Verfahren zur Funktionsdiagnose einer

Abgasnachbehandlungsanlage einer Brennkraftmaschine und

Abgasnachbehandlungsanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funk tionsdiagnose einer Abgasnachbehandlungsanlage einer Brenn kraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, die einen in einer Abgasleitung angeordneten Partikelfilter, eine Abgas rückführeinrichtung und einen Lambdasensor im Abgasmassenstrom stromabwärts, also nach dem Partikelfilter aufweist.

Insbesondere Fahrzeuge mit Diesel-Brennkraftmaschinen

(Dieselmotor), zunehmend jedoch auch Fahrzeuge mit

Otto-Brennkraftmaschinen (Benzinmotor) , weisen heutzutage einen Partikelfilter (DPF) zur Vermeidung von Partikeln (Ruß,

Feinstaub) in den Abgasemissionen sowie ggf. Katalysatoren zur Verringerung der Schadstoff-Anteile in den Abgasemissionen auf. Der Gesetzgeber senkt die Emissionsgrenzwerte der Abgase von Fahrzeugen mit Brennkraftmaschinen (Verbrennungsmotoren) immer weiter ab und erlässt Vorschriften zur Überwachung deren vorschriftsmäßiger Funktion. Dies betrifft insbesondere auch die sogenannte OBD-Diagnose (On-Board-Diagnose, laufende,

automatische Selbstdiagnose im bestimmungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs) bei derartigen Fahrzeugen. So müssen heutzutage auch die Partikelfilter einer solchen, häufigen und genauen

OBD-Diagnose unterzogen werden.

Es ist bekannt, eine derartige Diagnose in Bezug auf die Partikel-Emissionen mit einem sogenannten PM-Sensor

(Particulate Matter Sensor, Partikelsensor) durchzuführen. Wenn dabei die mit dem Partikelsensor gemessene PM-Emission nach dem Patikelfilter höher ist als ein Schwellenwert, wird der Par- tikelfilter als fehlerhaft diagnostiziert. Für eine derartige Diagnose wird jedoch ein relativ langer Zeitraum benötigt . Ferner ist die Diagnose auf die Partikel-Emission beschränkt und die Genauigkeit der Diagnose ist zudem nicht gut genug, um den Anforderungen von zukünftigen noch niedrigeren Emissions schwellenwerten gerecht zu werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine entsprechende Abgasnachbehandlungsanlage einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine besonders rasche und genaue automatische Funktionsdiagnose eines Partikelfilters in Bezug auf die Partikelfilterung im Betrieb der

Brennkraftmaschine ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren und einer Abgasnachbehandlungsanlage gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst .

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Funktionsdiagnose einer Abgasnachbehandlungsanlage einer Brennkraftmaschine

vorgestellt, wobei die Brennkraftmaschine eine

Luft-Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Luft-Massenstroms und einen Abgastrakt mit der Abgasnachbehandlungsanlage zur Abführung eines Abgas-Massenstroms aufweist. Dabei weist die Abgasnachbehandlungsanlage eine Abgasleitung, einen in der Abgasleitung angeordneten Partikelfilter und einen im Abgas massenstrom stromabwärts, nach dem Partikelfilter angeordneten Lambdasensor auf und es ist eine Abgasrückführeinrichtung zur Rückführung eines Abgas-Rückführmassenstroms zwischen Abgas trakt und Luft-Zuführeinrichtung angeordnet.

Ein sogenannter Lambdasensor, auch als l-Sensor oder l-Sonde bezeichnet, erfasst das Verbrennungsluftverhältnis im Abgas . Das Verbrennungsluftverhältnis ist das Verhältnis der Luftmasse die im Brennraum einer Brennkraftmaschine für die Verbrennung der zugeführten Kraftstoffmasse zur Verfügung steht, zu der für eine vollständige Verbrennung der zugeführten Kraftstoffmasse er forderlichen Luftmasse und gibt so Aufschluss über einen Luft oder Kraftstoff-Überschuss im Abgas. Bei l>1 liegt Luft-Über schuss und somit eine sogenannte magere Verbrennung vor, um gekehrt liegt bei l<1 Kraftstoffüberschuss und somit eine sogenannte fette Verbrennung vor.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist dabei die im Folgenden dargestellten Schritte auf:

- Einstellen und/oder Verifizieren einer stationären Be

triebsart der Brennkraftmaschine, die gekennzeichnet ist durch einen konstanten Lambdawert im Abgasmassenstrom vor dem Partikelfilter;

bei Vorliegen der stationären Betriebsart,

- gezieltes, definiertes Herbeiführen einer Lambdawertänderung im Abgasmassenstrom vor dem Partikelfilter, ausgehend von dem vorgenannten konstanten Lambdawert, durch Änderung des zu geführten Luft-Massenstroms und/oder des zurückgeführten Abgas-Rückführmassenstroms ;

- Messen der Lambdawertänderung im Abgasmassenstrom nach dem Partikelfilter innerhalb eines, unmittelbar auf die vorge nannte Lambdawertänderung im Abgasmassenstrom vor dem Par tikelfilter folgenden, festgelegten Zeitfensters , mittels des Lambdasensors ;

- Bereitstellen eines korrelierenden Lambda-Vergleichswertes auf Basis der gemessenen Lambdawertänderung nach dem Par tikelfilter;

- Bewerten der innerhalb des festgelegten Zeitfensters ge messenen Lambdawertänderung nach dem Partikelfilter anhand des jeweiligen Lambda-Vergleichswertes und vorgegebener Grenz werte; und - Diagnostizieren des Partikelfilters als schadhaft, wenn die Bewertung ergibt, dass der Lambda-Vergleichswert zumindest einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat.

