Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und Überprüfung mindestens eines Abgaskennwerts eines Prüflings gemäß den Merkmalen des unabhängigen

Patentanspruchs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein universelles, rasch

durchzuführendes Messverfahren für gasförmige und partikelförmige Emissionen von Verbrennungskraftmaschinen.

Gemäß Stand der Technik sind unterschiedliche Messverfahren bekannt, die eine Bestimmung und Überprüfung der von einem Prüfling ausgestoßenen Emissionen ermöglichen.

Beispielsweise sind Prüfstandsmessungen bekannt, bei denen ein Fahrzeug oder ein Verbrennungsmotor mit einem Prüfstand verbunden wird, um in weiterer Folge vordefinierte Fahrzyklen zu durchlaufen. Nachteilig an derartigen Verfahren ist, dass der Messaufbau mit erheblichem Aufwand verbunden ist, wobei trotz dieses hohen

Aufwands, die am Prüfstand gemessenen Emissionen in manchen Fällen erheblich von den tatsächlichen Emissionen des Fahrzeugs oder des Verbrennungsmotors

abweichen, die im realen Betrieb auftreten. Aus diesem Grund werden gemäß Stand der Technik sogenannte„onboard- Messgeräte" zur Erhebung von Emissionsdaten des realen Fahrbetriebs eingesetzt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass das Durchführen von Messfahrten mit einem „onboard-Messgerät" einen erhöhten Aufwand darstellt. Darüber hinaus können die Ergebnisse von Messfahrten stark von den jeweiligen Umständen der Messfahrt abhängig sein. Für eine rasche und einfache Werkstattüberprüfung sind die

obengenannten Verfahren nicht geeignet.

Jedoch sind gemäß Stand der Technik Schnelltests bekannt, die im Rahmen der periodischen Inspektion von Kraftfahrzeugen durchgeführt werden. So wird bei Diesel- Fahrzeugen in Europa lediglich die Abgastrübung bei freier Motorbeschleunigung gemessen. Ferner erfolgt bei der Überprüfung von Personenkraftwagen wahlweise ein Auslesen der onboard-Diagnose zur Bewertung emissionsrelevanter Daten der

Fahrzeugelektronik. Bei diesen Schnelltests wird gemäß Stand der Technik jedoch keine Abgasmessung durchgeführt. Insbesondere basieren die derzeitigen Methoden teilweise auf Daten, die von der Fahrzeugelektronik generiert werden. Diese Daten sind in manchen Fällen nicht zuverlässig und verfälschen dadurch die Ergebnisse.

Somit findet bei der periodischen Inspektion von Kraftfahrzeugen keine direkte

Wirkprüfung statt, die vom Fahrzeug unabhängig ist. Insbesondere werden wichtige Abgaskomponenten wie Kohlendioxid, Stickstoffoxide, Feinpartikelanzahl und

Ammoniak derzeit nicht überprüft.

Aufgabe der Erfindung ist es nun die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere ein effizient durchführbares Verfahren zur Überprüfung des

Abgasverhaltens eines Prüflings zu schaffen, das bevorzugt im Rahmen einer periodischen Inspektion, als auch zur Detektion von hoch emittierenden

Verbrennungskraftmaschinen für mobile und stationäre Anwendungen im realen Betrieb geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des

unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung und Überprüfung mindestens eines Abgaskennwerts eines Prüflings unter Verwendung eines

Messsystems, wobei der Prüfling zumindest eine Verbrennungskraftmaschine und gegebenenfalls eine der Verbrennungskraftmaschine nachgeordnete

Abgasnachbehandlungsanlage enthält.

Bevorzugt umfasst das Verfahren folgende Schritte:

- Versetzen des Prüflings in einen ersten konstanten Betriebsmodus,

- Verifizieren, ob ein konstanter Betriebsmodus vorliegt, durch Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente und/oder der Luftverhältniszahl im Abgas des Prüflings und durch Erfassen und/oder Überwachen der Werteschwankungen der aufgenommenen Emission oder der aufgenommenen Emissionen, insbesondere der einer Abgaskomponente(n) und/oder der Luftverhältniszahl, während des Betriebs des Prüflings im ersten konstanten Betriebsmodus,

- Messen eines ersten Emissionswertes der mindestens einen Abgaskomponente und Bestimmen einer ersten Luftverhältniszahl aus der Abgaszusammensetzung während des verifizierten ersten konstanten Betriebsmodus, wobei der Emissionswert insbesondere ein Konzentrationswert einer Abgaskomponente oder ein

Partikelanzahlwert ist,

- Bestimmen eines ersten Abgaskennwertes durch Umrechnen des ersten

Emissionswertes auf eine vordefinierte Luftverhältniszahl oder auf eine

stöchiometrische Verbrennung durch Multiplizieren des ersten Emissionswertes mit der ersten Luftverhältniszahl.

