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Title:
METHOD FOR REGENERATING AN NOx STORAGE CATALYST
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/002648
Kind Code:
A1
Abstract:
A criterion for determining whether the quantity of a regeneration agent being supplied to the NOx storage catalyst in a regeneration phase must be modified in order to achieve optimum efficiency of the emissions control system is derived from the time characteristic of the output signal (US) of a measuring sensor connected downstream of the NOx storage catalyst, during and after the regeneration phase. Said output signal (US) is picked off on two electrodes on the amperometric NOx measuring sensor and shows the two-point behaviour which is necessary for the method.

Inventors:
ZHANG HONG (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001907
Publication Date:
January 20, 2000
Filing Date:
July 01, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
ZHANG HONG (DE)
International Classes:
G01N27/419; B01D53/86; B01D53/94; F01N3/08; F01N3/18; F01N3/20; F01N3/24; F02D41/02; F02D41/04; F02D41/14; F02D45/00; G01N27/49; (IPC1-7): B01D53/94; F01N3/08; F02D41/02; G01N27/49
Foreign References:
EP0814248A21997-12-29
US5554269A1996-09-10
US4927517A1990-05-22
DE19511548A11996-06-13
DE19640161A11998-04-02
EP0598917A11994-06-01
EP0636770A11995-02-01
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Regeneration eines NOxSpeicherkatalysators (15), der im Abgastrakt (12) einer mit Luftüberschuß betriebenen Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist, stromab dessen ein NOxMeßaufnehmer (16) angeordnet ist und der in einer Regenerationsphase unter Zugabe eines Redukti onsmittels gespeichertes NOx katalytisch umsetzt, wobei das Reduktionsmittel durch kurzzeitigen Betrieb der Brennkraftma schine (10) mit einem fetten Luft/Kraftstoffgemisch (Lambda < l) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als NOxMeßaufnehmer (16) ein amperometrischer Meßaufnehmer (34) aus einem Festkörperelektrolyten (26) verwendet wird, der eine erste Meßzelle (20) aufweist, in der die Sauer stoffkonzentration über eine erste Nernstspannung (VO) zwi schen einer ersten Elektrode (21) und einer Umgebungsluft ausgesetzten Referenzelektrode (29) gemessen und mittels ei nes ersten SauerstoffIonenPumpstroms (IpO) zwischen der er sten Elektrode (21) und einer Außenelektrode (22) geregelt wird, und eine zweite Meßzelle (24) aufweist, die mit der ersten Meß zelle (20) verbunden ist und in der die Sauerstoffkonzentra tion über eine zweite Nernstspannung (V1) zwischen einer zweiten Elektrode (25) und der Referenzelektrode (29) gemes sen wird, und daß unter Reihenschaltung der zwei Meßzellen (20,24) die Spannung zwischen der Außenelektrode (22) und der Referenze lektrode (29 ; abgegriffen wird und dieses von der Sauer stoffkonzentration abhängige, ZweipunktVerhalten zeigende Ausgangssignal (US) während der Regenerationsphase erfaßt wird und daß aus dem zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals (US) ein Kriterium daür abgeleitet wird, ob die Regenerationsmittel menge zur Erreichung einer optimalen Regeneration des NOx Speicherkatalysators (15) geändert werden muß.
2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium zwei Summenwerte (FL1, FL2) gebildet werden, wobei der erste Summenwert (FL1) aus dem mit einer bestimmten Frequenz abgetasteten Ausgangssignal (US) ab Beginn der Rege neration bis zum Überschreiten eines vorgegebenen Schwellen wertes (SW1) berechnet wird der zweite Summenwert (FL2) aus dem mit gleicher Frequenz abgetasteten Ausgangssignal (US) ab Überschreiten dieses Schwellenwertes (SW) bis zum Unterschreiten des Schwellenwer tes (SW) berechnet wird, die Summenwerte (FL1, FL2) mit zugehörigen Schwellenwerten (SW1, USW2, OSW2) verglichen werden und in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleiches die Regenera tionsmittelmenge konstant gehalten, vergrößert oder verklei nert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsmittelmenge konstant gehalten wird, wenn der erste Summenwert (FL1) größer ist als ein Schwellenwert (SW1) und der zweite Summenwert (SW2) innerhalb eines durch einen unte ren Schwellenwert (USW2) und einen oberen Schwellenwert (OSW2) begrenzten Bereiches liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsmittelmenge erhöht wird, wenn der erste Summenwert (FL1) größer ist als ein Schwellenwert (SW1) und der zweite Summenwert (SW2) kleiner ist als ein unterer Schwellenwert (USW2).
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationsmittelmenge verkleinert wird, wenn der erste Summenwert (FL1) größer ist als ein Schwellenwert (SW1) und der zweite Summenwert (SW2) größer ist als ein oberer Schwel lenwert (OSW2).
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsmittelmenge vergrößert wird, indem die Regenerati onsphase verlängert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationsmittelmenge verkleinert wird, indem die Regene rationsphase verkürzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dauer einer Speicherphase des NOx Speicherkatalysators (15), bei der die Brennkraftmaschine (14) mit Luftüberschuß betrieben wird, verkürzt wird und für den Speicherkatalysator (15) eine Sulfatregeneration durchge führt wird, wenn der Summenwert (FL1) kleiner ist als der Schwellenwert (SW1).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig vom ersten SauerstoffIonen Pumpstrom (IpO) eine Korrektur des Ausgangssignales (US) er folgt, um eine Fehlerspannung, die von einem vom ersten Sau erstoffIonenPumpstrom (IpO) durchflossenen Übergangswider stand (RO) herrührt, auszugleichen.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (US) abhängig von der Temperatur des Meßaufnehmers (16,34) korrigiert wird.
Description:
Beschreibung Verfahren zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reneration eines NOx-Speicherkatalysators gemäß dem Oberbegriff des Hauptan- spruchs.

