Zur Durchführung einer Abgasnachbehandlung von mindestens zeitweise magerlaufenden Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, NOX- Speicherkatalysatoren in einem Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine anzuordnen. Diese lagern in mageren Betriebsphasen der Verbrennungskraftmaschine Stickoxide des Abgases ein. In periodischen Abständen wird der NOX- Speicherkatalysator einer NOx-Regeneration unterzogen, um eine ursprungliche NO" Speicherkapazität wiederherzustellen, wofür der Katalysator mit einer fetten Abgasatmosphäre beaufschlagt wird. Dabei wird desorbiertes NOX mit den reduzierenden Abgaskomponenten Kohlenmonoxid CO und unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC zu Stickstoff N2 reduziert. Darüber hinaus ist es notwendig, in verhältnismä ig gro en Intervallen Entschwefelungen des NOX-Speicherkatalysators durchzuführen, um diesen von unerwünschten Sulfateinlagerungen zu befreien.

Üblicherweise werden Entschwefelungen ebenfalls durch Beaufschlagung des Katalysators mit einem fetten Abgas durchgeführt, wobei gleichzeitig Katalysatortemperaturen von über 600 °C eingestellt werden.

Es ist ferner bekannt, die Regelung von NOX-Speicherkatalysatoren, insbesondere ihrer NOx-Regenerations-und Entschwefelungszyklen, mittels stromab des NOX- Speicherkatalysators angeordneten NOX-Sensoren durchzuführen. Durch Erfassung einer hinter dem Katalysator vorliegenden NOx-Konzentration kann somit ein NOX- Durchbruch detektiert und eine NOX-Regeneration eingeleitet werden.

Eine noch exaktere Steuerung des NOX-Speicherkatalysators lä t sich erreichen, wenn die NOx-Regenerations-und Entschwefelungsintervalle nicht auf eine aktuelle NOX- Konzentration hinter dem NOx-Speicherkatalysator abgestimmt werden, sondern auf eine gesamte während einer Magerphase der Verbrennungskraftmaschine den NOX- Speicherkatalysator passierte N0x-Menge, die durch Integration der gemessenen NOX- Konzentration bestimmt werden kann. Nachteilig an diesem Konzept ist, da der Zeitpunkt, an dem nach einer Regenerationsphase die NOx-Einspeicherung tatsächlich erneut beginnt, unbekannt ist. Üblicherweise wird der Zeitpunkt des Umschaltens der Verbrennungskraftmaschine in den Magermodus für den Beginn der NOX- Einiagerungsphase zugrundegelegt. Dieser Zeitpunkt entspricht jedoch nur einer groben Näherung des tatsächlichen Einlagerungsbeginns. So bleibt etwa eine zeitliche Verzögerung unberücksichtigt, die auf eine von dem Abgas zurückzulegende Strecke zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem NOx-Speicherkatalysator zurückzuführen ist. Femer besteht die Möglichkeit, da sich der NO" Speicherkatalysator zu Beginn der Magerphase in einem Temperaturbereich befindet, der keine zuverlässige Einspeicherung von Stickoxiden zulä t. Als ein weiteres Problem kommt eine für heutige NOx-Sensoren typische Ansprechträgheit hinzu, die zu einer Verzögerung einer Signa) änderung nach einer NOx-Konzentrationsänderung in der Umgebung des Sensors führen kann. Infolge dieser Umstände beginnt eine Integration eines durchgesetzten NOx-Massenstroms in der Regel zu früh, so da eine Regeneration ebenfalls zu früh eingeleitet wird, was sich nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Das Problem der fehlenden Kenntnis von dem zeitlichen Zusammenhang zwischen einem Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine und dem Katalysatorverhalten besteht für viele Regelungsprozesse des NOX- Speicherkatalysators.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines gattungsgemä en NOx-Speicherkatalysators vorzuschlagen, welches/welche eine zeitliche Korrelation zwischen einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine und einer NOX-Sensormessung hinter dem NOX- Speicherkatalysator berücksichtigt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1 sowie der Vorrichtung nach Anspruch 18 gelöst. Entsprechend dem erfindungsgemä en Verfahren ist vorgesehen, anhand eines Signalverlaufes der NOxempfindlichen Me einrichtung, der nach einem Umschalten der Verbrennungskraftmaschine in einen mageren Betriebsmodus, beispielsweise nach einer Regeneration des NO) C Speicherkatalysators, gemessen wird, einen Bezugszeitpunkt zu bestimmen und diesen als zeitlichen Nullpunkt für Regelungsprozesse zu verwenden, die den NO, Speicherkatalysator betreffen.

