ansprüchen 20 und 21 genannten Merkmalen gekennzeichnet.
Gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass
  • (a) während der NOX-Regeneration das sauerstoffabhängige Signal der stromab des NOX-Speicherkatalysators angeordneten Messeinrichtung hochgerechnet wird,
  • (b) auf Basis des hochgerechneten Signals ein theoretischer Zeitpunkt bestimmt wird, an dem ein vorgegebener Signalschwellenwert voraussichtlich überschritten wird, und
  • (c) das Regenerationsende bestimmt wird, indem eine im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine und NOX-Speicherkatalysator entsprechende Zeitspanne von dem theoretischen Zeitpunkt subtrahiert wird.
    • Indem also das Signal der Messeinrichtung hochgerechnet wird, kann mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit das Erreichen des vorgegebenen Signalschwellenwertes im Voraus ermittelt werden. Dies ermöglicht die Berücksichtigung der der Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine und NOX-Speicherkatalysator entsprechenden Zeitspanne - nachfolgend einfachheitshalber als Abgaslaufzeit bezeichnet -, so dass die NOx-Regeneration rechtzeitig, das heißt vor dem Auftreten eines Reduktionsmitteldurchbruches, abgebrochen werden kann. Insgesamt ermöglicht das Verfahren damit eine Verminderung der CO- und HC-Emission und eine Minimierung eines für die NOx-Regeneration notwendigen Kraftstoffmehrverbrauchs.
    Die Hochrechnung des sauerstoffabhängigen Signals der Messeinrichtung erfolgt gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens anhand aktueller Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Abgasanlage. Diese können etwa ein aktuelles, der Verbrennungskraftmaschine zugeführtes Luft-Kraftstoff-Gemisch (Verbrennungslambda) und/oder ein Abgasmassenstrom und/oder eine Abgastemperatur und/oder eine Katalysatortemperatur umfassen. Die Genauigkeit der Hochrechnung kann weiterhin dadurch erhöht werden, dass sie unter Berücksichtigung eines Verhaltensmodells des NOX-Speicherkatalysators erfolgt. Ein solches Verhaltensmodell kann etwa den Verlauf einer Regenerationsrate in Abhängigkeit von dem aktuellen Reduktionsmittelmassenstrom und/oder der Katalysatortemperatur beinhalten. Das Verhaltensmodell kann zudem den während der aktuellen Regeneration gemessenen Signalverlauf berücksichtigen. Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des Verfahrens kann ferner erzielt werden, indem das Signal unter Berücksichtigung eines Verhaltensmodells der sauerstoffempfindlichen Messeinrichtung hochgerechnet wird. Dabei kann insbesondere eine Trägheit, also eine Zeitverzögerung, mit der die Messeinrichtung veränderte Abgasbedingungen anzeigt, aber auch eine aktuelle, etwa über einen Innenwiderstand gemessene, Temperatur der Messeinrichtung berücksichtigt werden.
    Obwohl es prinzipiell möglich ist, die Abgaslaufzeit als Festwert vorzugeben, ist bevorzugt vorgesehen, diese anhand aktueller Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine zu berechnen. Dabei kann auf bekannte Betriebsparameter wie Motorlast, Drehzahl oder Abgastemperatur oder auch andere geeignete Daten zurückgegriffen werden.
    Da die Zuverlässigkeit der Hochrechnung des Signalverlaufes unter bestimmten extremen Randbedingungen vermindert sein kann, sieht eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens vor, Grenzwerte für verschiedene Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Abgasanlage vorzugeben und die Hochrechnung zu unterdrücken, wenn diese Grenzwerte nicht eingehalten werden. Dabei sind insbesondere Grenzwerte für den Abgasmassenstrom und/oder für die Temperatur des NOx-Speicherkatalysators sinnvoll, da bei zu hohen Abgasmassenströmen oder zu niedrigen Katalysatortemperaturen die Regenerationsraten zu unstetig sind, um mit ausreichender Zuverlässigkeit hochgerechnet werden zu können. Die Signalhochrechnung kann vorteilhafterweise auch dann unterdrückt werden, wenn betriebspunktabhängige Störeinflüsse vorliegen, die eine irreguläre NOx-Regeneration beeinflussen. Dies ist beispielsweise bei einer Schubabschaltung der Verbrennungskraftmaschine der Fall.
    Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Hochrechnung nicht während der gesamten Regenerationsdauer des Speicherkatalysators, sondern erst nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeit nach Beginn der Regeneration und/oder nach Durchsatz einer vorgegebenen Abgasmasse und/oder nach Überschreiten einer vorgegebenen Mindestschwelle des Signals der Messeinrichtung. Durch diese Maßnahmen wird gewährleistet, dass der Signalverlauf bereits über eine gewisse Mindestdauer bekannt ist und somit zuverlässiger extrapoliert werden kann. Nach Beginn der Hochrechnung sollte der Signalverlauf weiterhin verfolgt werden, so dass die Hochrechnung ständig aktualisiert werden kann.
    Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, dass
  • (a) während der NOX-Regeneration das sauerstoffabhängige Signal der stromab des NOX-Speicherkatalysators angeordneten Messeinrichtung hochgerechnet wird und
  • (b) ein der Verbrennungskraftmaschine während der Regeneration zugeführtes Luft-Kraftstoff-Gemisch (Verbrennungslambda) in Abhängigkeit von dem hochgerechneten Signal unter Berücksichtigung einer im Wesentlichen der Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine und NOX-Speicherkatalysator entsprechenden Zeitspanne variiert wird.
    • Die erfindungsgemäße Hochrechnung ermöglicht in diesem Aspekt der Erfindung die Berücksichtigung der Abgaslaufzeit bei der Veränderung des Verbrennungslambdas während der Regeneration, so dass auf eine zu erwartende Signalhöhe gewissermaßen vorausschauend reagiert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, das Verbrennungslambda anzuheben, bevor ein durch die Hochrechnung prognostizierter, unerwünschter Reduktionsmitteldurchbruch auftritt, und diesen letztlich durch diese Maßnahme zu verringern oder sogar vollständig zu unterdrücken. Insgesamt ermöglicht das Verfahren damit eine Verminderung der CO- und HC-Emission und eine Minimierung eines für die NOX-Regeneration notwendigen Kraftstoffmehrverbrauchs.
    Die genannten Vorteile ergeben sich in noch stärkerem Ausmaß durch ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren, das im Wesentlichen eine Kombination der beiden erstgenannten Verfahren darstellt und nach welchem
  • (a) während der NOX-Regeneration das sauerstoffabhängige Signal der Messeinrichtung hochgerechnet wird,
  • (b) auf Basis des hochgerechneten Signals ein theoretischer Zeitpunkt bestimmt wird, an dem ein vorgegebener erster Signalschwellenwert überschritten wird, und
  • (c) ein der Verbrennungskraftmaschine während der Regeneration zugeführtes Luft-Kraftstoff-Gemisch in Abhängigkeit von dem hochgerechneten Signal und/oder dem Zeitpunkt unter Berücksichtigung einer im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine und NOX-Speicherkatalysator entsprechenden Zeitspanne variiert wird, wobei insbesondere das Regenerationsende bestimmt wird, indem die im Wesentlichen der Abgaslaufzeit entsprechende Zeitspanne von dem theoretischen Zeitpunkt subtrahiert wird.
    • Zusätzlich zu den Maßnahmen des vorausgenannten Verfahrens wird demnach das (theoretische) Erreichen des für einen Regenerationsabbruch vorgegebenen Signalschwellenwertes im Voraus ermittelt. Somit kann die Regeneration rechtzeitig, das heißt vor dem Auftreten eines Reduktionsmitteldurchbruches, abgebrochen werden.
    Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Verfahren wird das Verbrennungslambda der Verbrennungskraftmaschine dem Regenerationsende vorausgehend auf einen Wert nahe λ = 1 angehoben, wobei dieser Wert größer, das heißt magerer, als ein vorausgegangener Lambdawert und gleichzeitig < oder = 1 ist. Erfindungsgemäß ergeben sich mehrere Alternativen, um einen Zeitpunkt dieser Anhebung zu bestimmen. Beispielsweise kann die Anhebung nach Ablauf eines vorgebbaren Anteils einer durch die Hochrechnung ermittelten Regenerationsgesamtdauer erfolgen. Noch vorteilhafter ist es, das Verbrennungslambda bei Erreichen eines zweiten vorgegebenen Signalschwellenwertes durch das hochgerechnete Sensorsignal unter Berücksichtigung der Abgaslaufzeit anzuheben, wobei der zweite Signalschwellenwert sinnvollerweise kleiner ist als der erste Signalschwellenwert, sofern es sich um eine Sondenspannung handelt. Die Anhebung des Verbrennungslambdas vor dem Regenerationsende bewirkt eine Verminderung eines Reduktionsmittelmassenstroms zu einem Zeitpunkt, an dem nur noch geringe Mengen eingelagerter Stickoxide im Speicherkatalysator zur Konvertierung der Reduktionsmittel zur Verfügung stehen. Durch diese Maßnahme wird somit die Gefahr eines Reduktionsmitteldurchbruchs am Ende der Regeneration zusätzlich vermindert. Dabei hat es sich besonders bewährt, das Verbrennungslambda auf Lambdawerte von 0,94 bis 0,99, insbesondere auf 0,95 bis 0,98, anzuheben.
    Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Verbrennungslambda der Verbrennungskraftmaschine so lange unterhalb eines vorausgegangenen Lambdawertes abgesenkt, bis das hochgerechnete Sensorsignal unter Berücksichtigung der Abgaslaufzeit einen dritten vorgegebenen Signalschwellenwert erreicht. In diesem Zusammenhang haben sich Verbrennungslambdawerte von 0,6 bis 0,9, insbesondere von 0,7 bis 0,8, besonders bewährt. Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens wird der NOX-Speicherkatalysator folglich mit einer vergleichsweise sehr fetten Abgasatmosphäre beaufschlagt, solange der Speicher noch einen durch die dritte Signalschwelle markierte Mindestbeladung an Stickoxiden aufweist. Durch diese zumindest zeitweise sehr fette Beaufschlagung des Speicherkatalysators wird eine Effizienz der NOX-Umsetzung erhöht, die Regenerationsdauer verkürzt und letztendlich der für die Regeneration aufzuwendende Kraftstoffmehrverbrauch minimiert.
    Es ist selbstverständlich denkbar, weitere Schwellenwerte vorzugeben, deren Überschreitung durch das hochgerechnete Sensorsignal weitere Variationen des Verbrennungslambdas auslöst. Zusätzliche Schwellenwerte können beispielsweise einen anderweitig ermittelten Alterungszustand des Speicherkatalysators berücksichtigen. Die verschiedenen Anhebungen und/oder Absenkungen des der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches können auch stufenweise oder sogar kontinuierlich erfolgen.
    Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfassen Mittel, mit denen die geschilderten Verfahrensschritte ausführbar sind. Die Mittel umfassen eine Steuereinheit, in der ein Algorithmus zur Steuerung der Verfahrensschritte in digitaler Form hinterlegt ist. Diese Steuereinheit kann vorteilhaft auch in ein Motorsteuergerät des Fahrzeuges integriert sein.
    Die sauerstoffsensitive Messeinrichtung kann eine stromab des NOx-Speicherkatalysators angeordnete Lambdasonde, insbesondere eine Breitband- oder eine Sprungantwort-Lambdasonde, sein oder ein NOx-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:
    Figur 1
    eine Prinzipdarstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasanlage;
    Figur 2
    zeitliche Verläufe verschiedener Abgasparameter während einer herkömmlichen NOx-Regeneration;
    Figur 3
    zeitliche Verläufe verschiedener Abgasparameter während einer NOx-Regeneration gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
    Figur 4
    zeitliche Verläufe verschiedener Abgasparameter während einer NOx-Regeneration gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
    Der in der Figur 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine 10 ist eine insgesamt mit 12 bezeichnete Abgasanlage zugeordnet. Die Abgasanlage 12 umfasst einen Abgaskanal 14, in dem ein in einer motornahen Position angeordneter Vorkatalysator 16 sowie ein großvolumiger NOx-Speicherkatalysator 18 angeordnet ist. Neben dem Katalysatorsystem 16, 18 beherbergt der Abgaskanal 14 üblicherweise verschiedene, nicht gezeigte Gas- und/oder Temperatursensoren zur Regelung der Verbrennungskraftmaschine 10. Dargestellt ist hier lediglich eine sauerstoffempfindliche Messeinrichtung 20, die stromab des NOx-Speicherkatalysators 18 angeordnet ist. Die Messeinrichtung 20 kann beispielsweise eine Lambdasonde oder ein NOx-Sensor sein, welcher mit einer Lambdamessfunktion ausgestattet ist. In jedem Fall stellt die Messeinrichtung 20 ein von einem Sauerstoffanteil des Abgases abhängiges Signal Uλ bereit. Dieses Signal Uλ wird an ein Motorsteuergerät 22 übermittelt, in welchem es digitalisiert und weiterverarbeitet wird. Weitere, den Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 betreffende Informationen finden ebenfalls Eingang in das Motorsteuergerät 22. In dem Motorsteuergerät 22 ist eine Steuereinheit 24 integriert, in welcher ein Algorithmus zur Durchführung des Verfahrens zur NOx-Regeneration des NOx-Speicherkatalysators 18 hinterlegt ist. Das Motorsteuergerät 22 und die Steuereinheit 24 sind in der Lage, mindestens einen Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere ein zuzuführendes Luft-Kraftstoff-Gemisch (Verbrennungslambda), in Abhängigkeit von dem Signal Uλ der Messeinrichtung in noch zu erläuternder Weise zu beeinflussen.
    Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf verschiedener Parameter der Verbrennungskraftmaschine 10 sowie der Abgasanlage 12 während einer NOx-Regeneration des NOx-Speicherkatalysators 18, die nach einem herkömmlichen Verfahren durchgeführt wird. Zunächst befindet sich die Verbrennungskraftmaschine 10 in einem mageren Betriebsmodus, in dem ihr ein sauerstoffreiches Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λM >> 1 zugeführt wird (Graph 100). In dieser Phase enthält das Abgas einen Überschuss an Stickoxiden NOx, die durch den Vorkatalysator 16 nicht vollständig konvertiert werden können. NOx wird daher in den NOx-Speicherkatalysator 18 eingelagert, dessen NOx-Beladung dabei kontinuierlich zunimmt (Graph 102). Anhand eines geeigneten Kriteriums wird zu einem Zeitpunkt tA eine NOx-Regenerationsnotwendigkeit erkannt. Dies kann beispielsweise ein, durch die Messeinrichtung 20 detektierter NOx-Durchbruch sein. Infolgedessen wird die Verbrennungskraftmaschine 10 durch Einflussnahme des Motorsteuergerätes 22 in einen fetten Betriebsmodus umgeschaltet mit λF < 1. Infolge des nunmehr erhöhten Massenstroms der Reduktionsmittel CO und HC im Abgas wird das im NOx-Speicherkatalysator 18 eingelagerte NOx desorbiert und zu Stickstoff reduziert. Eine Abnahme der NOx-Beladung (Graph 102) des Speicherkatalysators 18 ist jedoch erst nach einer gewissen zeitlichen Verzögerung nach Umschaltung der Verbrennungskraftmaschine 10 zu verzeichnen, da zum Zeitpunkt tA der Abgaskanal 14 noch mit magerem Abgas gefüllt ist, welches zunächst noch den Speicherkatalysator 18 passieren muss, ehe die Reduktionsmittel diesen erreichen. Der Verlauf der NOx-Regeneration wird währenddessen mit Hilfe des von der Messeinrichtung 20 bereitgestellten Signals Uλ - in der Regel eine Spannung - verfolgt. Die Sondenspannung Uλ (Graph 104) verhält sich umgekehrt proportional zu einer Sauerstoffkonzentration des Abgases stromab des Speicherkatalysators 18. Da mit fortschreitender Regeneration die Reduktionsmittel in immer geringerem Ausmaß verbraucht werden, steigt das Signal Uλ der Messeinrichtung 20 langsam an. Zu einem Zeitpunkt tE erreicht das Signal Uλ einen vorgegebenen Schwellenwert USE, woraufhin die Verbrennungskraftmaschine 10 im Allgemeinen wieder in einen mageren Betriebsmodus mit λM >> 1 umgeschaltet wird. Zum Zeitpunkt des Regenerationsendes tE befindet sich jedoch noch Abgas mit einem hohen Reduktionsmittelanteil in dem Abgaskanal 14 zwischen der Verbrennungskraftmaschine 10 und dem Speicherkatalysator 18. Dieses durchströmt den nunmehr praktisch NOx-freien Speicherkatalysator 18 und gelangt unkonvertiert in die Umwelt. Der Verlauf der stromab des Katalysators gemessenen Konzentration von Kohlenmonoxid CO und unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC (Graph 106) zeigt daher nach Regenerationsende tE noch einen unerwünscht hohen Anstieg.