Bevorzugt umfasst das Verfahren folgende Schritte:

- Versetzen des Prüflings in einen zweiten konstanten Betriebsmodus,

- Verifizieren, ob ein konstanter Betriebsmodus vorliegt, durch Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente und/oder der Luftverhältniszahl und durch

Erfassen und/oder Überwachen der Werteschwankungen der aufgenommenen

Emission oder der aufgenommenen Emissionen während des Betriebs des Prüflings im zweiten konstanten Betriebsmodus,

- Messen eines zweiten Emissionswertes der mindestens einen Abgaskomponente und Bestimmen einer zweiten Luftverhältniszahl aus der Abgaszusammensetzung während des verifizierten zweiten konstanten Betriebsmodus, wobei der Emissionswert insbesondere ein Konzentrationswert einer Abgaskomponente oder ein Partikelanzahlwert ist,

- Bestimmen eines zweiten Abgaskennwertes durch Umrechnen des zweiten

Emissionswertes auf eine vordefinierte Luftverhältniszahl oder auf eine

stöchiometrische Verbrennung durch Multiplizieren des zweiten Emissionswertes mit der zweiten Luftverhältniszahl.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Prüfling in einem der konstanten

Betriebsmodi, insbesondere im ersten konstanten Betriebsmodus, im Leerlauf bei konstanter Leerlaufdrehzahl betrieben wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Prüfling im anderen konstanten

Betriebsmodus, insbesondere im zweiten konstanten Betriebsmodus:

- im Leerlauf bei konstanter erhöhter Leerlaufdrehzahl,

- und/oder im Leerlauf bei konstanter auf 20% bis 40%, insbesondere auf 30%, der Drehzahl der maximalen Leistung des Prüflings erhöhter Leerlaufdrehzahl,

- und/oder bei, gegenüber dem anderen konstanten Betriebsmodus, konstant erhöhter Last betrieben wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Prüfling ein Fahrzeug mit einem

Verbrennungsmotor ist, und dass der Prüfling, zum Herstellen eines konstanten Betriebsmodus, insbesondere zum Herstellen des zweiten konstanten Betriebsmodus, mit einer gegenüber dem anderen konstanten Betriebszustand erhöhten

prüflingseigenen Last beaufschlagt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Prüfling ein Fahrzeug mit einem

Verbrennungsmotor ist, und dass der Prüfling, zum Herstellen eines konstanten Betriebsmodus, insbesondere zum Herstellen des zweiten konstanten Betriebsmodus, mit einer gegenüber dem anderen konstanten Betriebszustand erhöhten

prüflingseigenen Last beaufschlagt wird, wobei die erhöhte prüflingseigene Last

- eine erhöhte Motorreibung bei erhöhter Drehzahl,

- und/oder ein erhöhter Abgasgegendruck bei erhöhter Motordrehzahl

- und/oder eine erhöhte Belastung durch Zuschaltung mindestens eines

lasterzeugenden prüflingseigenen Nebenaggregats ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Prüfling ein Fahrzeug mit einem

Verbrennungsmotor ist, und dass der Prüfling, zum Herstellen eines konstanten Betriebsmodus, insbesondere zum Herstellen des zweiten konstanten Betriebsmodus, mit einer gegenüber dem anderen konstanten Betriebszustand erhöhten Last beaufschlagt wird, wobei die erhöhte Last durch Betreiben des Prüflings auf einem Rollenprüfstand erzeugt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abgastemperatur des Prüflings gemessen wird, und dass das Messen des ersten Emissionswertes der mindestens einen

Abgaskomponente und das Bestimmen einer ersten Luftverhältniszahl aus der

Abgaszusammensetzung während des verifizierten ersten konstanten Betriebsmodus, nur dann erfolgt, wenn die Abgastemperatur oberhalb eines vorbestimmten

Temperaturschwellenwertes von insbesondere 200°C und/oder in einem vorbestimmten Temperaturfenster liegt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abgastemperatur des Prüflings gemessen wird, und dass das Messen des zweiten Emissionswertes der mindestens einen

Abgaskomponente und das Bestimmen einer zweiten Luftverhältniszahl aus der Abgaszusammensetzung während des verifizierten zweiten konstanten Betriebsmodus, nur dann erfolgt, wenn die Abgastemperatur oberhalb eines vorbestimmten

Temperaturschwellenwertes von insbesondere 200°C und/oder in einem vorbestimmten Temperaturfenster liegt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zum Verifizieren, ob ein konstanter

Betriebsmodus vorliegt, folgende Schritte ausgeführt werden:

- Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente im Abgas des Prüflings über eine Zeitdauer t,