Um den Kraftstoffverbrauch von Otto-Brennkraftmaschinen wei- ter zu reduzieren, kommen Brennkraftmaschinen mit magerer Verbrennung immer häufiger zum Einsatz. Zur Erfüllung der ge- forderten Abgasemissionsgrenzwerte ist bei solchen Brenn- kraftmaschinen eine spezielle Abgasnachbehandlung notwendig.

Dazu werden NOx-Speicherkatalysatoren verwendet. Diese NOx- Speicherkatalysatoren sind aufgrund ihrer Beschichtung wäh- rend einer Speicherphase in der Lage, NOx-Verbindungen aus dem Abgas zu absorbieren, die bei magerer Verbrennung entste- hen. Während einer Regenerationsphase werden die absorbierten bzw. gespeicherten NOx-Verbindungen unter Zugabe eines Reduk- tionsmittels in unschädliche Verbindungen umgewandelt. Als Reduktionsmittel für magerbetriebene Otto-Brennkraftmaschinen können CO, H2 und HC (Kohlenwasserstoffe) verwendet werden.

Diese werden durch kurzzeitigen Betrieb der Brennkraftmaschi- ne mit einem fetten Gemisch erzeugt und dem NOx-Speicherkata- lysator als Abgaskomponenten zur Verfügung gestellt, wodurch die gespeicherten NOx-Verbindungen im Katalysator abgebaut werden.

Der Wirkungsgrad eines solchen NOx-Speicherkatalysators hängt wesentlich von einer optimalen Regeneration ab. Ist die Rege- nerationsmittelmenge zu gering, wird das gespeicherte NOx nicht ausreichend abgebaut, wodurch sich der Wirkungsgrad, mit dem NOx aus dem Abgas absorbiert wird, verschlechtert.