    Um die Emission von Schadstoffen zu verringern, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein anderer Ansatz verfolgt, um das Regenerationsende tE zu bestimmen. Der zeitliche Verlauf der gleichen Parameter wie in Figur 2 ist in Figur 3 dargestellt - diesmal während einer Regeneration gemäß einer ersten typischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach Beginn der Regeneration zum Zeitpunkt tA durch Umschaltung der Verbrennungskraftmaschine 10 von einem mageren Betriebsmodus mit λM >> 1 in einen fetten Modus mit λF1 < 1 wird zunächst das Signal Uλ der Messeinrichtung 20 (Graph 104) in bekannter Weise gemessen und aufgezeichnet. Nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne beginnt die Steuereinheit 24 zu einem Zeitpunkt tAH mit einer Hochrechnung des Signals Uλ. Dies geschieht auf Basis des bislang gemessenen Verlaufs von Uλ und anhand verschiedener Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10 sowie der Abgasanlage 12. Ferner können Verhaltensmodelle des Speicherkatalysators 18 sowie der Messeinrichtung 20 bei der Hochrechnung berücksichtigt werden. Auf Basis des hochgerechneten Signalverlaufes wird ein Zeitpunkt tS bestimmt, an dem der vorgegebene Signalschwellenwert USE theoretisch erreicht wird.
    Anhand ausgewählter Betriebsparameter berechnet die Steuereinheit 24 ferner eine Zeitspanne Δt, die der aktuellen Abgaslaufzeit, die das Abgas bis zum Erreichen des Speicherkatalysators benötigt, entspricht. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird dann der Zeitpunkt des tatsächlichen Regenerationsendes tE durch Subtraktion der Abgaslaufzeit Δt von dem Zeitpunkt tS bestimmt. Während des Zeitraumes TH wird anhand aktueller Betriebsparameter und anhand des tatsächlichen Signalverlaufes Uλ die Hochrechnung und damit das Regenerationsende tE ständig aktualisiert. Ist das so bestimmte Regenerationsende tE erreicht, wird die Verbrennungskraftmaschine 10 wieder in den mageren Betriebsmodus mit λM umgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt liegt in dem Speicherkatalysator 18 noch eine geringe Menge eingelagertes NOx vor (Graph 102), welches ausreicht, um die restlichen, im Abgas enthaltenen Reduktionsmittel zu konvertieren. Folglich werden stromab des Speicherkatalysators 18 nach dem Regenerationsende tE nur noch sehr geringe Anteile an Schadstoffen gemessen (Graph 106).
    Die zeitlichen Verläufe der Parameter gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein vorgegebenes Verbrennungslambda unter Berücksichtigung des hochgerechneten Sensorsignals Uλ und der Abgaslaufzeit variiert wird, zeigt Figur 4. Dabei erfolgt die Hochrechnung des Sensorsignals Uλ (Graph 104) sowie die Ermittlung der Abgaslaufzeit Δt analog zu der im Rahmen von Figur 3 erläuterten Vorgehensweise.
    Unmittelbar nach Beginn der Hochrechnung des Sensorsignals Uλ zum Zeitpunkt tAH wird zunächst überprüft, ob zum aktuellen Zeitpunkt und nach Ablauf der ermittelten Abgaslaufzeit Δt das hochgerechnete Sensorsignal Uλ sich noch unterhalb eines vorgegebenen ersten Schwellenwertes US1 befindet. Nur bei Bejahung dieser Überprüfung kann - wie im dargestellten Beispiel - ein der Verbrennungskraftmaschine 10 zugeführtes Luft-Kraftstoff-Gemisch auf einen von einem anfänglich eingestellten Lambdawert λF1 abweichenden Lambdawert λF2 geändert werden. (Graph 100). Bei Absenkung des Lambdawertes auf einen gegenüber dem Lambdawert λF1 niedrigeren Lambdawert λF2 steigt der Reduktionsmittelmassenstrom des Abgases weiter an und damit die Regenerationsrate, was sich in einem steileren Abfall der NOX-Beladung des Speicherkatalysators 18 niederschlägt (Graph 102). λF2 wird so lange beibehalten, bis das hochgerechnete Signal Uλ unter Berücksichtigung von Δt den Schwellenwert US1 erreicht. Dies ist zum Zeitpunkt t1 der Fall, an dem das Verbrennungslambda wieder auf einen weniger fetten Lambdawert λF3 angehoben wird (Graph 100).