Gemä einer vorteilhaften Ausgestaltung wird unmittelbar mit einem Umschalten der Verbrennungskraftmaschine in einen mageren Betriebsmodus oder mit einer kurzen Verzögerung mit einer Analyse des Signalverlaufs der Me einrichtung zur Bestimmung des Bezugszeitpunktes begonnen. Zusätzlich kann der Start der Analyse des Signalverlaufs von einem Vorliegen des NOx-Speicherkatalysators in einem für eine NOx-Einspeicherung geeigneten Temperaturbereich abhängig gemacht werden.

Gemä einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfa t die Analyse eine Überprüfung des Signalverlaufs der Me einrichtung hinsichtlich mindestens eines vorgegebenen Kriteriums, wobei die Erfüllung bereits eines Kriteriums hinreichend für die Festlegung des Bezugszeitpunktes ist. Dabei sollten die Kriterien derart vorgegeben sein, da unter Standardbedingungen von Katalysator und Me einrichtung stets ein Bezugszeitpunkt bestimmt werden kann, so da die Regelung des NOX- Speicherkatalysators freigegeben werden kann.

Gemä einer bevorzugten Ausgestaltung ist eines der vorgegebenen Kriterien für die Festlegung des Bezugszeitpunktes ein Übergang eines fallenden Signalverlaufes in einen Verlauf mit einer Steigung nahe Null oder in einen steigenden Signalverlauf der Me einrichtung. Dafür kann ein Schwellenwert für die Steigung vorgegeben werden.

Dieses Kriterium entspricht dem Vorliegen eines Minimums im Signalverlauf der Me einrichtung, welches selbstverständlich auch mit einer anderen Methode zur Minimumbestimmung ermittelt werden kann, beispielsweise durch einen sukzessiven Vergleich der Grö e der erfa ten Signalwerte. Neben dem Vorliegen eines Minimums kann eine gleichzeitige Unterschreitung eines vorgegebenen Schwellenwertes für das Signal vorausgesetzt werden.

Es ist femer bevorzugt vorgesehen, da eines der vorgegebenen Kriterien ein ständiges Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes für eine vorgegebene Mindestzeitspanne von Beginn der Analyse des Signalverlaufs ist. Durch dieses Kriterium werden auch Signalverläufe berücksichtigt, die nach einer Regeneration des NO>Speicherkatalysators bereits zum Zeitpunkt des Umschaltens der Verbrennungskraftmaschine in einen mageren Betriebsmodus ein relativ konstantes und niedriges Niveau aufweisen, um dann langsam anzusteigen.

Ein weiteres Kriterium kann durch ein Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes im Verlauf der Analyse vorgegeben werden. Optional kann auch dies über eine gewisse Mindestdauer gefordert werden.

Unabhängig von der Wahl der Kriterien kann es besonders bei einem niedrigen Signal- Rausch-Verhältnis vorteilhaft sein, den Signalverlauf vor seiner Analyse zu glatten. Dies kann beispielsweise durch Mittelung benachbarter Signalwerte oder anderer an sich bekannter Verfahren durchgeführt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, da eine maximale Zeitspanne nach Beginn der Analyse des Signalverlaufes vorgegeben wird, nach deren erfolglosem Ablauf, ohne da anhand der oben beschriebenen Kriterien ein Bezugszeitpunkt erfolgreich bestimmt werden konnte, der Zeitpunkt des Ablaufs der Zeitspanne als Bezugszeitpunkt verwendet wird. Gemä einer alternativen Ausgestaltung wird nach einem erfolglosen Verstreichen der Zeitspanne eine erneute Regeneration des NOX- Speicherkatalysators mit einer anschlie enden erneuten Bestimmung des Bezugszeitpunktes eingeleitet. Darüber hinaus kann es ferner vorteilhaft sein, die Information über eine erfolglos abgelaufene Bezugszeitpunktsuche für weitere Regelungsverfahren der Verbrennungskraftmaschine oder des NOX- Speicherkatalysators zu verwenden. Beispielsweise kann sie im Rahmen einer Diagnostik in eine Zustandsbeschreibung des Katalysators eingehen oder in eine Magerfreigabenregelung der Verbrennungskraftmaschine einflie en.