Ist die Regenerationsmittelmenge zu hoch, erreicht man zwar optimale NOx-Konvertierungsraten, es tritt aber eine unzuläs- sig hohe Emission an Reduktionsmittel auf. Die optimale Rege- nerationsmittelmenge schwankt über die Lebensdauer eines

Fahrzeuges. Die mögliche Ursache dafür kann in der Änderung des von der Brennkraftmaschine emittierten NOx-Massenstromes sein. Ein weiterer Grund liegt in der Änderung der Speicher- kapazität des Katalysators, die z. B. durch Einspeicherung von Sulfat abnimmt, da im Kraftstoff vorhandener Schwefel zu SO2 verbrannt, durch den Katalysator bei Luftüberschuß zu Sulfat oxidiert und von der Beschichtung in ähnlicher Weise wie NO2 gespeichert wird. Die Bindung von Sulfat im Speicher ist je- doch wesentlich stärker. Während einer Regenerationsphase wird Sulfat jedoch nicht umgewandelt, sondern bleibt im NOx- Speicherkatalysator gebunden. Mit zunehmender Sulfateinlage- rung verringert sich somit die Kapazität des NOx-Speicher- katalysators.

In der deutschen Patentanmeldung DE 197 05 335 derselben An- melderin ist ein Verfahren zur Auslösung einer Sulfatregene- ration für einen NOx-Speicherkatalysator beschrieben, bei dem in vorgegebenen Zeitpunkten eine Sulfatregenerationsphase durchgeführt wird. Bei der Auslösung der Sulfatregeneration wird neben der Menge des abgespeicherten Sulfates auch die thermische Alterung des NOx-Speicherkatalysators berücksich- tigt.

Aus der EP 0 597 106 Al ist ein Verfahren zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators bekannt, bei dem die vom NOx- Speicherkatalysator absorbierte Menge an NOx-Verbindungen in Abhängigkeit von Betriebsdaten der Brennkraftmaschine berech- net wird. Bei Überschreiten einer vorbestimmten Grenzmenge von im NOx-Speicherkatalysator gespeichertem NOx wird eine Regenerationsphase eingeleitet. Auf diese Weise ist jedoch ein zuverlässiges Einhalten der Abgasemissionsgrenzwerte nicht gewährleistet.

Zur Überprüfung des NOx-Speicherkatalysators ist üblicherwei- se ein NOx-Meßaufnehmer stromab des Katalysators angeordnet.

Ein solcher Meßaufnehmer ist beispielsweise aus N. Kato et al.,"Performance of Thick Film NOx Sensor on Diesel and

Gasoline Engines ", Society of Automotive Engineers, Publ.

No. 970858 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu- geben, mit dem die Regeneration eines NOx-Speicherkatalysa- tors so erfolgt, daß dieser mit optimalem Wirkungsgrad be- trieben wird.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 definierte Erfin- dung gelöst.

In der Regenerationsphase wird ein an einem NOx-Meßaufnehmer abgegriffenes Signal ausgewertet, um festzustellen, ob die Regenerationsmittelmenge optimal war. Das dazu verwendete Si- gnal wird an einem amperometrischen NOx-Meßaufnehmer abge- griffen. Dieses Signal gibt den Lambda-Wert bzw. die Sauer- stoffkonzentration im Abgas wieder und weist Zweipunktverhal- ten auf, d. h. im Bereich vom Lambda = 1 ändert sich das Si- gnal bei geringen Lambdaänderungen stark.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die dem NOx-Speicherkatalysator zuzuführende Regenerationsmittel- menge an den Optimalwert angepaßt. Da ein starkt verringerter Reduktionsmittelbedarf von einer gesunkenen Speicherkapazität des NOx-Speicherkatalysators herrührt, kann bei zu stark ab- gesunkener Speicherkapazität vorzugsweise eine Sulfatregene- ration durchgeführt werden.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht somit insbe- sondere darin, daß über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs die optimale Regenerationsmittelmenge zugeführt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt :

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftma- schine mit einem NOx-Speicherkatalysator, Fig. 2 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf des Aus- gangssignals während der Regeneration des NOx- Speicherkatalysators, das am NOx-Meßaufnehmer abge- griffen wird, Fig. 3 einen Ablaufplan zum Durchführen des Verfahrens und Fig. 4 eine schematisierte Schnittdarstellung durch einen NOx-Meßaufnehmer.

Fig. 1 zeigt in Form eine Blockschaltbildes eine Brennkraft- maschine mit Abgasnachbehandlungsanlage bei der das Verfahren angewendet wird. Dabei sind nur die Teile und Komponenten dargestellt, die zum Verständnis der Erfindung nötig sind.