Unter der stationären Betriebsart der Brennkraftmaschine und dem konstanten Lambdawert ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die maßgeblichen Betriebsparameter, wie zum Beispiel die Drehzahl bei bestimmter Belastung und insbesondere der

Lambdawert, innerhalb einer vorgegebenen Schwankungsbreite liegen bzw. sich bewegen, die so bemessen ist, dass deren Auswirkungen auf die Durchführung des Verfahrens, bei

ausreichender Genauigkeit des Diagnoseergebnisses,

vernachlässigbar sind. Es kann hier also auch von einer quasi-stationären Betriebsart und einem quasi-konstanten Lambdawert gesprochen werden. Die vorgegebene Schwankungsbreite kann dabei empirisch oder mit Hilfe von Modellrechnungen ermittelt werden.

Weiterhin kann ein Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes, je nach Art des Lambda-Vergleichswertes, sowohl in positiver als auch in negativer Richtung erfolgen. Überschreiten ist hier also nicht im Sinne von „größer werden" zu verstehen sondern im Sinne von „Grenze übrschreiten" unabhängig von der Richtung.

Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasnachbehandlungsanlage einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine eine Luft-Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Luft-Massenstroms und einen Abgastrakt mit der Abgasnachbehandlungsanlage zur Abführung eines Abgasmassenstroms aufweist. Dabei weist die Abgasnachbehandlungsanlage eine Abgasleitung zur Führung eines Abgasmassenstroms, einen in der Abgasleitung angeordneten Partikelfilter sowie einen im Abgasmassenstrom stromabwärts, also nach dem Partikelfilter, angeordneten Lambdasensor auf. Des Weiteren ist eine Abgasrückführeinrichtung (7) zur Rückführung eines Abgas-Rückführmassenstroms (10a) zwischen Abgastrakt (3) und Luft-Zuführeinrichtung (12) angeordnet.

Diese Abgasnachbehandlungsanlage ist des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass ihr eine elektronische Rechen- und

Steuereinheit zugeordnet ist, die eingerichtet ist zum ge zielten, definierten Herbeiführen einer Lambdawertänderung im Abgasmassenstrom stromaufwärts, vor dem Partikelfilter, durch Änderung des zugeführten Luft-Massenstroms und/oder des zu rückgeführten Abgas-Rückführmassenstroms (10a) und zur Er fassung eines von dem Lambdasensor ausgegebenen Messsignals, wobei die elektronische Rechen- und Steuereinheit weiterhin dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Funktionsdiagnose einer Abgasnachbehandlungsanlage einer Brennkraftmaschine, gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren wie vorausgehend oder nachfolgend beschrieben, auszuführen.

Es lässt sich somit zusammenfassen, dass die Grundidee der Erfindung darin besteht, einen Lambdasensor nach einem

Partikelfilter zu verwenden, um in Verbindung mit einer

Lambdawertänderung im Abgasmassenstrom stromaufwärts des Partikelfilters den Partikelfilter, und somit die

Abgasnahcbehandlungsanlage, einer Funktionsüberprüfung zu unterziehen .

Funktionsbeeinflussende Beschädigungen von Partikelfiltern bestehen in der Regel aus Durchbrüchen bzw. Löchern im Substrat des Filters, deren Anzahl oder Querschnittsfläche den Grad der Beschädigung bestimmen und durch die ein entsprechender Teil des Abgases ungefiltert und unbehandelt durchtreten kann. Wenn der Gesamtquerschnitt der Durchbrüche oder offenen Löcher über einem Schwellenwert liegt, überschreitet die entsprechende Parti kelemission einen Diagnoseschwellenwert (OBD-Schwellenwert ) . Um diesen Zustand zu erfassen, wird ausgehend von einem stetigen bzw. stationären oder quasi-stationären Betriebszustand, beispielsweise im Leerlauf der Brennkraftmschine und

beispielsweise bei einer konstanten Partikelfilter-Temperatur, der Lambdawert vor dem Partikelfilter, vorzugsweise in einem Schritt, erhöht, ausgehend von einem zuvor gegebenen Lambdawert und es wird der den Lambdawert nach dem Partikelfilter representierende Signalverlauf beobachtet. Es erfolgt also eine Messung der entsprechenden Lambdawertänderung nach dem

Partikelfilter.