Es ist femer bevorzugt vorgesehen, da unmittelbar nach Bestimmung des Bezugszeitpunktes die Analyse des Signalverlaufs beendet und eine Auswertung des Signals der Me einrichtung zur Regelung des NOx-Speicherkatalysators freigegeben wird.

Gemä einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Bezugszeitpunkt als zeitlicher Nullpunkt für einen Beginn einer NO, Einlagerung des NOX-Speicherkatalysators für die Regelung einer NOx-Regeneration und/oder einer Entschwefelung des NOX- Speicherkatalysators verwendet. Vorteilhafterweise beginnt etwa mit dem Bezugszeitpunkt eine Integration einer durch den NOx-Speicherkatalysator durchgesetzten NOX-Masse und/oder eine Berechnung einer in den NOX- Speicherkatalysator eingelagerten NOx-Menge.

Unter bestimmten Umständen kann vorgesehen sein, da der Signalwert am Bezugszeitpunkt als ein Offset für eine Kalibrierung der Me einrichtung verwendet wird.

Hierfür sind jedoch verhältnisrnä ig strenge Anforderungen an die Kriterien zur Bestimmung des Bezugszeitpunktes zu stellen. Insbesondere sollte zum Bezugszeitpunkt der Signalverlauf der Me einrichtung ein absolutes Minimum aufweisen.

Im Sinne einer sehr genauen und betriebsorientierten Regelung des NOX- Speicherkatalysators ist es äu erst zweckmä ig, die Bestimmung des Bezugszeitpunktes nach jeder NOx-Regeneration und jeder Entschwefelung des NOX- Speicherkatalysators durchzuführen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, da der Bezugszeitpunkt zur Regelung des NOx-Speicherkatalysators bis zu einem emeuten Umschalten der Verbrennungskraftmaschine in einen mageren Betriebsmodus oder bis zu einem Vorliegen mageren Abgases an der Position der Me einrichtung gültig ist. In diesem Fall behält ein in einer Magerphase ermittelter Bezugszeitpunkt also solange seine Gültigkeit, bis in einer folgenden Magerphase eine neue Suche nach einem Bezugszeitpunkt beginnt. Alternativ kann der Bezugszeitpunkt auch bis zu einem Umschalten der Verbrennungskraftmaschine in einen stöchiometrischen oder fetten Betriebsmodus beziehungsweise bis zu einem Vorliegen stöchiometrischen oder fetten Abgases an der Position der Me einrichtung gültig sein.

Femer ist eine Vorrichtung vorgesehen, die Mittel umfa t, mit welchen die Verfahrensschritte zur Bestimmung eines Bezugszeitpunktes anhand eines Signalverlaufs der NOx-empfindlichen Me einrichtung nach einer Regeneration des NOx-Speicherkatalysators und Verwendung des Bezugszeitpunktes als zeitlicher Nullpunkt für Regelungsprozesse des NOX-Speicherkatalysators ausführbar sind.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen diese Mittel eine Steuereinheit, in der eine Prozedur zur Steuerung der Verfahrensschritte zur Regelung eines NO, Speicherkatalysators in digitaler Form hinterlegt ist. Diese Steuereinheit kann in ein Motorsteuergerät integriert sein.