    Kurze Zeit später erreicht im vorliegenden Beispiel das hochgerechnete Sensorsignal Uλ einen zweiten, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Signalschwellenwert US2, der zwischen US1 und USE angesiedelt ist. Das Erreichen des Signalschwellenwertes US2 signalisiert, dass die NOX-Beladung des Speicherkatalysators 18 nahezu erschöpft ist. Um einen drohenden Schadstoffdurchbruch durch das fette Abgas zu vermeiden, wird das Verbrennungslambda weiter auf einen Wert von λF4 nahe 1 angehoben. λF4 beträgt dann typischerweise 0,95 bis 0,98.
    Auf Basis des hochgerechneten Signalverlaufes wird ferner gemäß dem in Figur 3 dargestellten Verfahren der Zeitpunkt tS bestimmt, an dem der vorgegebene Signalschwellenwert USE theoretisch erreicht wird. Durch Subtraktion der Abgaslaufzeit Δt von dem Zeitpunkt tS wird dann der Zeitpunkt des (tatsächlichen) Regenerationsendes tE bestimmt. Ist das so bestimmte Regenerationsende tE erreicht, wird die Verbrennungskraftmaschine 10 wieder in den mageren Betriebsmodus mit λM umgeschaltet, um den Schadstoffdurchbruch (Graph 106) zu verhindern. Die zu diesem Zeitpunkt noch im Speicherkatalysator 18 vorliegende geringe Menge NOX (Graph 102) sorgt für die weitgehende Umsetzung des geringen noch im Abgas enthaltenen Reduktionsmittelanteils.
    Der Vergleich der durch die Graphen 106 in den Figuren 2 und 4 symbolisierten Konzentrationen von Kohlenmonoxid CO und unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC stromab des NOX-Speicherkatalysators 18 zeigt eine starke Verringerung der regenerationsbedingten Schadstoffemission. Es wird aber auch deutlich, dass bei geeigneter Wahl der Lambdawerte λF1 bis λF4 durch das erfindungsgemäße Verfahren die Gesamtdauer der NOX-Regeneration reduziert werden kann, wodurch sich eine Minimierung des für die Regeneration notwendigen Kraftstoffmehrverbrauches ergibt.
    BEZUGSZEICHENLISTE
    10
    Verbrennungskraftmaschine
    12
    Abgasanlage
    14
    Abgaskanal
    16
    Vorkatalysator
    18
    NOX-Speicherkatalysator
    20
    sauerstoffempfindliche Messeinrichtung
    22
    Motorsteuergerät
    24
    Steuereinheit
    100
    Verbrennungslambda
    102
    NOX-Beladung des NOX-Speicherkatalysators
    104
    Signalverlauf (Uλ) der Messeinrichtung
    106
    Reduktionsmittelgehalt im Abgas
    tA
    Regenerationsbeginn
    tE
    Regenerationsende
    tS
    Zeitpunkt der Überschreitung von USE
    tAH
    Hochrechnungsbeginn
    TH
    Hochrechnungsdauer
    Δt
    Abgaslaufzeit
    Uλ
    Signal der Messeinrichtung
    USE
    Schwellenwert zur Beendigung der NOX-Regeneration
    USi
    Schwellenwerte zur Anhebung oder Absenkung des Verbrennungslambdas
    λM
    Lambdamagerwert
    λF
    Lambdafettwert

    Claims (24)

    1. Verfahren zur NOX-Regeneration eines in einem Abgaskanal einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten NOX-Speicherkatalysators (18), wobei der NOX-Speicherkatalysator (18) bis zum Erreichen eines Regenerationsendes mit einer fetten bis stöchiometrischen Abgasatmosphäre mit λ ≤ 1 beaufschlagt wird und ein Regenerationsverlauf anhand eines durch eine stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) angeordnete sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) bereitgestellten sauerstoffabhängigen Signals verfolgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
      (a) während der NOX-Regeneration das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) der Messeinrichtung (20) hochgerechnet wird,
      (b) auf Basis des hochgerechneten Signals ein theoretischer Zeitpunkt (tS) bestimmt wird, an dem ein vorgegebener Signalschwellenwert (USE) überschritten wird, und
      (c) das Regenerationsende (tE) bestimmt wird, indem eine im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine (10) und NOX-Speicherkatalysator (18) entsprechende Zeitspanne (Δt) von dem theoretischen Zeitpunkt (tS) subtrahiert wird.