Bei intaktem Filtersubstrat wird der Durchtritt des Abgases durch den Partikelfilter verzögert. Daher besitzt der nach dem Filter gemessene Lambdawert während einer kurzen Zeitdauer, innerhalb eines definiertgen Zeitfensters , das unmittelbar auf die Lambdawerterhöhung vor dem Partikelfilter folgt, und

beispieslsweise zwischen 3 und 5 Sekunden beträgt, nur einen vergleichsweise geringen Anstieg und einen entsprechend kleineren Gradienten, also eine niedrigere

Anstiegsgeschwindigkeit .

Liegt nunmehr ein aus der Lambdawert-Messung ermittelter Lambda-Vergleichswert unterhalb bzw. oberhalb eines

entsprechend vorgegebenen Grenzwertes, ist davon auszugehen, dass der gesamte Querschnitt von Durchbrüchen im Filtersubstrat so gering ist, dass die volle Funktionsfähigkeit als gegeben angenommen werden kann.

Wird jedoch der Grenzwert überschritten, ist der gesamte Querschnitt von Durchbrüchen im Filtersubstrat so groß, dass das Abgas zu einem großen Anteil und nahezu ohne Verzögerung ungefiltert durch den Partikelfilter strömt, so dass der entsprechende Lambdasensor nach dem Partikelfilter innerhalb des festgelegten, unmittelbar folgenden Zeitfensters einen unmittelbaren, Lambdawert-Anstieg mit einem sehr viel höheren Gradienten registriert.

Es hat sich erwiesen, dass das Verhältnis zwischen der

Lambdawertänderung nach dem Partikelfilter und der

Lambdawertänderung vor dem Partikelfilter direkt proportional zum Gesamtquerschnitt der Durchbrüche im Filtersubstrat des Partikelfilters ist. Wenn dieses Verhältnis über einem bestimmten Schwellenwert oder Grenzwert liegt, wird der

Partikelfilter als schadhaft eingestuft.

Eine entsprechende Lambdawertänderung vor dem Partikelfilter wird in diesem Fall durch Änderung des zugeführten

Luft-Massenstroms, zum Beispiel mit Hilfe eines Drosselklap penventils in der Luft-Zuführeinrichtung, und/oder des zu rückgeführten Abgas-Rückführmassenstroms, zum Beispiel mit Hilfe eines Abgasrückführventils in der Abgasrückführein richtung, hervorgerufen. Solche Einrichtungen sind bei vielen Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Brennkraftmaschinen für Mittel- und Schwerlastfahrzeuge ohnehin im Einsatz, um das Emissionsverhalten positiv zu beeinflussen.

Dabei wird eine gewünschte Lambdawerterhöhung oder

Lambdawertreduzierung vor dem Partikelfilter vorgegeben und der dafür erforderliche Luft-Massenstrom oder der

Abgas-Rückführmassenstrom, oder beide in Kombination , durch entsprechende Ansteuerung beispielsweise des

Drosselklappenventils und/oder beispielsweise des

Abgasrückführventils, eingestellt. Die dafür erforderlichen Steuerungswerte werden beispielsweise anhand von, in

Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebszuständen empierisch erstellten, abgespeicherten Kennfeldern, oder mittels

entsprechender Rechenmodelle ermittelt. Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführung einer

Brennkraftmaschikne mit erfindungsgemäßer Abgasnachbehandlungsanlage ;

Figur 2 ein Blockdiagramm zur Darstellung des

Verfahrensablaufs einer Ausführung des

erfindungsgemäßen Verfahens;

Figur 3 eine qualitative Darstellung von Verlaufskurven von

Lambdawerten vor und nach dem Partikelfilter bei intaktem und defektem Partikelfilter; und

Figur 4 eine qualitative Darstellung von Verlaufskurven der

Lambdawerte vor und nach dem Partikelfilter bei aufeinanderfolgenden Lambdawertänderungen .

Funktions- und Benennungsgleiche Objekte sind in den Figuren durchgehend mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Figur 1 zeigt schematisch in einer vereinfachten Darstellung eine Ausführung einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage, beispielsweise eines Dieselmotors. Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Abgastrakt 3 und eine Luft-Zuführeinrichtung 12 auf.

Dir Luft-Zuführeinrichtung 12 beinhaltet einen mit der

Brennkraftmaschine 1 verbundenen Ansaugkrümmer 12a mit einem daran anschließenden Ansaugrohr 12b. Im Ansaugrohr 12b ist ein Drosselklappenventil 15, zur Regulierung des der

Brennkraftmaschine zugeführten Luftmassenstromes 20 im Ansaugrohr 12b und somit der Luftzufuhr in die Verbrennungsräume der Brennkraftmaschine 1, angeordnet.

Der Abgastrakt 3 beinhaltet einen Abgaskrümmer 3a, der die Abgasleitung 3b und somit die Abgasnachbehandlungsanlage 2 mit der Brennkraftmaschine 1 verbindet. Zur Abgasnachbehanlungs- anlage 2 gehört die Abgasleitung 3b zur Führung des Abgas massenstroms 10 und ein in der Abgasleitung 3b angeordneter Partikelfilter 5 und ein Lambdasensor 6, im Abgasmassenstrom 10 stromabwärts, also nach dem Partikelfilter 5.