Weitere vorteilhafte 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 Anordnung eines Abgasstranges einer Verbrennungskraftmaschine und Figur 2 einen Signalverlauf eines NOx-Sensors nach einer Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen Abgastrakt 12 mit einem hierin angeordneten optionalen Vorkatalysator 14 und einem NOx-Speicherkatalysator 16 auf. Stromab des NOX-Speicherkatalysators 16 ist au erdem ein NOx-Sensor 18 in dem Abgaskanal 12 angeordnet. In Abhängigkeit einer hinter dem NOX-Speicherkatalysator 16 vorliegenden NOX- Konzentration beziehungsweise eines NO, Anteils in einem Abgas gibt der NOx-Sensor 18 ein Me signal, in der Regel eine Spannung, an ein Motorsteuergerät 20 weiter, in welchem eine Steuereinheit 22 integriert ist. Die Steuereinheit 22 ermittelt anhand einer abgespeicherten Kennlinie des NOx-Sensors 18 die dem Sensorsignal entsprechende NOx-Konzentration. Abhängig von der ermittelten NOx-Konzentration steuert das Motorsteuergerät 20 die Verbrennungskraftmaschine 10, indem es beispielsweise Einflu auf ein einzuspeisendes Luft-Kraftstoff-Gemisch nimmt. insbesondere steuert das Motorsteuergerät 20 ein Umschalten der Verbrennungskraftmaschine 10 zwischen einem mageren (S > 1) und einem stöchiometrischen oder fetten Betriebsmodus (k : 5 1), um eine NOx-Regeneration des NOx-Speicherkatalysators 16 zu steuem. Eine sehr genaue Regelung dieser Regenerationszykfen kann erreicht werden, wenn die Einleitung einer fetten Regenerationsphase nicht von einer aktuellen NOx-Konzentra- tion. hinter dem NOX-Speicherkatalysator 16 abhängig gemacht wird, sondem von einer während einer Magerphase insgesamt durch den NOx-Speicherkatalysator 16 durchgesetzten NOX-Menge. Diese kann durch Integration des Signals des NOX- Sensors 18 über die Dauer der Magerphase berechnet werden. Bislang war jedoch kein Verfahren bekannt, mit dem der Zeitpunkt der Einlagerung von Stickoxiden in den NOX- Speicherkatalysator 16 tatsächlich nach einem Umschalten der Verbrennungskraftmaschine 10 in den Magermodus beginnt und die Integration des Signals des NOx-Sensors 18 sinnvoll starten sollte.

Figur 2 zeigt einen vereinfachten zeitlichen Verlauf eines Ausgabesignals OUT eines NOx-Sensors 18 während eines Wechsels von einem fetten Regenerationsmodus R in einen mageren Betriebsmodus M der Verbrennungskraftmaschine 10. Während der NOX-Regeneration R verharrt das Sensorsignal OUT auf einem relativ hohen Niveau (Bereich 30). Dies ist zum einen auf eine unvollständige Reduktion von desorbierten Stickoxiden NOX zurückzuführen und andererseits auf eine Entstehung von Ammoniak NH3 während der Regeneration R, auf welches der NOx-Sensor 18 ebenfalls anspricht.