- Erfassen und/oder Überwachen der Werteschwankungen der aufgenommenen Emission oder der aufgenommenen Emissionen während der Zeitdauer t,

- Überprüfen, ob die Werteschwankungen der aufgenommenen Emission oder der aufgenommenen Emissionen während der Zeitdauer t innerhalb einer vorbestimmten maximalen Schwankungsbreite liegen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zum Verifizieren, ob ein konstanter

Betriebsmodus vorliegt, folgende Schritte ausgeführt werden:

- Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente im Abgas des Prüflings über eine Zeitdauer von fünf Sekunden,

- Erfassen und/oder Überwachen der Werteschwankungen der aufgenommenen Emission oder der aufgenommenen Emissionen während der Zeitdauer von fünf Sekunden,

- Überprüfen, ob die Werteschwankungen der aufgenommenen Emission oder der aufgenommenen Emissionen während der Zeitdauer von fünf Sekunden weniger als 5 Prozent betragen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass folgende Emissionswerte gemessen werden:

- C0 ₂ -Konzentration,

- und/oder Sauerstoff-Konzentration,

- und/oder Stickstoffoxid-Konzentration, insbesondere NO-Konzentration und/oder NO ₂ - Konzentration,

- und/oder Partikelanzahl,

- und/oder NH ₃ -Konzentration,

- und/oder HC-Konzentration,

- und/oder Kohlenmonoxid-Konzentration.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zu folgenden Abgaskomponenten

Abgaskennwerte bestimmt werden:

- Stickstoffoxide-Konzentration, insbesondere NO-Konzentration und/oder NO ₂ - Konzentration,

- und/oder Partikelanzahl,

- und/oder NH ₃ -Konzentration,

- und/oder HC-Konzentration,

- und/oder Kohlenmonoxid-Konzentration.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Messen der Emission der mindestens einen Abgaskomponente im Abgas des Prüflings, das Bestimmen der Luftverhältniszahl aus der Abgaszusammensetzung und das gegebenenfalls durchgeführte Messen der Abgastemperatur mit dem Messsystem durchgeführt wird, wobei das Messsystem ein vom Prüfling unabhängig messenden Messsystem ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Bestimmen der Luftverhältniszahl aus der Abgaszusammensetzung:

- nach dem Atombilanzverfahren aus den kohlenstoffhaltigen Abgaskomponenten, gegebenenfalls unter Berücksichtigung des Sauerstoffgehalts, des Abgases,

- und/oder nach der Restsauerstoffmethode, unter Verwendung einer Lambda-Sonde erfolgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente im Abgas des Prüflings und/oder das Messen des Emissionswertes der mindestens einen Abgaskomponente

- durch Abzweigen eines Teilvolumenstroms des von dem Prüfling abgegebenen Abgases mittels einer in die Abgasaustrittsöffnung des Prüflings eingeführten

Abgassonde

- und durch Leiten des Teilvolumenstroms in das Messsystem erfolgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente im Abgas des Prüflings und/oder das Messen des Emissionswertes der mindestens einen Abgaskomponente

- durch Abzweigen eines Teilvolumenstroms des von dem Prüfling abgegebenen Abgases

- und durch Leiten des Teilvolumenstroms in das Messsystem mittels unbeheizter Abgasentnahmetechnik erfolgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente im Abgas des Prüflings und/oder das Messen des Emissionswertes der mindestens einen Abgaskomponente

- durch Abzweigen eines Teilvolumenstroms des von dem Prüfling abgegebenen Abgases mittels einer in die Abgasaustrittsöffnung des Prüflings eingeführten

Abgassonde

- und durch Leiten des Teilvolumenstroms in ein Messsystem erfolgt,

- und dass die Temperaturmessung der Abgastemperatur über einen an der

Abgassonde angeordneten Temperatursensor erfolgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Messen der Emission mindestens einer Abgaskomponente im Abgas des Prüflings und/oder das Messen des Emissionswertes der mindestens einen Abgaskomponente nach Abscheidung des

Wasserdampfgehaltgehaltes des Abgases erfolgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Abgasanalysegerät des Messsystems mit einer Ansprechzeit von weniger als zehn Sekunden und einer Anstiegszeit von weniger als fünf Sekunden zur Messung der Emissionen verwendet wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Prüfling vor dem Beginn der Messung konditioniert wird, sodass insbesondere die Abgastemperatur oberhalb eines vorbestimmten Temperaturschwellenwertes liegt und/oder in einem vorbestimmten Temperaturfenster liegt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der erste Betriebszustand jenem Betriebszustand entspricht, in dem der Motor konditioniert wird. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Prüfling in diesem ersten konstanten Betriebsmodus und zur Konditionierung:

- im Leerlauf bei konstanter erhöhter Leerlaufdrehzahl, - und/oder im Leerlauf bei konstanter auf 20% bis 40%, insbesondere auf 30%, der Drehzahl der maximalen Leistung des Prüflings erhöhter Leerlaufdrehzahl,

- und/oder bei, gegenüber dem anderen konstanten Betriebsmodus, konstant erhöhter Last betrieben wird. Dadurch kann direkt im Anschluss an die Konditionierung mit der ersten Verifizierung und der ersten Messung begonnen werden, insbesondere ohne die Motorlast zu verändern. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Prüfling im zweiten konstanten Betriebsmodus im Leerlauf bei konstanter Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zur Überprüfung des mindestens einen

Abgaskennwerts des Prüflings ein Referenzkennwert, insbesondere ein

fahrzeugspezifischer Schadstoffgrenzwert, bereitgestellt und mit dem mindestens einen ermittelten Abgaskennwert verglichen wird, oder dass zur Überprüfung der ermittelten Abgaskennwerte des Prüflings Referenzkennwerte, insbesondere fahrzeugspezifische Schadstoffgrenzwerte, bereitgestellt und mit den ermittelten Abgaskennwerten verglichen werden.

Gegebenenfalls ist vorgesehen:

- dass der erste konstante Betriebszustand jenem Betriebszustand entspricht, in dem der Motor konditioniert wird,

- dass der Prüfling in diesem ersten konstanten Betriebsmodus und zur Konditionierung:

- im Leerlauf bei konstanter erhöhter Leerlaufdrehzahl,

- und/oder im Leerlauf bei konstanter auf 20% bis 40%, insbesondere auf 30%, der Drehzahl der maximalen Leistung des Prüflings erhöhter Leerlaufdrehzahl,

- und/oder bei, gegenüber dem anderen konstanten Betriebsmodus, konstant erhöhter Last betrieben wird,

- dass direkt im Anschluss an die Konditionierung die Verifizierung des ersten

konstanten Betriebsmodus und anschließend die erste Messung vorgenommen wird, wobei beim Übergang zwischen Konditionierung und erstem konstantem

Betriebsmodus die Last unverändert bleibt,

und dass der Prüfling anschließend gegebenenfalls im zweiten konstanten

Betriebsmodus, im Leerlauf bei konstanter Leerlaufdrehzahl, betrieben wird.

Die Abfolge bzw. Reihenfolge der beiden Betriebsmodi kann je nach Anwendungsfall angepasst oder vertauscht werden. Ferner kann gegebenenfalls auch nur einer beiden Betriebsmodi angewandt werden. Gegebenenfalls kann auch ein dritter Betriebsmodus vorgesehen sein. Gegebenenfalls können auch weitere Betriebsmodi vorgesehen sein. Die Erfindung betrifft insbesondere ein universelles, rasch und effizient

durchzuführendes, Kurztestverfahren zur Überprüfung der gasförmigen und

partikelförmigen Schadstoffe, bevorzugt bezogen auf das Luftverhältnis des Abgases.

Insbesondere neue Abgasreinigungstechnologien zur Reduktion von Stickstoffoxiden und partikelförmigen Abgasbestandteilen bedürfen einer adäquaten

Überprüfungsmethodik um sicherzustellen, dass diese sowohl in Betrieb sind als auch eine bestimmte Mindestfunktion erfüllen.

Das vorliegende Verfahren dient bevorzugt der Überprüfung des Abgasverhaltens von Verbrennungskraftmaschinen im Rahmen der periodischen Inspektion als auch zur Detektion von hoch emittierenden Verbrennungskraftmaschinen für mobile oder stationäre Anwendungen im realen Betrieb. Prüflinge im Sinne der Erfindung können beispielsweise Kraftfahrzeuge, Arbeitsmaschinen, landwirtschaftliche Zugfahrzeuge, Lokomotiven und/oder Schiffe sein.

Das Verfahren zeichnet sich auch gegebenenfalls dadurch aus, dass es für sämtliche übliche Kraftstoffarten wie Benzin, Diesel, Erdgas, Methan (CNG und LNG), Flüssiggas (LPG) und vergleichbare Biokraftstoffe sowie synthetische Kraftstoffe eingesetzt werden kann. Weiters ist es bevorzugt universell für Fremdzündungsmotoren (Ottomotor), Selbstzündungsmotoren (Dieselmotor) und Turbinen anwendbar.

Das Messverfahren zeichnet sich gegebenenfalls dadurch aus, dass es keine

Datenverbindung zum Messobjekt (Feldbussystem) benötigt und somit eine

unabhängige Wirkprüfung vorgenommen werden kann.