Zwischen dem Abgastrakt 3 und der Luft-Zuführeinrichtung 12 ist eine Abgasrückführeinrichtung 7 angeordnet, die eine Abgas rückführleitung 7a und ein in dieser Abgasrückführleitung angeordnetes Abgasrückführventil 7b aufweist. Die Abgasrück führleitung 7a ist einerseits im Abgas-Massenstrom 10 strom aufwärts des Partikelfilters 5 an der Abgasleitung 3b und andererseits im Luft-Massenstrom 20 stromabwärts des Dros selklappenventils 15 am Ansaugrohr 12b angeschlossen. Dies ermöglicht die Rückführung eines Abgas-Rückführmassenstroms 10a aus der Abgasleitung 3b über das Abgasrückführventil 7b in das Ansaugrohr 12b, wobei die Größe des Abgas-Rückführmassenstroms 10a mit Hilfe des Abgasrückführventils 7b einstellbar ist. Der Abgas-Rückführmassenstrom 10a vermischt sich dann mit dem Luft-Massenstrom 20 im Ansaugrohr 12b zu einem Misch-Massenstrom 20a, der über den Ansaugkrümmer 12a den Zylindern der Brenn kraftmaschine 1 zugeführt wird.

Desweitern gehört zur Abgasnachbehandlungsanlage 2 eine elektronische Rechen- und Steuereinheit 30, im Weiteren auch kurz ECU genannt, die eingerichtet ist zum gezielten, definierten Herbeiführen einer Lambdawertänderung im Abgasmassenstrom 10 vor dem Partikelfilter 5, durch Änderung des zugeführten

Luft-Massenstroms 20 und/oder des zurückgeführten Ab- gas-Rückführmassenstroms 10a, hier insbesondere mittels des Drosselklappenventils 15 und des Abgasrückführventils 7b und zur Erfassung eines von dem Lambdasensor 6 ausgegebenen Messsignals.

Die ECU 30 ist weiterhin dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Funktionsdiagnose der Abgasnachbehandlungsanlage 2 der Brennkraftmaschine 1, wie vorausgehend und nachfolgend beschrieben auszuführen. Dazu ist die ECU, unter Anderem, über elektrische Signalleitungen 6c, 7c und 15c mit dem Lambdasensor 6, dem Abgasrückführventil 7b der Abgasrückführeinrichtung 7 und dem Drosselklappenventil 15 der Luft-Zuführeinrichtung 12 verbunden .

Eine Ausführung der Abgasnachbehandlungsanlage 2, wie zuvor beschrieben, zeichnet sich dadurch aus, dass die ECU 30 in tegraler Bestandteil einer zentralen Steuerungseinheit 32 der Brennkraftmaschine 1 ist, die auch kurz als CPU 32 bezeichnet wird, wobei das auszuführende Verfahren Teil eines

On-Board-Diagnose-Systems zur Überwachung der abgasrelevanten Funktionseinheiten der Brennkraftmaschine im bestimmungsgemäßen Betrieb ist.

Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Funkti onsdiagnose einer Abgasnachbehandlungsanlage einer Brenn kraftmaschine in einer der vorausgehend beschriebenen Aus führungen ist anhand des in Figur 2 dargestellten vereinfachten Block-Ablaufprogramms in den wesentlichen Verfahrensschritten dargestellt .

Nach dem Start des Verfahrens wird in dem ersten, mit „BP_Stat" gekennzeichneten Verfahrensschritt, die Brennkraftmaschine auf eine stationäre Betriebsart eingestellt, wobei als maßgeblicher Betriebsparameter ein bestimmter, konstanter Lambdawert im Abgasmassenstrom 10 vor dem Partikelfilter 5 der Brennkraft- maschine 1 eingeregelt wird. Da im realen Betrieb der Brenn kraftmaschine bestimmte geringfügige Schwankungen der Be triebsparameter nicht vermieden werden können, ist die sta tionäre Betriebsart und der konstante Lambdawert durch Werte der entsprechenden Betriebsparameter gekennzeichnet, die sich innerhalb einer vorgegebenen, als für das Verfahren als ver nachlässigbar anzusehenden Schwankungsbreite bewegen bzw. darin liegen .

Da die Einregelung, Einstellung und/oder die Verifizierung der Diagnose-Betriebsparameter eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen kann wird in dem folgenden Verfahrensschritt, der mit „BP_Stat = ok?" gekennzeichnet ist überprüft, ob die aktuelle Betriebsart mit der vorgegebenen Betriebsart übereinstimmt. Solange das nicht der Fall ist wird weiterhin versucht die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 so anzugleichen, bis die gewünschte stationäre Betriebsart vorliegt. Liegt die stationäre

Betriebsart vor, so kann der nächste Verfahrensschritt folgen.