Für eine kurze Dauer nach Umschalten der Verbrennungskraftmaschine 10 zu einem Zeitpunkt tg in den Magermodus M bleibt das Sensorsignal OUT zunächst auf diesem hohen Niveau. Eine Ursache hierfür ist ein von einem Abgas zu durchströmendes Totvolumen zwischen der Verbrennungskraftmaschine 10 und einer Position des NOX- Sensors 18. Zudem weist der NOX-Speicherkatalysator 16 während des Umschaltens zum Zeitpunkt tS häufig noch eine Temperatur auf, die zu hoch ist, um eine optimale NOx-Absorptionsaktivität zu gewährleisten. Schlie lich kommt eine Trägheit des NOX- Sensors 18 hinzu, die dazu führt, da der Sensor 18 noch ein hohes Signal ausgibt, während bereits mageres, NO, armes Abgas an der Sensorposition vorliegt. Nach dieser Verzögerung weist der Signalverlauf SV einen steilen Abfall auf (Bereich 32), um zum Zeitpunkt to ein Minimum min zu durchlaufen und dann wieder langsam anzusteigen (Bereich 34). Dieser Anstieg wird bedingt von einer zunehmenden Beladung des NOx-Speicherkatalysators 16 und einer damit verbundenen abnehmenden NOx-Speicheraktivität. Wird bereits zum Zeitpunkt tS des Umschaltens der Verbrennungskraftmaschine 10 in den Magermodus M mit einer Integration des Sensorsignals OUT begonnen, um einen gesamten NO"Durchbruch zu ermitteln, entsteht ein relativ gro er Fehler aufgrund der dargestellten Verzögerungsphase. Durch das erfindungsgemä e Verfahren sowie die Vorrichtung wird anhand des Signal- verlaufs SV des NOx-Sensors 18 der Bezugszeitpunkt to bestimmt, um diesen als zeitlichen Nullpunkt für Regelungsprozesse, welche den NOX-Speicherkatalysator 16 betreffen, zu verwenden. Praktisch ist dieser Bezugszeitpunkt to mit einem Beginn der NOx-Einlagerung in den NOX-Speicherkatalysator 16 nach einer Regeneration R gleichzusetzen.

Die Bestimmung des Bezugszeitpunktes to geschieht, indem mit dem Umschalten der Verbrennungskraftmaschine 10 in den mageren Betriebsmodus M oder mit dem Vorliegen eines mageren Abgases an der Position des NOX-Sensors 18 mit einer Analyse des Signalverlaufs SV begonnen wird. Dabei erfolgt eine Überprüfung des Signalverlaufs SV auf verschiedene Kriterien, die derart vorgegeben werden, da in einem sinnvollen Zeitfenster das Auffinden des Bezugszeitpunktes to unter Standardbedingungen sicher erfolgt. Der Abfall des Signalverlaufs SV nach dem Umschalten der Verbrennungskraftmaschine 10 (Bereich 32) in den Magermodus M sollte vorteilhafterweise von dem Zeitfenster der Analyse erfa t werden, um das Minimum sicher ermitteln zu können. Im Rahmen der Signalanalyse wird dann beispielsweise an jedem Me punkt eine Steigung des Signalverlaufs bestimmt und mit einer vorausgegangenen Steigung verglichen. Am Beispiel des dargestellten Signalverlaufs SV wird dabei zunächst im Bereich 32 eine stark negative Steigung festgestellt, deren Grö e von einem aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 10 abhängt. Diese Steigung wird zunehmend grö er (positiver), um im Minimum min des Signalverlaufs SV Null und danach positiv zu werden. Erfindungsgemä gilt der Zeitpunkt des Übergangs einer negativen Steigung in eine Steigung von nahe Null als ein hinreichendes Kriterium für die Festlegung des Bezugszeitpunktes to. Unmittelbar nach seiner Bestimmung wird der Bezugszeitpunkt to als zeitlicher Nullpunkt für Regelungsprozesse des NOx-Speicherkatalysators 16 verwendet, beispielsweise um mit einer Integration des Sensorsignals OUT zu beginnen. Die Analyse des Signalverlaufs SV wird gleichzeitig an diesem Punkt beendet. Die weitere Auswertung des Sensorsignals OUT zur Regelung des NOX- Speicherkatalysators 16 kann dabei noch von verschiedenen Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 10 abhängig gemacht werden.

Da nicht jeder Signalverlauf SV eines NOX-Sensors 18 dem in Figur 2 dargestellten entspricht, auf der anderen Seite jedoch nach jeder Regeneration R eines NOX- Speicherkatalysators 16 ein Bezugszeitpunkt to zuverlässig detektiert werden sollte, werden vorteilhafterweise weitere Kriterien zur Bestimmung eines Bezugszeitpunktes to vorgegeben, mit denen abweichende Signalverläufe SV berücksichtigt werden können.

Beispielsweise kann ein Bezugszeitpunkt to als gefunden gelten, wenn das Signal bereits von Beginn der Analyse des Signalverlaufs SV für eine vorgegebene Mindestzeitspanne einen vorgegebenen Schwellenwert SW dauerhaft unterschreitet.