Eine Brennkraftmaschine 10 weist einen Ansaugtrakt 11 und ei- nen Abgastrakt 12 auf. Im Ansaugtrakt 11 ist eine Kraftstoff- zumeßeinrichtung vorhanden, von der nur ein Einspritzventil 13 schematisch dargestellt ist. Im Abgastrakt 12 ist eine Vorkat-Lambdasonde 14, ein NOx-Speicherkatalysator 15 und stromab davon ein NOx-Meßaufnehmer 16 vorgesehen. Mit Hilfe der Vorkat-Lambdasonde 14 wird das Luft/Kraftstoffverhältnis im Abgas stromauf des NOx-Speicherkatalysators 15 bestimmt.

Der NOx-Meßaufnehmer 16 dient unter anderem zur Überprüfung des NOx-Speicherkatalysators 15. Der Betrieb der Brennkraft- maschine 10 wird von einem Betriebssteuergerät 17 geregelt, das über einen Speicher 18 verfügt, in dem unter anderem eine Mehrzahl von Schwellenwerten gespeichert sind. Das Betriebs- steuergerät 17 ist über eine schematisch dargestellte Daten- und Steuerleitung 19 mit weiteren Meßaufnehmern und Aktoren verbunden.

Je nach Betriebsart der Brennkraftmaschine 10, hier kommen insbesondere Lambda-1-geregelter Betrieb, homogen-magerer Be- trieb und geschichtet-magerer Betrieb in Frage, kann der NOx- Speicherkatalysator 15 bei Luft/Kraftstoffverhältnissen nahe

Lambda = 1 auch Drei-Wege-Eigenschaften aufweisen, bzw. an- stelle eines NOx-Speicherkatalysators 15 auch eine Einrich- tung aus zwei Katalysatoren, einem NOx-Speicherkatalysator und einem Drei-Wege-Katalysator, vorgesehen sein.

Der stromab des NOx-Speicherkatalysators 15 vorhandene NOx- Meßaufnehmer 16 ist ein amperometrischer Meßaufnehmer. Er ist in einer schematischen Schnittdarstellung in Fig. 4 unter Be- zugszeichen 34 detaillierter dargestellt. Er besteht aus ei- nem Festkörperelektrolyten 26, z. B. ZrO2 und enthält das zu messende Abgas über eine Diffusionsbarriere 33 zugeführt. Das Abgas diffundiert durch die Diffusionsbarriere 33 in eine er- ste Meßzelle 20. Der Sauerstoffgehalt in der Meßzelle 20 wird mittels einer ersten Nernstspannung VO zwischen einer ersten Elektrode 21 und einer Umgebungsluft ausgesetzten Referenze- lektrode 29 gemessen. Die erste Elektrode 21 kann auch mehr- teilig bzw. mit mehreren Abgriffen ausgeführt sein. Beide Elektroden 21,29 sind herkömmliche Platinelektroden. Die Re- ferenelektrode 29 ist in einem Luftkanal 28 angeordnet, in den über eine Öffnung 27 Umgebungsluft gelangt.

Der Meßwert der ersten Nernstspannung VO wird dazu verwendet, eine Stellspannung Vp0 einzustellen. Die Stellspannung Vp0 treibt einen ersten Sauerstoff-Ionen-Pumpstrom IpO durch den Festkörperelektrolyten 26 zwischen der ersten Elektrode 21 und einer Außenelektrode 22. Der durch eine gestrichelte Li- nie dargestellte Regeleingriff der ersten Nernstspannung VO auf die Stellspannung Vp0 hat zur Folge, daß der Sauerstoff- Ionen-Pumpstrom Ip0 so eingestellt wird, daß in der ersten Meßzelle 20 eine bestimmte Sauerstoffkonzentration bzw. ein bestimmter Sauerstoffpartialdruck vorliegt.