Im folgenden, mit „X_Var" gekennzeichneten Verfahrensschritt erfogt dann die gezielte, definierte Herbeiführung einer Lambdawertänderung X_Var im Abgasmassenstrom 10 stromaufwärts des Partikelfilters 5. Dies erfolgt ausgehend von dem vorge nannten konstanten Lambdawert, durch Änderung des zugeführten Luft-Massenstroms 20 und/oder des zurückgeführten Ab- gas-Rückführmassenstroms lOamittels der Luft-Zuführeinrichtung 12 und der Abgasrückführeinrichtung 7, insbesondere durch entsprechende Ansteuerung des Drosselklappenventils 15 und des Abgasrückführventils 7b, durch die ECU 30, wie in Figur 2 mit gestrichelter Linie dargestellt. Dabei kann je nach Bedarf der Zusammensetzung des Misch-Massenstroms 20a, der zur Verbrennung den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt wird, jeweils nur das Drosselklappenventil 15 oder das Abgasrückführventil 7b jeweils alleine oder auch Drosselklappenventil 15 in Kombination mit dem Abgasrückführventil 7b angesteuert werden. Eine

Reduzierung des Luft-Massenstroms 20 sowie eine Erhöhung des Abgas-Rückführmassenstroms 10a bewirkt dabei eine Reduzierung des Lambdawertes, umgekehrt bewirkt eine Erhöhung des

Luft-Massenstroms 20 sowie eine Reduzierung des

Abgas-Rückführmassenstroms 10a eine Erhöhung des Lambdawertes vor dem Partikelfilter 5.

In einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die definierte Lambdawertänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5 eine Reduzierung und/oder Erhöhung des Lambdawertes beinhalten, die durch eine definierte Änderung von Luft-Massenstrom 20 und/oder Abgas-Rückführmassenstrom, wie oben beschrieben, eingestellt wird. Dies erfolgt zum Beispiel durch entsprechende Ansteuerung des Drosselklappenventils 15 und/oder des Abgas rückführventils 7b mittels der ECU 30.

In einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Lambdawertänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5 eine Lambdawertänderung in einer Richtung und eine darauffolgende Lambdawertänderung in entgegengesetzter Richtung aufweisen. So können in der weiteren Abfolge des Verfahrens die Lambdawer tänderungen in positiver und negativer Richtung, sich ergänzend, zur Funktionsdiagnose des Partikelfilters herangezogen werden, wie weiter unten und mit Hilfe der Figur 4 noch erläutert werden soll .

Im weiteren Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun gemäß dem mit „X_Sig" gekennzeichneten Verfahrensschritt, die Lambdawertänderung X_Sig im Abgasmassenstrom 10 nach dem Partikelfilter 5 innerhalb eines, unmittelbar auf die vorge nannte Lambdawertänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5 folgenden, festgelegten Zeitfensters TW gemessen. Dies erfolgt mittels des Lambdasensors 6, der ein entsprechendes Messsignal abgibt, das über die Signalleitung 6c der ECU 30 zur weiteren Verarbeitung zugeführt wird, wie mit der gestrichelten Linie in Figur 2 symbolisiert ist.

Im Folgenden, mit „LVgW" gekennzeichneten Verfahrensschritt erfolgt das Bereitstellen eines korrelierenden Lamb

da-Vergleichswertes LVgW auf Basis der gemessenen Lambdawer tänderung .

Als Lambda-Vergleichswert LVgW kann beispielsweise eine Fol ge-Zeitdauer TF vom Zeitpunkt tO des Beginns der Lambdawer tänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5 bis zu einem Zeitpunkt tl an dem die Lambdawertänderung X_Var nach dem Partikelfilter 5 einen bestimmten anteiligen Wert L_% der maximalen Lambda wertänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5 erreicht hat. Dies ist auch in Figur 3 dargestellt. Hier erreicht die Lambda wertänderung X_Sig-l einen anteiligen Wert L_% der maximalen Lambdawertänderung X_Var bei 63% nach einer Folge-Zeitdauer TF beim Zeitpunkt tl.

In einer anderen Ausführung des Verfahrens wird als Lamb da-Vergleichswert LVgW ein jeweiliger, innerhalb des definierten Zeitfensters TW erreichter Maximalwert L_Max_l, L_Max_2, oder Minimalwert der Lambdawertänderung X_Sig_l, X_Sig_2, nach dem Partikelfilter und/oder ein innerhalb des definierten Zeit fensters TW ermittelter Gradient Gl der Lambdawertänderung herangezogen. Auch dies ist am Beispiel einer Lambda- wert-Erhöhung in Figur 3 dargestellt, wobei die Lambdawer tänderung X_Sig_l bis zum Ende des definierten Zeitfensters TW einen Maximalwert L_Max_l erreicht hat. Dabei weist die

Lambdawertänderung X_Sig_l einen Gradienten Gl auf, der wahlweise auch als Lambda-Vergleichswert LVgW herangezogen werden kann. Gleiches gilt entsprechend für eine in Figur 3 nicht dargestellte Lambdawert-Reduzierung . In einer weiteren Ausführung des Verfahrens kann, zur Be reitstellung eines Lambda-Vergleichswertes LVgW, die vor dem Partikelfilter vorgegebene und, die innerhalb des definierten Zeitfensters TW, nach dem Partikelfilter gemessenen Lambdawerte zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder die Gradienten der Lambdawertänderungen X_Var, X_Sig_l, X_Sig_2, zueinander ins Verhältnis gesetzt werden, wie weiter unten unter Heranziehung der Figur 3 näher erläutert werden soll. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines besonders zuverlässigen Lamb

da-Vergleichswertes LVgW und erhöht die Diagnosesicherheit des Verfahrens .