Das Messverfahren beruht bevorzugt darauf, dass bei einem oder mehreren definierten Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine die Konzentration der Stickstoffoxide oder/und des Stickstoffmonoxids oder/und des Ammoniaks oder/und die Partikelanzahl relativ zum Luftverhältnis der Verbrennungskraftmaschine bestimmt werden. Die Bestimmung des Luftverhältnisses erfolgt insbesondere aus der

Abgaszusammensetzung mittels Atombilanzverfahren sämtlicher Abgaskomponenten oder gegebenenfalls mittels Restsauerstoffbestimmung des vollständig oxidierten Abgases.

Die Konzentrationen der Stickstoffoxide und die Partikelanzahl werden auf ein einheitliches Luftverhältnis, vorzugsweise Lambda=1 ,00 umgerechnet womit eine gute Vergleichbarkeit verschiedener Arbeitsverfahren und Betriebsstrategien von Verbrennungskraftmaschinen erreicht wird.

Für dieses Luftverhältnis können Grenzwerte für die zu messenden Abgaskomponenten in Abhängigkeit von Antriebsart und gesetzlichen Abgasstandard festgelegt werden. Damit kann eine einheitliche Prüfung von neuen als auch älteren

Verbrennungskraftmaschinen vorgenommen werden.

Eine Probennahme kann beispielsweise aus dem Endrohr der Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine, bevorzugt mit unbeheizter Abgasentnahmetechnik, erfolgen. Eine etwaige Ausscheidung des im Abgas enthaltenen Wassers kann in der Bilanz, insbesondere der Molbilanz, berücksichtigt werden.

An der Entnahmeposition der Abgassonde kann außerdem eine Temperaturmessung des Abgasstroms vorgenommen werden um sicherzustellen, dass die für

Abgasreinigungsverfahren notwendige Mindesttemperatur des Abgases erreicht wird. Hierfür liegen bereits bekannte Referenzwerte vor.

Das Abgasanalysegerät soll bevorzugt über eine Ansprechzeit von weniger als zehn Sekunden und eine Anstiegszeit von weniger als fünf Sekunden verfügen. Damit werden ein Erkennen von allfälliger Drift des Messobjekts und eine zügige

Durchführung der Messung ermöglicht.

Die gesamte Abgasmessung kann im Stand des Fahrzeugs oder auf einem

Rollenprüfstand in weniger als fünf Minuten durchführt werden und ermöglicht eine wiederkehrende Kontrolle der wichtigen Abgaskomponenten, insbesondere der

Stickstoffoxide und/oder der Feinpartikel. Darüber hinaus kann durch die eingesetzte Luftverhältnisbestimmung Lambda bei Dieselmotoren eine Überprüfung der

Motoreinstellung vorgenommen werden.

Das Verfahren ist schonend für den Verbrennungsmotor und die Umwelt, da keine freie Motorbeschleunigung bis zur Höchstdrehzahl bei Dieselmotoren erforderlich ist.

Das Messverfahren ist bevorzugt vom Messobjekt unabhängig, womit

Softwaremanipulationen keinen Einfluss auf das Messergebnis haben können.

Das Messen des Emissionswerts oder der Emissionswerte der mindestens einen Abgaskomponente und das Bestimmen der Luftverhältniszahl(en) aus der

Abgaszusammensetzung während des verifizierten konstanten Betriebsmodus, und insbesondere das Messen eines Konzentrationswerts einer Abgaskomponente oder eines Partikelanzahlwerts kann durch eine punktuelle Messung oder durch Aufnehmen und Mitteln mehrerer Messwerte erfolgen.

Ein Messsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst bevorzugt eine Abgassonde, die in die Abgasaustrittsöffnung, insbesondere in das Endrohr, des Prüflings eingeführt werden kann, um einen Teilvolumenstrom des Prüflings aufzunehmen. Gegebenenfalls umfasst das Messsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Abgasvollstromadapter, der an der

Austrittöffnung ebenfalls einen Teilstrom entnimmt. Der entnommene Abgasstrom kann mehreren Sensoren zur Bestimmung der Abgaskomponenten zugeführt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt ein Messsystem eingesetzt, das Sensoren zur Messung der C0 ₂ -Konzentration, der Sauerstoff-Konzentration, der Stickstoffoxid-Konzentration - NO, NO ₂ und/oder NO _x , der Partikelanzahl,

gegebenenfalls der NH ₃ -Konzentration, gegebenenfalls der HC-Konzentration und der Kohlenmonoxid-Konzentration im Abgas des Prüflings umfasst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist bevorzugt vorgesehen, dass Abgaskennwerte zur Stickstoffoxide-Konzentration, zur Partikelanzahl, gegebenenfalls zur NH ₃ - Konzentration gegebenenfalls zur HC-Konzentration und zur Kohlenmonoxid- Konzentration bestimmt werden.