Die erste Meßzelle 20 ist über eine weitere Diffusionsbarrie- re 23 mit einer zweiten Meßzelle 24 verbunden. Durch diese Diffusionsbarriere 23 diffundiert das in der ersten Meßzelle 20 vorhandene Gas. Aufgrund der Diffusion stellt sich in der zweiten Meßzelle 24 eine entsprechend niedrigere, zweite Sau-

erstoffkonzentration bzw. Sauerstoffpartialdruck ein. Diese zweite Sauerstoffkonzentration wird wiederum über eine Nernstspannung Vl zwischen einer zweiten Elektrode 25, die ebenfalls eine herkömmliche Platinelektrode ist, und der Re- ferenzelektrode 29 gemessen, und zur Regelung eines zweiten Sauerstoff-Ionen-Pumpstroms Ipl verwendet. Der zweite Sauer- stoff-Ionen-Pumpstrom Ipl aus der ersten Meßzelle 20 heraus fließt von der zweiten Elektrode 25 durch den Festkörperelek- trolyten 26 hindurch zur Außenelektrode 22. Mit Hilfe der zweiten Nernstspannung V1 wird der zweite Sauerstoff-Ionen- Pumpstrom Ipl so eingeregelt, daß in der zweiten Meßzelle 24 eine bestimmte, geringe, zweite Sauerstoffkonzentration vor- liegt.

Das von den bisherigen Vorgängen in den Meßzellen 20 und 24 nicht betroffene NOx wird nun an der Meßelektrode 30, die ka- talytisch wirksam ausgestaltet ist, unter Anlegen der Span- nung V2 zersetzt und der freigewordene Sauerstoff als Maß für die NOx-Konzentration an der Meßelektrode 30 und damit im zu messenden Abgas in einem Meßstrom Ip2 zur Referenzelektrode 29 hin gepumpt.

In der ersten Meßzelle 20 entsteht dabei folgende Spannung : Uerste Meßzelle = RT/ (4F) - (ln Po2, erste Metzelle - ln P02, Abgas + RO. IpO (I), <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> wobei Pol, erste Meßzelle/Abgas der Sauerstoffpartialdruck in der er- sten Meßzelle bzw. dem Abgas, R die Gaskonstante, T die abso- lute Gastemperatur, F die Faraday-Konstante, RO ein Über- gangswiderstand zwischen der ersten Elektrode 21 und dem Festkörperelektrolyten 26 und IpO der erste Sauerstoff-Ionen- Pumpstrom ist.

In der zweiten Meßzelle ergibt sich folgende Spannung :

UZweite Meßzelle = RT/ (4F) . (ln PO2Umgebungsluft <BR> <BR> <BR> <BR> - In Ppz, zweite Meßzelle I I , wobei Po2, Umgebungsluft/zweite MeAzelle der Sauerstoffpartialdruck in der Umgebungsluft bzw. der zweiten Meßzelle ist.

Durch Abgriff der Differenzspannung zwischen der Außenelek- trode 22 und der Referenzelektrode 29 werden die beiden Meß- zellen 20 und 24 in Reihe geschaltet, so daß sich in erster Näherung bei hinreichend homogener Temperatur des NOx- Meßaufnehmers 34, hinreichend geringem Strom IpO und hinrei- chend gleichem Sauerstoffpartialdruck an den Abgriffen der inneren Elektrode 21 folgende Beziehung ergibt : Uzweipunkt = RT/(4F) . (ln Po2umgebungsluft - ln Po2tzweite Meßzelle + ln Po2, erste Meßzelle - ln Po2, Abgas) = RT/ (4 F). (ln Poz, Umgebungsluft - ln Po2, Abgas) (III) Diese Beziehung beschreibt das Zweipunkt-Verhalten einer Lambda-Sonde. Diese Differenzspannung zwischen der Außenelek- trode 22 und der Referenzelektrode 29 wird als Ausgangssignal US für das Verfahren zur Regeneration eines NOx- Speicherkatalysators verwendet.

Der durch den Übergangswiderstand RO in Gleichung (I) verur- sachte Meßfehler bei der Spannung in der ersten Meßzelle 20 kann vorteilhafterweise korrigiert werden. Dazu wird ein be- stimmter Widerstandswert angenommen und eine Ip0-abhängige Kompensation durchgeführt. Weiter kann vorteilhafterweise ei- ne Korrektur des Ausgangssignals US hinsichtlich der Tempera- tur des Meßaufnehmers 34 erfolgen.