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung eines Lamb da-Vergleichswertes LVgW, die Lambdawerte und/oder die Gra dienten von aufeinanderfolgenden entgegengesetzten Lambda wertänderungen, wie oben beschrieben, jeweils nach und vor dem Partikelfilter 5 in Kombination miteinander herangezogen werden, wie weiter unten anhand des in der Figur 4 gezeigten Beispiels noch erläutert werden soll.

In dem folgenden, mit „LVgW - GW" gekennzeichneten, Verfah rensschritt, erfolgt die Bewertung der innerhalb des festge legten Zeitfensters TW gemessenen Lambdawertänderung X_Sig_l, X_Sig_2, X_Sig, nach dem Partikelfilter 5 anhand des jeweiligen Lambda-Vergleichswertes LVgW und vorgegebener Grenzwerte GW. Als Lambda-Vergleichswert LVgW kann dabei, je nach Ausführung des Verfahrens, wie oben bereits erläutert, ein jeweiliger Maxi malwert oder Minimalwert der Lambdawertänderung und/oder ein ermittelter Gradient der Lambdawertänderung oder auch Ver gleichs- oder Verhältniswerte basierend auf den jeweils vor und nach dem Partikelfilter 5 gemessenen Werten oder Gradienten der Lambdawertänderung, herangezogen werden. Dies ermöglicht eine breite Varianz bei der Gestaltung des erfindungsgemäßen Ver fahrens und die Anpassung an die Bedürfnisse im jeweiligen Anwendungsfall. Gemäß dem zur Anwendung kommenden Lamb da-Vergleichswert LVgW sind dann entsprechend angepasste Grenz werte GW vorzugeben. Diese können zum Beispiel vorausgehend empirisch oder mittels Modellrechnung ermittelt werden und werden beispielsweise in einem elektronischen Speicherbereich der elektronischen Rechen- und Steuerungseinheit ECU abgelegt und zur Bewertung der Lambdawertänderung von dort abgerufen. Ein solcher elektronischer Speicherbereich ist in Figur 2, mit E_Sp gekennzeichnet und beinhaltet die entsprechenden Grenzwerte GW, die als „ (l) GW" dargestellt sind.

Auf Basis der zuvor beschriebenen Bewertung der Konzentrati onsänderung nach dem Partikelfilter 5 erfolgt dann in dem folgenden, mit „LVgW > GW" gekennzeichneten, Verfahrensschritt das Diagnostizieren des Partikelfilters 5 als schadhaft, „DPF=nok" wenn die Bewertung ergibt, dass der Lamb

da-Vergleichswert LVgW zumindest einen vorgegebenen Grenzwert GW überschritten hat. Andernfalls wird der Partikelfilter als funktionstüchtig diagnostiziert „DPF=ok" wenn der Lamb da-Vergleichswert LVgW keinen Grenzwert erreicht oder über schritten hat . Je nach Art des Lambda-Vergleichswertes LVgW kann, wie bereits vorausgehend erläutert, ein Überschreiten des jeweiligen Grenzwertes sowohl in positiver Richtung, im Sinne eines höheren Wertes, als auch in negativer Richtung, im Sinne eines niedrigeren Wertes, vorliegen.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach dem Diagnostizieren des Partikelfilters 5, die gezielte, definierte Lambdawertänderung vor dem Partikelfilter 5 wieder zurückgenommen und der Verbrennungsmotor 1 wird in Abhängigkeit vom Diagnoseergebnis wieder in den normalen Arbeits-Betriebs- modus BP_Norm überführt und weiter bestimmungsgemäß betrieben oder wird auf einen Notbetrieb BP_Not beschränkt.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist können nun im Weiteren auf Basis und in Abhängigkeit des Diagnoseergebnisses unterschiedliche weitere Maßnahmen eingeleitet und so das Verfahren erweitert werden .

Ergibt die Diagnose, dass der Partikelfilter 5 intakt ist und fehlerfrei funktioniert, DPF = ok, so kann die Brennkraftmaschine nach Durchführung des Verfahrens, also nach der Diagnose der Funktionstüchtigkeit des Partikelfilters 5 wieder im normalen Arbeits-Betriebsmodus, BP_Norm, weiter betrieben werden, dies ist in dem mit BP_Norm gekennzeichneten Verfahrensschritt dargestellt .