In weiterer Folge wird eine Liste möglicher Sensoren bzw. Sensorprinzipien zur

Ermittlung der angegebenen Abgaskomponenten angeführt. Es handelt sich dabei um exemplarische Ausführungsformen von Sensoren zur Bestimmung der gegebenenfalls notwendigen Emissionswerte.

Partikelanzahl PN:

Diffusion size classifier for nanoparticle measurement; Resisitve Partikel Sensoren;

Electrical charging Particle Sensor; Photo Acoustic Soot Sensor.

Die Bestimmung kann wahlweise im mit partikelfreier Umgebungsluft verdünnten Abgas erfolgen. Stickstoffoxide NO _x , NO:

Chemilumineszenz Detektor - CLD; Nicht dispersive Ultra- Violet Technologie - NDUV; Zweikammer Zirkoniumdioxid Sensor; Galvanischer Sensor; Seitenband von Infrarot.

Kohlendioxid CO ₂ , Kohlenmonoxid CO:

NDIR: Nichtdispersiver Infrarotsensor; Galvanischer Sensor.

Kohlenwasserstoffe HC:

Flammenionisationsdetektor FID; NDIR; Wärmetönung. Sauerstoff O ₂ :

Galvanischer Sensor (bestimmter Typ einer Brennstoffzelle); Paramagnetisches

Wechseldruckverfahren

Amoniak NH ₃ :

Non-equilibrium electrochemical Alumina / Zirconia composite Sensor Abgastemperatur:

K-Typ Thermoelement; Resistiver Temperatursensor; Halbleiter Temperatursensor.

Die Bestimmung des Lambdawertes bei dem vorliegenden Verfahren kann aus der Abgaszusammensetzung erfolgen. Hierzu sind beispielsweise folgende bekannte Verfahren bzw. Methoden geeignet (vergleiche: E. Pucher:„Überprüfung von im

Verkehr befindlichen Katalysatorfahrzeugen, VDI-Fortschritt-Berichte, Reihe 12, Nr, 121 , Düsseldorfs 988.):

Atombilanzverfahren :

Basierend auf der Messung der kohlenstoffhaltigen Abgaskomponenten (CO ₂ , CO und HC) kann bei bekannter Kraftstoffzusammensetzung das Luftverhältnis Lambda aus der Abgaszusammensetzung berechnet werden. Zieht man noch die Abgaskomponente Sauerstoff hinzu wird die Güte des Messergebnisses bei Luftverhältnissen über λ = 1 (Abgasverdünnung) nochmals präziser und von der Kraftstoffzusammensetzung unabhängiger. Als beispielhafte Berechnungsgleichung sei jene nach Brettschneider genannt.

Restsauerstoffmessmethode: Das Verhältnis von real angesaugter Luftmasse des Motors im Verhältnis zur stöchiometrischen Luftmasse lässt sich auch mittels einer Restsauerstoffmessung im Abgas, bzw. der Abgaswolke bestimmen. Typischer Weise werden dafür Breitband Lambdamesssonden, die nach dem Sauerstoffionen Pumpprinzip arbeiten eingesetzt. Dabei ist der Sauerstofffluss in, bzw. aus einer kleinen λ = 1 Referenzkammer das Maß für die reale Verdünnung der Gasprobe (vergleiche: PUCHER, E. : Abgasemissionen - Gesetzliche Vorschriften, Abgasmesstechnik, Schadstoffe und ihre Entstehung, Minderung von Schadstoffen. Handbuch Verbrennungsmotor - Grundlagen,

Komponenten, Systeme, Perspektiven. Basshuysen, R. ; Schäfer, F. (Herausgeber) ATZ-MTZ Fachbuch, Dritte vollständig überbearbeitete und erweiterte Auflage. ISBN: 3- 528-23933-6. Vieweg Verlag 2005).

Gegebenenfalls kann die Messung der Abgaszusammensetzung der

Abgaskonzentration nach Abscheidung eines etwaigen Wasserdampfgehaltes erfolgen. Die Messung der Abgaskonzentrationen erfolgt dabei vorzugsweise nach Abscheidung des Wasserdampfgehaltes des Messgases bei Umgebungstemperatur. Sollte eine Umrechnung auf feuchtes Abgas gewünscht werden, sind die Messwerte bei Lambda=1 beispielsweise um zehn Prozent zu reduzieren.