    2. Verfahren zur NOX-Regeneration eines in einem Abgaskanal einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten NOX-Speicherkatalysators (18), wobei der NOX-Speicherkatalysator (18) bis zum Erreichen eines Regenerationsendes mit einer fetten bis stöchiometrischen Abgasatmosphäre mit λ ≤ 1 beaufschlagt wird und ein Regenerationsverlauf anhand eines durch eine stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) angeordnete sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) bereitgestellten sauerstoffabhängigen Signals verfolgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
      (a) während der NOX-Regeneration das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) der Messeinrichtung (20) hochgerechnet wird und
      (b) ein der Verbrennungskraftmaschine (10) während der Regeneration zugeführtes Luft-Kraftstoff-Gemisch (Verbrennungslambda) in Abhängigkeit von dem hochgerechneten Signal (Uλ) unter Berücksichtigung einer im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine (10) und NOX-Speicherkatalysator (18) entsprechenden Zeitspanne (Δt) variiert wird.
    3. Verfahren zur NOX-Regeneration eines in einem Abgaskanal einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten NOX-Speicherkatalysators (18), wobei der NOX-Speicherkatalysator (18) bis zum Erreichen eines Regenerationsendes mit einer fetten bis stöchiometrischen Abgasatmosphäre mit λ ≤ 1 beaufschlagt wird und ein Regenerationsverlauf anhand eines durch eine stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) angeordnete sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) bereitgestellten sauerstoffabhängigen Signals verfolgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
      (a) während der NOX-Regeneration das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) der Messeinrichtung (20) hochgerechnet wird,
      (b) auf Basis des hochgerechneten Signals ein theoretischer Zeitpunkt (tS) bestimmt wird, an dem ein vorgegebener erster Signalschwellenwert (USE) überschritten wird, und
      (c) ein der Verbrennungskraftmaschine (10) während der Regeneration zugeführtes Luft-Kraftstoff-Gemisch (Verbrennungslambda) in Abhängigkeit von dem hochgerechneten Signal (Uλ) und/oder dem Zeitpunkt (tS) unter Berücksichtigung einer im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine (10) und NOX-Speicherkatalysator (18) entsprechenden Zeitspanne (Δt) variiert wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Regenerationsende (tE) bestimmt wird, indem die im Wesentlichen der Abgaslaufzeit entsprechende Zeitspanne (Δt) insbesondere durch Subtraktion berücksichtigt wird.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) anhand aktueller Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine (10) und/oder der Abgasanlage (12) hochgerechnet wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) in Abhängigkeit eines der Verbrennungskraftmaschine (10) zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches und/oder eines Abgasmassenstromes und/oder einer Abgastemperatur und/oder einer Katalysatortemperatur hochgerechnet wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) unter Berücksichtigung eines Verhaltensmodells des NOX-Speicherkatalysators (18) hochgerechnet wird.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffabhängige Signal (Uλ) unter Berücksichtigung eines Verhaltensmodells der sauerstoffempfindlichen Messeinrichtung (20), insbesondere einer Trägheit der Messeinrichtung (20), hochgerechnet wird.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochrechnung nach einem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit nach Beginn der Regeneration und/oder nach Durchsatz einer vorgegebenen Abgasmasse und/oder nach Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle des Signals (Uλ) beginnt.
    10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaslaufzeit (Δt) anhand aktueller Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine (10) berechnet wird oder vorgegeben wird.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochrechnung des Signals (Uλ) unterbleibt, wenn vorgegebene Grenzwerte für Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine (10) und/oder der Abgasanlage (12) nicht eingehalten werden.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Grenzwerte für den Abgasmassenstrom und/oder für die Temperatur des NOX-Speicherkatalysators (18) vorgegeben werden.