Ergibt die Diagnose jedoch, dass der Partikelfilter schadhaft ist, DPF = nok, kann stattdessen ein Notbetrieb, BP_Not, der Brennkraftmaschine eingeleitet werden, der beispielsweise ein Aufsuchen einer Werkstatt bei reduzierter Motorleistung noch ermöglicht. Gleichzeitig kann eine Fehlermeldung an den Fahr zeugführer ausgegeben werden mit der Aufforderung umgehend die nächste Werkstatt aufzusuchen bzw. die Reparatur zu veranlassen. Dies ist in Figur 2 in dem mit BP_Not gekennzeichneten Ver fahrensschritt dargestellt.

Um einen dauerhaft fehlerfreien Betrieb der Abgasnachbehand lungsanlage sicherzustellen kann das erfindungsgemäße Verfahren in bestimmten Zyklen im Betrieb wiederholt werden, wobei diese Zyklen basieren können auf einer bestimmten Betriebs-Zeitdauer, einer bestimmten Betriebsleistung oder auf im Betrieb ermit telten Bedarfswerten. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens weist das jeweilige festgelegte Zeitfenster TW zum Messen der Lambdawertänderung im Abgasmassenstrom 10 nach dem Partikelfilter 5 eine Dauer von kleiner gleich 5 Sekunden, insbesondere kleiner gleich 3 Sekunden auf. Die Länge dieses Zeitfensters gewährleistet, dass lediglich eine schnelle Lambdawertänderung nach dem Partikelfilter 5, wie sie ausschließlich bei einem Defekt des Partikelfilters 5 auftritt, bei der Ermittlung des Lambda-Vergleichswertes LVgW und so bei der Diagnose des Partikelfilters 5 Auswirkung zeigt.

Figur 3 zeigt an einem Beispiel die Verläufe der Lambdawer tänderung über der Zeit. Dabei zeigt die mit X_Var gekenn zeichnete Verlaufskurve die Lambdawertänderung stromaufwärts des Partikelfilters 5, wobei ausgehend von einem in der Di agnosebetriebsart eingeregelten Lambdawert zum Zeitpunkt tO eine definierte, hier sprunghaft dargestellte Lambdawertänderung herbeigeführt wird. Dabei wird die Lambdawertänderung in % des Änderungswertes aufgezeigt und kann somit als Betrag sowohl positiv als auch negativ gesehen werden.

Die mit X_Sig_l gekennzeichnete Verlaufskurve zeigt den stromabwärts des Partikelfilters aufgenommenen Lambdawert bei einem defekten Partikelfilter. Kurz nach dem Zeitpunkt tO, also unmittelbar nach der Herbeiführung der Lambdawertänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5, beginnt der Lambdawert mit einem Gradient Gl innerhalb des Zeitfensters TW zu steigen und steigt bis auf einen Maximalwert L_Max_l zum Zeitpunkt tw, am Ende des Zeitfensters TW. Im weiteren zeitliche Verlauf steigt der Lambdawert nach dem Partikelfilter bis auf 100% der vorgegebenen Lambdawertänderung X_Var vor dem Partikelfilter.

Die mit X_Sig_2 gekennzeichnete Verlaufskurve zeigt dagegen den stromabwärts des Partikelfilters aufgenommenen Lambdawert bei einem intakten Partikelfilter. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt tO beginnt auch hier der Lambdawert innerhalb des Zeitfensters TW zu steigen, jedoch mit einem gegenüber der Verlaufskurve X_Sig_l wesentlich kleineren Gradienten G2. Dementsprechend wird bis zum Zeitpunkt tw, am Ende des Zeitfensters TW, auch nur ein wesentlich kleinerer Maximalwert L_Max_2 erreicht.

Als Lambda-Vergleichswert LVgW kann, wie aus den vorgenannten Ausführungsbeispielen und Figur 4 ersichtlich wird, die je weilige bis zum bestimmten Zeitpunkt tw am Ende des Zeitfensters TW erreichte Lambda-Maximalwert L_Max_l, L_Max_2 oder auch der jeweilige Gradient Gl, G2 des Lambdawertanstiegs innerhalb des Zeitfensters TW herangezogen werden.

In einer anderen Ausführung kann als Lambda-Vergleichswert LVgW wahlweise auch eine Folge-Zeitdauer TF vom Zeitpunkt tO des Beginns der Lambdawertänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5 bis zu einem Zeitpunkt tl an dem die Lambdawertänderung X_Sig_l, X_Sig_2, nach dem Partikelfilter 5 einen bestimmten anteiligen Wert L_% (hier beispielsweise 63%) der maximalen Lambdawer tänderung X_Var vor dem Partikelfilter 5 erreicht hat, her angezogen werden. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, wird bei einem intakten Partikelfilter 5, also im Fall der Verlaufskurve X_Sig_2, der bestimmte anteilige Wert L_% von 63% erst zu einem wesentlich späteren Zeitpunkt t2 erreicht. Hier gilt also, je schneller der Wert L_% erreicht wird desto größer ist die vorliegende Beschädigung des Partikelfilters 5. Der Grenzwert GW für die als Lambda-Vergleichswert herangezogene Folgezeitdauer könnte hier beispielsweise bei 63%/l,5 Sekunden festgelegt werden. Wird also der der Wert L_% von 63% der maximalen Lambdawertänderung X_Var bereits nach 1,2 Sekunden erreicht, so ergibt sich 63%/l,2 Sekunden, wodurch der Grenzwert GW überschritten und der Partikelfilter als schadhaft zu bewerten (DPF=nok) ist. Weiterhin ist es möglich die stromabwärts des Partikelfilters gemessenen Lambdawerte und die stromaufwärts vorgegebenen Lambdawerte in Kombination zu betrachten und daraus einen Lambda-Vergleichswert LVgW zu ermitteln. Die Lambdawertänderung X_Var stromaufwärts des Partikelfilters kann dabei auf den Vorgabewerten beruhen oder mit Hilfe von Modellbetrachtungen ermittelt werden.