Bevorzugt wird eine Berechnung der auf Lambda = 1 bezogenen Abgaskonzentrationen durchgeführt. Zu diesem Zweck wird der Messwert mit dem Lambdawert multipliziert. Damit wird der unterschiedliche Luftbedarf verschiedener Motor- und

Verbrennungskonzepte auf einen vergleichbaren Lambdawert normiert und die

Volumskonzentrationen der Schadstoffe werden direkt vergleichbar. Motorkonzepte mit Luftüberschuss, wie Dieselmotoren, Ottomotoren mit magerer Verbrennung und

Gasturbinen würden ansonsten durch die motorimmanente Verdünnung niedrigere Konzentrationen ausweisen.

Bevorzugt ist das Verfahren derart ausgestaltet, dass die Messungen mit einem vom Prüfling unabhängig messenden Messsystem durchgeführt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass zwischen dem Messsystem und dem Prüfling keine

Datenverbindung besteht. Eine Verbindung zwischen Messsystem und Prüfling besteht jedenfalls über die Entnahme des Abgases des Prüflings und der Analyse des Abgases des Prüflings durch das Messsystem. Jedoch werden bevorzugt vom Messsystem keine Daten berücksichtigt, die von Prüflings eigenen Sensoren, wie beispielsweise von einem Luftmassenmesser, von einer Lambdasonde oder ähnlichen Prüflings eigenen Sensoren ermittelt werden, um eine unabhängige Wirkprüfung durchführen zu können.

In weiterer Folge wird das Verfahren anhand eines exemplarischen

Ausführungsbeispiels für das Messverfahren an einem Pkw weiter beschrieben, wobei das Verfahren insbesondere folgende Schritte umfasst:

- Bereitstellung des Abgasmessgeräts,

- Bereitstellung des betriebswarmen Fahrzeugs samt Zulassungsschein zur Ermittlung der Antriebsdrehzahl bei maximaler Motorleistung sowie der Art und des

Emissionsstandards der Antriebsmaschine,

- Datenbankabfrage der fahrzeugspezifischen Schadstoffgrenzwerte für den Kurztest,

- Montage der Abgassonde mit integrierter oder zusätzlicher Abgastemperaturmessung am Auspuff des Fahrzeugs,

- Konditionierung des zu prüfenden und bereits betriebswarmen Pkw um das Erreichen der mindestens erforderlichen Abgastemperatur für die Funktionsfähigkeit des

Abgasreinigungssystems sicherzustellen, wobei dies beispielsweise durch erhöhte Leerlaufdrehzahl bei 30 bis 40 Prozent der Antriebsdrehzahl bei maximaler

Motorleistung, bis zum Erreichen einer Abgastemperatur am Auspuff von mindestens 200 Grad Celsius erfolgt.

- Sofort anschließend bei dieser erhöhten Leerlaufdrehzahl erfolgt die Messung der Abgaskonzentrationen von C0 ₂ , Sauerstoff und Stickstoffoxide und der Partikelanzahl sowie wahlweise NH ₃ und/oder Kohlenmonoxid, wobei die Schadstoffkonzentrationen von Stickstoffoxiden, Partikelanzahl sowie wahlweise NH ₃ und/oder Kohlenmonoxid rechnerisch auf Lambda = 1 ,00 bezogen werden, wobei die Dauer der Messung 5 Sekunden nach Erreichen des Beharrungswerts der Messgrößen beträgt und wobei die Änderung der Messergebnisse in diesem Zeitraum weniger als 10 Prozent betragen muss. Der Absolutwert der Messgrößen muss unter dem fahrzeugspezifischen

Grenzwert liegen. Ansonsten wird ein weiteres Mal mit denselben Vorgaben gemessen. Werden die Sollvorgaben wieder nicht erreicht gilt der Test als nicht bestanden. Das Fahrzeug ist von einer autorisierten Werkstätte einem herstellerspezifischem

Inspektions- und Wartungsprogramm zu unterziehen. Fahrzeuge, die den Test bei erhöhter Leerlaufdrehzahl bestanden haben, werden einem Test bei Leerlaufdrehzahl unterzogen, insofern vorhandene Start/Stop Einrichtungen für den Motorbetrieb im Stand durch einfache Bedienung vom Fahrersitz aus deaktiviert werden können.

Die Dauer der Messung beträgt 5 Sekunden nach Erreichen des Beharrungswerts der Messgrößen. Die Änderung der Messergebnisse muss in diesem Zeitraum weniger als 10 Prozent betragen. Der Absolutwert der Messgrößen muss unter einem

fahrzeugspezifischen Grenzwert liegen. Ansonsten wird ein weiteres Mal mit denselben Vorgaben gemessen. Werden die Sollvorgaben wieder nicht erreicht gilt der Test als nicht bestanden und muss abgebrochen werden. Das Fahrzeug ist von einer

autorisierten Werkstätte einem herstellerspezifischem Inspektions- und

Wartungsprogramm zu unterziehen. Für Fahrzeuge, die auch den Leerlauftest bestanden haben gilt der Gesamttest als bestanden.