    13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochrechnung des Signals (Uλ) bei einer Schubabschaltung während der NOX-Regeneration unterbleibt.
    14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungslambda bei Erreichen eines zweiten vorgegebenen Signalschwellenwertes (US2) durch das hochgerechnete Sensorsignal (Uλ) unter Berücksichtigung der Abgaslaufzeit (Δt) oder nach Ablauf eines vorgebbaren Anteils einer durch die Hochrechnung ermittelten Regenerationsdauer angehoben wird.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungslambda der Verbrennungskraftmaschine (10) dem Regenerationsende (tE) vorausgehend auf einen Wert (λF4) angehoben wird, der größer als ein vorausgegangener Verbrennungslambdawert und ≤ 1 ist.
    16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungslambda auf λF4 = 0,94 bis 0,99, insbesondere auf 0,95 bis 0,98, angehoben wird.
    17. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungslambda der Verbrennungskraftmaschine (10) so lange auf einen Wert (λF2) unterhalb eines vorausgegangenen Lambdawertes (λF1) abgesenkt wird, bis das hochgerechnete Sensorsignal (Uλ) unter Berücksichtigung der Abgaslaufzeit (Δt) einen dritten vorgegebenen Signalschwellenwert (US1) erreicht.
    18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungslambda auf λF2 = 0,6 bis 0,9, insbesondere auf 0,7 bis 0,8, abgesenkt wird.
    19. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhebung und/oder Absenkung des Verbrennungslambdas stufenweise erfolgt.
    20. Vorrichtung zur Durchführung einer Regeneration eines in einem Abgaskanal einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten NOX-Speicherkatalysators (18), wobei der NOX-Speicherkatalysator (18) bis zum Erreichen eines Regenerationsendes mit einer fetten bis stöchiometrischen Abgasatmosphäre mit λ ≤ 1 beaufschlagt wird und ein Regenerationsverlauf anhand eines durch eine stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) angeordnete sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) bereitgestellten sauerstoffabhängigen Signals verfolgt wird, gekennzeichnet durch Mittel, mit denen die Verfahrensschritte
      (a) Hochrechnung des sauerstoffabhängigen Signals (Uλ) der Messeinrichtung (20) während der NOX-Regeneration,
      (b) Bestimmung eines theoretischen Zeitpunktes (tS) auf Basis des hochgerechneten Signals, an dem ein vorgegebener Signalschwellenwert (USE) überschritten wird, und
      (b) Bestimmung des Regenerationsendes (tE), indem eine im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine (10) und NOX-Speicherkatalysator (18) entsprechende Zeitspanne (Δt) von dem theoretischen Zeitpunkt (tS) subtrahiert wird, ausführbar sind.
    21. Vorrichtung zur Durchführung einer Regeneration eines in einem Abgaskanal einer magerlauffähigen Verbrennungskraftmaschine (10) angeordneten NOX-Speicherkatalysators (18), wobei der NOX-Speicherkatalysator (18) bis zum Erreichen eines Regenerationsendes mit einer fetten bis stöchiometrischen Abgasatmosphäre mit λ ≤ 1 beaufschlagt wird und ein Regenerationsverlauf anhand eines durch eine stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) angeordnete sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) bereitgestellten sauerstoffabhängigen Signals verfolgt wird, gekennzeichnet durch Mittel, mit denen die Verfahrensschritte
      (a) Hochrechnung des sauerstoffabhängigen Signals (Uλ) der Messeinrichtung (20) während der NOX-Regeneration und
      (b) Variierung eines der Verbrennungskraftmaschine (10) während der Regeneration zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches (Verbrennungslambda) in Abhängigkeit von dem hochgerechneten Signal (Uλ) unter Berücksichtigung einer im Wesentlichen einer Abgaslaufzeit zwischen Verbrennungskraftmaschine (10) und NOX-Speicherkatalysator (18) entsprechenden Zeitspanne (Δt)
      ausführbar sind.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Steuereinheit (24) umfassen, in der ein Algorithmus zur Steuerung der Verfahrensschritte in digitaler Form hinterlegt ist.
    23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) in ein Motorsteuergerät (22) integriert ist.
    24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die sauerstoffsensitive Messeinrichtung (20) eine Breitband- oder Sprungantwort-Lambdasonde oder einen NOX-Sensor umfasst.
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