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals US des NOx-Meßaufnehmers 16 während der Regenerationsphase des NOx-Speicherkatalysators 15. Weiter ist in diese Darstellung der Verlauf des Vorkat-Lambda-Sollwertes LAMSOLL eingezeich-

net. Der Vorkat-Lambda-Sollwert LAMSOLL springt zu Beginn der Regenerationsphase des NOx-Speicherkatalysators 15 von einem Wert im mageren Bereich (Lambda = 1,4) auf einen Wert für fettes Gemisch (Lambda = 0, 85). Nach Abschluß der Regenerati- onsphase wird die Brennkraftmaschine 10 wieder mager betrie- ben.

Am Ende der der Regenerationsphase vorausgehenden Speicher- phase liegt das Ausgangssignal US bei etwa 0,03 V. Mit Beginn der Regenerationsphase steigt diese Spannung kontinuierlich an. Gegen Ende der Regenerationsphase sinkt der Lambda-Wert UL am NOx-Meßaufnehmer 16 stromab des NOx- Speicherkatalysators 15 unter 1 und das Ausgangssignal US steigt steil an. Später steigt UL wieder auf Werte für mage- res Gemisch und US fällt wieder ab.

Um zu ermitteln, ob die dem NOx-Speicherkatalysator 15 in ei- ner Regenerationsphase zugeführte Regenerationsmittelmenge optimal ist, wird nun folgendermaßen vorgegangen : Es werden zwei Summenwerte berechnet. Ein erster Summenwert FL1 wird aus dem mit einer bestimmten Frequenz (z. B. 100 Hz) abgetasteten Ausgangssignal US ab Beginn der Regenerati- onsphase bis zum Überschreiten eines Schwellenwertes SW (z. B.

0,25 V) berechnet. Dieser Summenwert entspricht der mit dem Bezugszeichen FL1 in Fig. 3 gekennzeichneten Fläche. Ein zweiter Summenwert FL2 wird aus dem mit gleicher Frequenz ab- getasteten Ausgangssignal US ab Überschreiten des Schwellen- wertes SW bis zum wieder folgenden Unterschreiten des Schwel- lenwertes SW berechnet. Dieser Summenwert entspricht der mit dem Bezugszeichen FL2 in Fig. 3 gekennzeichneten Fläche. Na- türlich können die Flächen FL1 und FL2 anstatt durch Summati- on auch durch kontinuierliche Integration gebildet werden.

Die optimale Regenerationsmittelmenge wurde dem NOx- Speicherkatalysator 15 dann zugeführt, wenn der Summenwert FL2 größer als ein Schwellenwert SW1 ist und der Summenwert

FL2 zwischen einem unteren Schwellenwert USW2 und einem obe- ren Schwellenwert OSW2 liegt.

In Fig. 3 ist ein Ablaufplan zur Ermittlung der optimalen Re- generationsmittelmenge dargestellt. Zuerst werden die Summen- werte bzw. Flächen FL1 und FL2 berechnet und zwischengespei- chert (Schritt Sl). Anschließend werden aus dem Speicher 18 des Betriebssteuergerätes 17 der Schwellenwert SW1 für den Summenwert FL1 und die Schwellenwerte USW2 und OSW2 für den Summenwert FL2 ausgelesen (Schritt S2).

Nun wird überprüft, ob die zugeführte Regenerationsmittelmen- ge optimal ist (Schritt S3). Dies ist dann der Fall, wenn der Summenwert FL1 über dem Schwellenwert SW1 liegt und der Sum- menwert FL2 dem vom unteren Schwellenwert USW2 und vom oberen Schwellenwert OSW2 begrenzten Bereich liegt. Sind diese bei- den Bedingungen erfüllt (Schritt S4), so ist kein Eingriff nötig, die verwendete Regenerationsmittelmenge war optimal und das Verfahren ist beendet (Schritt Sll).