Zur Ermittlung eines Lambda-Vergleichswertes LVgW kann in einem Ausführungsbeispiel der innerhalb des Zeitfensters TW ermittelte Gradient Gl der Lambdawertänderung stromabwärts des Parti kelfilters 5 durch den Sprungwert LSpl der Lambdawertänderung X_Var stromaufwärts des Partikelfilters 5 dividiert werden. Das Ergebnis wird als Lambda-Vergleichswertes LVgW herangezogen.

Gl / LSpl = LVgW

Liegt beispielsweise der Gradient des Konzentrationsanstieges stromabwärts des Partikelfilters bei 30%/s und der Sprungwert der Konzentrationsänderung stromaufwärts des Partikelfilters be trägt 100% so ergibt sich ein Lambda-Vergleichswert von:

(30%/s) /100% = 0,03 /s.

Liegt nun ein Grenzwert GW von zum Beispiel 0, 015 /s vor, so wäre dieser überschritten (LVgW > GW) und der Partikelfilter wäre als schadhaft zu bewerten (DPF=nok) .

Diese Vorgehensweise erhöht die Robustheit des Verfahrens gegen Störeinflüsse .

Eine weitere Ausführung des Verfahrens ist, wie in Figur 4 qualitativ dargestellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lambdawertänderung X_Var vor dem Partikelfilter eine Lambda wertänderung in einer Richtung und eine darauffolgende Lamb dawertänderung in entgegengesetzter Richtung aufweist. Zur einfacheren Verständlichkeit wird in diesem Beispiel zunächst von einer sprunghaften Lambdawerterhöhung, um einen Sprungwert LSpl, und von einer darauffolgenden sprunghaften Lambdawert- reduzierung, um einen Sprungwert LSp2, ausgegangen, wobei auch der umgekehrte Fall möglich ist. Hierbei werden die Werte und oder die Gradienten der Lambdawerterhöhung und der Lambdawertre duzierung jeweils nach und vor dem Partikelfilter 5 in Kom bination miteinander zur Bewertung des Partikelfilters 5 herangezogen .

So kann beispielsweise jeweils ein Verhältniswert des Gradienten Gla des Lambdawertanstieges stromabwärts und des Sprungwertes LSpl der Lambdawerterhöhung stromaufwärts des Partikelfilters sowie des Gradienten Gib des darauffolgenden Lambdawertabfalls stromabwärts und des zugehörigen Sprungwertes LSp2 der Lamb dawertreduzierung stromaufwärts des Partikelfilters gebildet und deren Summe errechnet werden.

Dies ist qualitativ in Figur 4 dargestellt. Gezeigt ist die Verlaufskurve X_Var der Lambdawertänderung stromaufwärts und die daraus resultierende Verlaufskurve X_Sig des Lambdawertes stromabwärts des Partikelfilters 5. Die Verlaufskurve X_Var zeigt eine gezielt und definiert herbeigeführte sprunghafte Lambdawerterhöhung um dem Sprungwert LSpl mit einem bestimmten Betrag zum Zeitpunkt tlO und ein verharren des erhöhten

Lambdawertes über das Zeitfenster TW1 bis zum Zeitpunkt t20. Dann folgt eine ebenso gezielt und definiert herbeigeführte sprunghafte Lambdawertreduzierung um den Sprungwert LSp2 um den gleichen Betrag, also eine komplette Zurücknahme der Lambda werterhöhung, zum Zeitpunkt t20. Der sich daraus ergebende Verlauf des Lambdawertes stromabwärts des Partikelfilters verzeichnet einen auf den Zeitpunkt tlO folgenden Anstieg mit dem Gradient Gla, innerhalb des unmittelbar auf die Lambdawer tänderung vor dem Partikelfilter folgenden Zeitfensters TW1, bis zum Zeitpunkt t20 und ein darauf folgendes Abfallen des

Lambdawertes mit einem Gradient Gib innerhalb des unmittelbar auf die Lambdawertänderung vor dem Partikelfilter folgenden Zeitfensters TW2 das bis zu Zeitpunkt t30 dauert. Nach dem oben genannten Schema kann der Lambda-Vergleichswert LVgW nach folgender Beziehung ermittelt werden:

(Gla/LSpl) + (Glb/LSp2) = LVgW

Diese Vorgehensweise erhöht die Robustheit des Verfahrens gegen Störeinflüsse weiter.