In weiterer Folge wird das Verfahren anhand eines exemplarischen

Ausführungsbeispiels für das Messverfahren an einem Nutzfahrzeug, beispielsweise an einem Lkw oder Bus, oder an einer landwirtschaftlichen Zugmaschine beschrieben, wobei das Verfahren insbesondere folgende Schritte umfasst:

- Bereitstellung des Abgasmessgeräts,

- gegebenenfalls Bereitstellung des betriebswarmen Fahrzeugs samt Zulassungsschein zur Ermittlung der Antriebsdrehzahl bei maximaler Motorleistung sowie der Art und des Emissionsstandards der Antriebsmaschine,

- Datenbankabfrage der fahrzeugspezifischen Schadstoffgrenzwerte für das

erfindungsgemäße Verfahren, das insbesondere als Kurztest ausgeführt wird,

- Montage der Abgassonde mit Integrierer oder zusätzlicher Abgastemperaturmessung am Auspuff des Fahrzeugs,

- gegebenenfalls Konditionierung des zu prüfenden und bereits betriebswarmen

Fahrzeugs um das Erreichen der mindestens erforderlichen Abgastemperatur für die Funktionsfähigkeit des Abgasreinigungssystems sicherzustellen. Dies erfolgt

beispielsweise durch einen erhöhten Lastzustand. Der erhöhte Lastzustand kann beispielsweise durch eine erhöhte Leerlaufdrehzahl bei 30 bis 40 Prozent der

Antriebsdrehzahl bei maximaler Motorleistung erzeugt werden, bis eine

Abgastemperatur am Auspuff von mindestens 200 Grad Celsius vorliegt. Alternativ oder zusätzlich kann, falls eine erhöhte Motordrehzahl im Stillstand des Fahrzeugs nicht möglich ist, eine erhöhte Last durch hinzuschalten eines Nebenaggregats erzeugt werden. Dafür kommen beispielsweise folgende Nebenaggregate in Frage: Klimaanlage, Kühlaggregat, Nebenabtrieb für Hebezeuge, Nebenabtrieb für Kippmechanismen, Nebenabtrieb für Drehmechanismen und/oder Nebenabtrieb für Sammelmaschinen. Diese Nebenaggregate erzeugen bei Nutzfahrzeugen eine typische Last von bis zu 30 Kilowatt.

- Es erfolgt sofort anschließend bei dem im vorangegangenen Schritt gewählten

Betriebszustand des Motors die Messung der Abgaskonzentrationen von C02,

Sauerstoff, Stickstoffoxide und Partikelanzahl sowie wahlweise NH3 und/oder

Kohlenmonoxid. Die Schadstoffkonzentrationen von Stickstoffoxiden, Partikelanzahl sowie wahlweise NH3 und/oder Kohlenmonoxid werden rechnerisch auf Lambda = 1 ,00 bezogen.

- Die Dauer der Messung beträgt 5 Sekunden nach Erreichen des Beharrungswerts der Messgrößen. Die Änderung der Messergebnisse muss in diesem Zeitraum weniger als 10 Prozent betragen.

- Der Absolutwert der Messgrößen muss unter dem fahrzeugspezifischen Grenzwert liegen. Ansonsten wird ein weiteres Mal mit denselben Vorgaben gemessen.

- Werden die Sollvorgaben wieder nicht erreicht, so gilt der Test als nicht bestanden und muss abgebrochen werden.

Das Fahrzeug ist von einer autorisierten Werkstätte einem herstellerspezifischem Inspektions- und Wartungsprogramm zu unterziehen.

- Fahrzeuge, die den Test bei erhöhtem Lastzustand bestanden haben, werden einem Test bei Leerlaufdrehzahl unterzogen, insofern vorhandene Start/Stop Einrichtungen für den Motorbetrieb im Stand durch einfache Bedienung vom Fahrersitz aus deaktiviert werden können.

- Die Dauer der Messung beträgt 5 Sekunden nach Erreichen des Beharrungswerts der Messgrößen. Die Änderung der Messergebnisse muss in diesem Zeitraum weniger als 10 Prozent betragen. Der Absolutwert der Messgrößen muss unter einem

fahrzeugspezifischen Grenzwert liegen. Ansonsten ein weiteres Mal mit denselben Vorgaben messen. Werden die Sollvorgaben wieder nicht erreicht gilt der Test als nicht bestanden und muss abgebrochen werden. Das Fahrzeug ist von einer autorisierten Werkstätte einem herstellerspezifischem Inspektions- und Wartungsprogramm zu unterziehen.

Für Fahrzeuge, die auch den Leerlauftest bestanden haben, gilt der Gesamttest als bestanden.