Stellt sich heraus, daß diese beiden Bedingungen nicht er- füllt sind (Schritt S3), so wurde in der Regenerationsphase dem NOx-Speicherkatalysator 15 eine nicht optimale Regenera- tionsmittelmenge zugeführt. Abhängig von den Summenwerten FL1, FL2 kann nun bestimmt werden, ob die Regenerationsmit- telmenge vergrößert oder verkleinert werden muß, um eine op- timale Regeneration des NOx-Speicherkatalysators 15 zu errei- chen. Dazu wird zuerst geprüft, ob der Summenwert FL1 über dem Schwellenwert SW1 und der Summenwert FL2 unter dem unte- ren Schwellenwert USW2 liegt (Schritt S5). Ist dies der Fall, ist die Regenerationsmittelmenge zu gering und muß erhöht werden (Schritt S11, Fall A). Die Vergrößerung der Regenera- tionsmittelmenge kann dabei durch Veränderung in der Luftzahl während der Regenerationsphase in Richtung fett erfolgen. Al- ternativ kann auch die Regenerationsphase länger durchgeführt werden, was in der Regel vorzuziehen ist, da die Variation des Lambda-Wertes in der Regenerationsphase nur in engen

Grenzen (z. B. zwischen 0,75 und 0,85) möglich ist. Wurde für folgende Regenerationsphasen eine größere Regenerationsmit- telmenge eingestellt, ist das Verfahren beendet (Schritt S11).

Stellt sich in Schritt 5 heraus, daß Summenwert FL1 unter dem Schwellenwert SW2 und der Summenwert FL2 über dem unteren Schwellenwert USW2 liegen, wird geprüft, ob der Summenwert FL1 über dem Schwellenwert SW2 und der Summenwert FL2 über dem oberen Schwellenwert OSW2 liegen (Schritt S7). Dann ist die Regenerationsmittelmenge zu groß und muß verkleinert wer- den (Schritt S8, Fall B). Die Verkleinerung der Regenerati- onsmittelmenge kann analog zur Vergrößerung im Fall A gesche- hen. Wurde ein kleinere Regenerationsmittelmenge für zukünf- tige Regenerationsphasen des NOx-Speicherkatalysators 15 ab- gespeichert, ist das Verfahren beendet (Schritt Sll).

Stellte sich in Schritt S7 heraus, daß der Summenwert FL1 nicht über den Schwellenwert SW1 und der Summenwert FL2 nicht über dem oberen Schwellenwert OSW2 liegt, wird zuerst geprüft ob der Sonderfall FL1 = SW1 vorliegt (Schritt S9). Ist dies der Fall, ist kein Regeleingriff nötig und das Verfahren ist beendet (Schritt Sll). Ist dies nicht der Fall, muß der Sum- menwert FL1 unter dem Schwellenwert SW1 liegen (Schritt S10).

Dies hat zur Folge, daß die Speicherkapazität des NOx- Speicherkatalysators 15 gesunken ist (Fall C). Um optimales Konvertierungsverhalten der Abgasanlage zu erreichen, muß demzufolge die Speicherphase verkürzt werden. Dies kann bei- spielsweise durch Verrinaerung der in einem rechnerischen Ka- talysatormodell verwendeten Speicherkapazität erfolgen. Eben- falls muß der Schwellenwert SW1 gesenkt werden. Unterschrei- tet der Schwellenwert SW1 während der Nutzlebensdauer der Brennkraftmaschine 10 einen unteren Grenzwert, bedeutet dies, daß die Katalysatorkapazität einen Mindestwert erreicht hat, was z. B. durch Sulfateinlagerung hervorgerufen sein kann. In diesem Fall wird vorzugsweise eine Sulfatregeneration ange- fordert und durchgeführt, wie sie beispielsweise in der deut-

schen Patentanmeldung 197 05 335 beschrieben ist. Nach er- folgter Sulfatregeneration kann der Schwellenwert SW1 wieder auf den Ausgangswert gesetzt werden.

Die erwähnten Schwellenwerte SW, SW1, USW2, OSW2 werden auf einem Prüfstand ermittelt.